低水浓度下 Abeta 肽分子动力学中的瞬时疏水暴露
生物物理
2019-08-27 v1 生物大分子
摘要
Abeta 是阿尔茨海默病核心的一种无序肽。Abeta 的聚集已被广泛研究，但其分子拥挤效应研究较少。Abeta 所在的突触间隙沿其宽度仅容纳 60-70 个水分子。我们对 Abeta40 进行了 100 次具有可变水胞大小的不同的模拟。我们表明，即使对于这种无序的易聚集肽，许多性质也不依赖于胞大小，即小胞是易于论证的。回转半径、肽内以及肽-水氢键在任何胞大小下均通过短（50 ns）时间尺度被充分采样。Abeta 主要为无序态，含 0-30% 的 α 螺旋，但在 5-10% 的模拟中经历一致的 α-β 转变，形成高达 14% 的折叠股，与胞大小无关。长模拟与短模拟中相似的普遍程度表明结构转变的扩散势垒较小，这与折叠球状蛋白形成对比，我们认为这是固有无序蛋白的一个决定性标志。重要的是，疏水表面在小胞中显著增加（置信水平 95%，双尾 t 检验），暴露度和主链构象的变异也同样增加（标准差增加 >40% 和 >27%）。尽管在大胞中亲水暴露主导疏水暴露，这一趋势在低水浓度下被打破。我们将这些发现解释为浓度依赖的疏水效应，薄水层无法保持蛋白质不暴露，该效应主要由分层的水-水相互作用引起，而非肽动力学。该暴露与回转半径相关（R2 0.35-0.50），并可能在拥挤环境（例如突触间隙）中十分重要。
引用
@article{arxiv.1905.07995,
title = {Transient hydrophobic exposure in the molecular dynamics of Abeta peptide at low water concentration},
author = {Rukmankesh Mehra and Kasper P. Kepp},
journal= {arXiv preprint arXiv:1905.07995},
year = {2019}
}