均聚物链的双态类蛋白质折叠

许多小蛋白质通过一级“全或无”转变直接从膨胀的线圈折叠到紧凑的天然态。在这里，我们研究了一种简单的柔性均聚物从膨胀的线圈到紧凑微晶的直接类似冻结转变。使用Wang-Landau采样构建长度为128的方阱链的一维态密度。在微正则系综和正则系综内的分析表明，对于具有足够短程相互作用的链，通常的聚合物塌缩转变被直接的冻结或“折叠”转变所取代。通过随后的多正则采样构建的二维自由能景观揭示了一个跨越单一自由能垒的主导折叠路径。这个能垒将高熵的未折叠态系综与低熵的微晶态系综分开，并且转变通过形成过渡态折叠核进行。尽管均聚物基态非唯一，但这种直接冻结转变的热力学与双态蛋白质折叠的热力学相同。该模型链满足双态折叠的van't Hoff量热准则，并且对折叠/去折叠自由能垒的Arrhenius分析得出了小蛋白质特征的Chevron图。