蛋白质电荷多极矩的 pH 依赖性

静电相互作用在蛋白质的结构与功能中发挥着基础性作用。由于蛋白质暴露于溶剂的表面上存在可电离氨基酸残基，蛋白质的电荷并非恒定，而是随环境变化而改变——最显著的是随周围溶液的 pH 值而变化。我们通过将四种球状蛋白质的表面电荷分布展开为多极子，研究了 pH 值对其电荷的影响。通过这种方式，蛋白质上电荷的详细表示被不同阶多极矩的大小与方向所取代。聚焦于三个最低阶多极子——总电荷、偶极矩和四极矩——我们表明 pH 值不仅影响它们的大小，而且更显著且重要的是影响其主轴的空间方向。我们的发现对研究蛋白质-蛋白质相互作用以及含可解离电荷基团的蛋白质壳层和斑块胶体的组装具有重要启示。