Go 类型蛋白质二级结构折叠的分子动力学

我们考察了六种不同的蛋白质二级结构，并构建了两种类型的 Go 类无格点模型：带有刚性约束和不带刚性约束。基本氨基酸-氨基酸势能为 native 接触的 Lennard-Jones 势，以及 non-native 接触的软斥力。选择这些相互作用是为了使目标二级结构成为系统的 native 状态。我们通过 Langevin 噪声的分子动力学模拟，对序列进行彻底的平衡和动力学表征。带有刚性约束的模型被发现是更好的折叠器，并且在 $\beta$ 结构的情况下更稳定。围绕 native 状态的振动谱在低频上具有间隙，这与热力学稳定性相关。二级结构的折叠通过一系列明确的事件进行。例如，$\alpha$-螺旋首先从端部折叠。接近 native 状态时，建立接触的速度更快。增加系统规模会恶化折叠特征。我们将折叠时间作为黏性摩擦系数的函数进行研究，发现存在一个中等摩擦系数的区间，表现为线性依赖。我们还考虑了当蛋白质结构的一端被固定导致折叠的情况，这模拟了蛋白质合成时的瞬时条件。我们发现，在这种情况下，螺旋的折叠更快，而 $\beta$ 序列的折叠则较慢。