蛋白质折叠与去折叠的数值模拟
摘要
本文详细考察了包括 hbSBD、DDLNF4、单结构域及多结构域泛素（Ubiquitin）在内的多种蛋白质的折叠与去折叠过程。利用简化的粗粒化离格 Go 模型和圆二色性（CD）实验，我们展示了 hbSBD 蛋白的双态行为。研究表明，单结构域泛素的复折叠路径取决于其哪一端被固定在表面上：具体而言，固定 N 端会改变复折叠路径，而固定 C 端则保持路径不变。有趣的是，末端固定对多结构域泛素没有影响。利用 Go 模型和显式水环境下的全原子模型，我们详细研究了 DDFLN4 的机械去折叠机制。我们预测，与原子力显微镜（AFM）实验相反，在力 - 延伸曲线中，末端距 nm 处会出现一个额外的去折叠峰。我们的研究揭示了非天然相互作用的重要作用，正是这些相互作用导致了位于 nm 处的峰；而在忽略非天然相互作用的 Go 模型中无法观察到该峰。我们的发现可能激发针对该蛋白的进一步实验和理论研究。此外，我们利用格点模型和离格模型研究了变性转变的协同性。研究表明，随着氨基酸数量的增加，转变的锐度随之增强，相应的标度行为由一个普适临界指数支配。我们开发了一种新的力副本交换（RE）方法，用于对外部机械力牵引下的生物分子进行高效的构象采样。与标准的温度副本交换不同，该方法在不同力（副本）之间进行交换。该方法已成功应用于研究三结构域泛素的热力学性质。
引用
@article{arxiv.1308.2380,
title = {Numerical Simulation of Folding and Unfolding of Proteins},
author = {Maksim Kouza},
journal= {arXiv preprint arXiv:1308.2380},
year = {2013}
}
备注
PhD thesis by Maksim Kouza defended at Institute of Physics Polish Academy of Sciences in 2009 (supervisor Prof. Mai Suan Li) 123 pages, 55 figures, 6 tables. arXiv admin note: text overlap with arXiv:cond-mat/9706125 by other authors