生物保护性海藻糖环境中水合蛋白质的高压动力学

我们通过准弹性中子散射 (QENS) 研究了浸没在氘代 $\alpha$,$\alpha$-海藻糖环境中的溶菌酶蛋白质粉末的动力学压力依赖性。目标是通过与无海藻糖的参考研究结果进行比较，评估海藻糖对生物分子的抗压保护益处。虽然无海藻糖蛋白质（水合至 $d_{D_2O}\simeq$40 w\%）整体的均方位移随压力增加而减小，但在皮秒 (ps) 到纳秒 (ns) 时间范围内的实际可观测弛豫动力学在高达 2.78(2) Kbar 的最大研究压力下基本不受影响。我们的观测结果与蛋白质是否与氘代糖混合无关。这表明在低于 2.78 Kbar 的静水压力下，水合蛋白质在大气压下的构象状态保持不变。我们还发现，在恢复环境压力条件后，QENS 响应完全可恢复。圆二色性和中子衍射测量证实，释放压力后蛋白质结构完整性得以保持且完好无损。然而，我们观察到在这两种情况下，当温度从 290 K 降低到 230 K 时，准弹性中子 (QENS) 响应明显变窄，我们使用 Kohlrausch-Williams-Watts (KWW) 拉伸指数模型对其进行参数化。只有在仪器可访问时间窗口内不动的质子分数（称为弹性非相干结构因子或 EISF）对压力表现出可观测的敏感性，随压力增加仅略微但系统地增加。