远距离相互作用：氙在肌红蛋白中的迁移
化学物理
2023-04-12 v1
摘要
配体（如NO或O）通过内部空腔的传输对球状蛋白（包括血红蛋白、肌红蛋白(Mb)、神经球蛋白、截短血红蛋白或胞球蛋白）的功能至关重要。对于Mb，若干内部空腔（Xe1至Xe4）已通过X射线晶体学实验观测到。在功能层面上，它们与配体储存和内部配体扩散相关。配体扩散的能垒以及连接一次跃迁的初态与末态空腔中配体的相对稳定能，可能取决于其余空腔的占据状态。本工作通过有偏（伞形采样）和无偏分子动力学模拟考虑了这一点。研究发现，特定配体迁移路径的能量学可能取决于跃迁进行的方向（正向或反向）以及其他空腔的占据状态。此外，特定跃迁的能垒可以以非加和的方式依赖于空腔A或B中任一者的占据，或A与B两空腔的同时占据。针对Xe1Xe2跃迁的多次重复表明，活化能垒是一组能垒高度的分布，而非单一数值，这由无偏模拟中同一跃迁的渡越时间分布所证实。该跃迁的动力学交叉相关图显示，相关运动出现在相邻残基之间或透过空间发生。残基Phe138被刻画为Xe1与Xe2之间在Xe1Xe2跃迁中的闸门。研究还发现，内部空腔的体积沿扩散路径变化，这指向配体与蛋白质之间的动态通讯。这些发现在蛋白质变构的背景下进行了讨论。
引用
@article{arxiv.2209.03776,
title = {Interaction at a Distance: Xenon Migration in Mb},
author = {Haydar Taylan Turan and Eric Boittier and Markus Meuwly},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.03776},
year = {2023}
}