用于研究生物大分子大尺度构象变化的弹性网络模型推广
生物物理
2018-11-06 v1 生物大分子
摘要
弹性网络（EN）是描述生物大分子长时间动力学的主要模型。然而，谐振势的使用使得该模型不足以研究蛋白质的大尺度构象变化（例如蛋白质的拉伸、折叠和热去折叠）。在此，我们通过采用由 Lennard-Jones（LJ）相互作用描述的谐振近似来推广 EN 模型的能力，其中远接触和天然接触由标准重叠判据获得，如同 Go-like 模型中的情况。虽然我们的模型通过复现若干蛋白质的平衡性质针对 EN 模型进行了验证，我们也通过提供各种示例表明该模型适用于大尺度构象变化的研究。特别地，这基于拉伸模拟得以说明，其以高精度预测了所研究蛋白质断裂力的实验数据。此外，对于 DDFLN4 蛋白质，我们的拉伸模拟突出了相对于 Go-like 方法的优势，后者未能复现全原子模拟先前获得的结果，即预测该蛋白质存在额外的特征峰。另外，小肽的折叠模拟给出了 α-螺旋和 β-发夹不同的折叠时间，与实验一致，从而为我们的模型在蛋白质大尺度构象变化研究中的应用提供了进一步机会。与 EN 模型相反，我们的模型适用于正态模式分析和分子动力学模拟。我们预期所提出的模型将在生物学广泛问题中找到应用，其中包括蛋白质折叠和热去折叠。
引用
@article{arxiv.1811.01191,
title = {Generalization of the Elastic Network model for the study of large conformational changes in biomolecules},
author = {A. B. Poma and M. S. Li and P. E. Theodorakis},
journal= {arXiv preprint arXiv:1811.01191},
year = {2018}
}
备注
9 pages, 5 figures