流体动力学相互作用对蛋白质折叠速率的影响依赖于温度
生物大分子
2018-03-14 v2 生物物理
摘要
我们使用粗粒化模型研究了流体动力学相互作用（HI）对蛋白质折叠的影响。流体动力学相互作用的影响程度——无论其是加速、延缓还是对蛋白质折叠无影响——一直存在争议。结合描述集体运动跨越折叠势垒的单一反应坐标动力学的蛋白质折叠能量景观理论（ELT）理论框架，我们比较了HI对两种具有不同拓扑结构的单珠链蛋白质模型折叠速率的动力学效应：64残基α/β胰凝乳蛋白酶抑制剂2（CI2）蛋白，以及57残基β桶状α-血影蛋白src同源3结构域（SH3）蛋白。将在存在HI时通过布朗动力学模拟的蛋白质折叠动力学与不存在HI时进行比较，我们发现HI对蛋白质折叠的影响在折叠温度附近呈现交叉行为。即在高于折叠温度时，未折叠构型中珠间流体动力学溶剂增强的摩擦导致折叠速率降低；反之，在低于折叠温度时，HI通过溶剂向天然折叠态的回流加速折叠。此外，加速程度取决于蛋白质的拓扑结构：对于像CI2这样折叠核在过渡态中较为弥散的蛋白质，HI通过 favoring 复杂自由能景观中的主导折叠路径来引导接触的形成，从而加速折叠。对于像SH3这样折叠核已具特异性且较不弥散的蛋白质，在低于折叠温度时HI的影响较小。我们的发现为蛋白质折叠动力学实验与模拟提供了进一步的理论见解。
引用
@article{arxiv.1712.03926,
title = {The impact of hydrodynamic interactions on protein folding rates depends on temperature},
author = {Fabio C. Zegarra and Dirar Homouz and Yossi Eliaz and Andrei G. Gasic and Margaret S. Cheung},
journal= {arXiv preprint arXiv:1712.03926},
year = {2018}
}
备注
11 figures