基于分子动力学的 Beta-solenoid 蛋白强度估计
生物大分子
2017-06-20 v1 定量方法
摘要
将 beta-solenoid 蛋白作为可功能化、纳米级、自组装的分子构建基块可能具有许多应用，包括作为导线或高维结构生长的模板。通过了解其机械强度，我们可以高效地设计具有特定功能的蛋白质。我们使用 GROMACS 分子动力学软件对七种 beta-solenoid 蛋白的力学性质进行了研究，以生成力/扭矩-位移数据，实现弯曲/扭转轨迹的伞形采样，生成平均力势（PMFs），提取有效弹簧常数，并计算每种蛋白质在两个弯曲方向和两个扭转方向上的刚度。我们考察了仅从力/扭矩-位移数据与从 PMF 数据计算强度值的差异，并展示了如何从前者获得更高精度的估计值。除了方法分析外，我们还报告了每种蛋白质的弯曲/扭转持久长度的估计值，范围在 0.5-3.4 m 之间。我们注意到，具有内部二硫键的 beta-solenoid 蛋白并未表现出增强的弯曲或扭转强度，而与弯曲/扭转刚度最相关的因素是每圈的氢键数量。此外，我们计算了每种蛋白质的杨氏模量（）估计值，范围从 = 3.5 到 7.2 GPa。
引用
@article{arxiv.1706.05451,
title = {Molecular Dynamics-Based Strength Estimates of Beta-Solenoid Proteins},
author = {Amanda S. Parker and Krishnakumar M. Ravikumar and Daniel L. Cox},
journal= {arXiv preprint arXiv:1706.05451},
year = {2017}
}