Peierls-Nabarro 势垒与蛋白质环传播

当自局域准粒子激发沿离散一维晶格传播时，会受到耗散作用，将动能转化为晶格振动。最终动能不再足以使激发越过相邻格点间的最小能量势垒，激发便局域在晶格元胞内。对于蛋白质，晶格结构由 C-alpha 骨架构成。自局域准粒子激发是环的基本构建单元。它可以用一个扭结来建模，该扭结求解离散非线性薛定谔方程（DNLS）的一个变体。我们使用 UNRES 粗粒化分子动力学力场，研究了蛋白质 G 相关白蛋白结合域中此类扭结的传播。我们估算了扭结沿骨架晶格传播所需越过的能量势垒高度。我们分析了这些势垒如何产生控制扭结运动的应力和释放。为此，我们通过将扭结沿骨架平行平移远离其天然位置来变形天然折叠的蛋白质结构。我们释放平移后的扭结，并跟踪它如何沿骨架向天然位置传播。我们观察到，由各种能量势垒施加在扭结上的耗散力，在决定蛋白质如何折叠向其天然状态中起着关键作用。