天然無(wú)序蛋白質(zhì)是一類特殊的蛋白質(zhì),在天然條件下不會(huì)折疊成特定的結(jié)構(gòu),卻有著重要的生物學(xué)功能.分子動(dòng)力學(xué)模擬是研究天然無(wú)序蛋白質(zhì)的強(qiáng)大工具,能夠提供實(shí)驗(yàn)無(wú)法觀測(cè)到的結(jié)構(gòu)和動(dòng)力學(xué)信息.本文先總結(jié)了近年來(lái)全原子力場(chǎng)的發(fā)展以及不同力場(chǎng)在天然無(wú)序蛋白質(zhì)體系中的表現(xiàn),然后概述了水模型對(duì)蛋白質(zhì)模擬的影響,最后介紹了分子動(dòng)力學(xué)模擬在天然無(wú)序蛋白質(zhì)結(jié)合過(guò)程研究上的應(yīng)用.

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【部分圖文】：

圖1IDPs折疊與結(jié)合的耦合[13](網(wǎng)絡(luò)版彩圖)

因?yàn)镮DPs的高度無(wú)序,一些常用的結(jié)構(gòu)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)方法,如X射線衍射和冷凍電子顯微鏡無(wú)法用于研究IDPs.常見(jiàn)的研究IDPs的實(shí)驗(yàn)方法包括小角度X射線散射(smallangleX-rayscattering,SAXS)[6]、熒光共振能量轉(zhuǎn)移(fluorescenceres....

圖2256個(gè)含有兩個(gè)殘基的多肽的3JNHHα耦合常數(shù)模擬值和實(shí)驗(yàn)值的比較.(a)ff99SB-ILDN;(b)ff99SB-ILDN-NMR;(c)RSFF2的結(jié)果[36](網(wǎng)絡(luò)版彩圖)

OPLSIDPSFF、ESFF1和Des-Amber的發(fā)展也使用了上述的策略.Yang等[25]基于OPLS-AA/L力場(chǎng)對(duì)骨架二面角進(jìn)行了殘基特異性修正得到新力場(chǎng)OPL-SIDPSFF.對(duì)2個(gè)短肽、2個(gè)有序蛋白質(zhì)和11個(gè)IDPs的模擬表明,二面角修正明顯提高了力場(chǎng)的準(zhǔn)確度,模擬....

圖3模擬得到的不同殘基的螺旋傾向和實(shí)驗(yàn)值的相關(guān)性,模擬用了4種力場(chǎng)和水模型的組合,分別是(a)ff14SB+TIP3P、(b)ff14SB+OPC、(c)ff19SB+TIP3P、(d)ff19SB+OPC[27](網(wǎng)絡(luò)版彩圖)

IDPs相比有序蛋白質(zhì)對(duì)力場(chǎng)參數(shù)更加敏感,是非常好的用來(lái)測(cè)試力場(chǎng)的體系.過(guò)去用來(lái)測(cè)試的IDPs大多是較短的多肽,如16個(gè)氨基酸的RS多肽[54]、24個(gè)氨基酸的Histatin5[55].現(xiàn)在的研究越來(lái)越多地使用更加復(fù)雜的體系,復(fù)雜的體系對(duì)于力場(chǎng)模擬更具挑戰(zhàn),也更容易暴露出力場(chǎng)的....

圖5不同水模型對(duì)水物理性質(zhì)的模擬值和實(shí)驗(yàn)值的相對(duì)誤差[46](網(wǎng)絡(luò)版彩圖)

很多力場(chǎng)是在特定水模型中優(yōu)化得到的,水模型的缺陷會(huì)影響力場(chǎng)對(duì)訓(xùn)練集外體系的模擬.很多老的水模型無(wú)法很好地重現(xiàn)水的整體性質(zhì).例如,TIP3P遠(yuǎn)遠(yuǎn)高估了水的自擴(kuò)散系數(shù),和實(shí)驗(yàn)值的相對(duì)誤差為139.1%(圖5)[46].Anandakrishnan等[71]證明在可加和分子力場(chǎng)中,溶劑....

本文編號(hào)：3991599