蛋白质折叠动力学中的过渡态：Phi值的结构诠释

Phi值是关于突变对蛋白质折叠动力学影响的实验度量。一个核心问题是Phi值包含了关于折叠过渡态的哪些结构信息。传统上，Phi值被解释为过渡态中被突变残基的“天然程度”。然而，这一解释常常存在问题，因为它假定残基的天然程度与其自由能贡献之间存在线性关系。我们在此提出对给定螺旋内突变的Phi值更好的结构诠释。我们的诠释基于一个简单的物理模型，该模型区分螺旋残基的二级与三级自由能贡献。通过对实验数据进行模型线性拟合，我们得到两个结构参数：过渡态中螺旋形成的程度，以及过渡态中三级相互作用的天然程度。我们将模型应用于所有具有明确表征螺旋且拥有超过10个Phi值的蛋白质：protein A、CI2和protein L。该模型捕捉了这些螺旋中非经典的Phi值<0或>1，并解释了在给定位点不同突变如何导致不同Phi值。