纳米孔中蛋白质折叠与扩散的分子动力学模拟

我们采用不连续分子动力学与Langevin方程的新颖组合，结合中等分辨率模型，进行了长时（数微秒）模拟，研究了狭缝纳米孔中蛋白质的折叠转变和输运。考虑了蛋白质与孔壁之间的吸引（$U^+$）和排斥（$U^-$）相互作用势。在折叠温度$T_f$附近且存在$U^+$时，蛋白质经历重复的折叠/部分折叠/去折叠转变序列，而$T_f$随孔径减小而降低。当存在$U^-$时情况相反。我们计算了蛋白质的有效扩散系数$D$，作为其长度（氨基酸基团数）、温度$T$、孔径和相互作用势$U^\pm$的函数。远离$T_f$时，$D$随$T$（大致）线性增加，但由于热涨落及其在$T_f$附近对蛋白质结构的影响，该区域中$D$对$T$的依赖是非线性的。在某些条件下，较小孔中蛋白质的输运可能比大孔中更快。