解析三态蛋白质自由能景观的新方法

我们开发了一种新的模拟方法，用于估算通过中间态机械解折叠的蛋白质的天然态与第一过渡态之间的距离，以及中间态与第二过渡态之间的距离。假设端到端伸展量 $\Delta R$ 是描述受外力作用蛋白质自由能景观的良好反应坐标，我们通过恒力或恒加载速率拉伸模拟定义了两个过渡态之间的中点伸展量 $\Delta R^*$。在前一种情况下，$\Delta R^*$ 定义为 $\Delta R$ 的时间依赖曲线中两个平台之间的中点；而在后一种情况下，它是力-伸展曲线中两个峰值之间的中点。确定了 $\Delta R^*$ 后，就可以计算从天然态出发跨越两个过渡态势垒所需的时间。借助Bell模型和微观动力学理论，这些解折叠时间的力依赖性可用于定位中间态并提取解折叠势垒。我们使用 C$_{\alpha}$-Go 模型，将我们的方法应用于肌联蛋白结构域 I27 和盘基网柄菌丝蛋白的第四结构域 (DDFLN4)，获得了与实验合理一致的结果。