蛋白质折叠中的静态、亚稳态与势垒：副本变分方法

蛋白质折叠通过副本变分形式体系进行分析，以研究对动力学至关重要的自由能景观特征。采用满足最小挫折原理的随机接触相互作用模型来描述线圈-球状转变（以 $T_{CG}$ 表征）、玻璃转变（以 $T_A$ 和 $T_K$ 表征）和折叠转变（以 $T_F$ 表征）。自由能景观上的俘获由两个特征温度表征：一个动态的 $T_A$，另一个静态的 $T_K$（$T_A> T_K$），这与 Potts 玻璃平均场理论中的发现相似。1) 在 $T_A$ 以上，自由能景观是单调的，聚合物在动态和静态上均处于熔融态。2) 在 $T_A$ 和 $T_K$ 之间，熔融相在热力学上仍占主导，但出现了数量呈指数增长的冻结亚稳态。3) 在 $T_K$ 以下，少数最低极小值在热力学上占主导，此时聚合物完全冻结。在 $T_A$ 和 $T_K$ 之间的温度范围内，亚稳态之间的势垒随温度降低而增大，表明在足够大的系统中存在超阿伦尼乌斯行为。由于快速折叠的进化约束，折叠温度 $T_F$ 预计高于 $T_K$，但可能高于也可能不高于 $T_A$。基于考虑动态转变和静态转变的相图，讨论了折叠动力学的多种情景。