微管组装中作为可能结构中间体的微管蛋白片层聚合物的模拟

微管组装过程已被广泛研究，但其潜在的分子机制仍知之甚少。一种人工生成的、交替两种侧向接触类型并能直接转化为微管的片层聚合物结构，被认为对应于微管组装过程中观察到的中间片层结构。我们利用热力学分析和随机模拟，研究了GMPCPP微管蛋白自组装成片层和微管结构的过程。基于微管蛋白能以两种不同形式发生侧向相互作用，并能变构地影响邻近侧向相互作用的新假设，我们能够解释现有的实验观测结果。在低温下，变构效应导致观察到的具有交替侧向相互作用的片层结构成为热力学最稳定的形式。在正常的微管组装温度下，我们的工作表明，一类类似于低温下观察到的片层结构在组装过程中作为中间体被瞬时捕获。这项工作可能有助于阐明微管蛋白的分子相互作用，以及片层形成在微管组装过程中的作用。