Dependencia de la fricción interna en el mecanismo de plegado

Área de la Ciencia:

• La biofísica es la biofísica.
• Biología computacional Biología computacional.
• Dinámica de las proteínas Dinámica de las proteínas.

Sus antecedentes:

• La fricción interna, observada como tasas de plegamiento dependientes de la viscosidad, es un aspecto clave de la dinámica de plegamiento de las proteínas.
• Simulaciones anteriores sugirieron que los cruces de la barrera de torsión causan fricción interna, pero la variabilidad permaneció sin explicación.

Objetivo del estudio:

• Para dilucidar los orígenes moleculares de la fricción interna en el plegamiento de las proteínas.
• Para explicar las variaciones específicas de proteínas y dependientes de la vía en la fricción interna.

Principales métodos:

• Simulaciones de dinámica molecular de todos los átomos con variada viscosidad del disolvente.
• Muestreo de trayectoria de transición para determinar las tasas de reacción de plegado.
• Modelos de estado de Markov para el análisis de la dinámica de plegado.

Principales resultados:

• La fricción interna es significativamente mayor para las vías de plegado que implican la formación de hélices en comparación con la formación de horquilla.
• Los reordenamientos del ángulo de torsión cerca de la barrera de energía libre plegable se identificaron como la fuente de fricción interna.
• Los resultados de la simulación se alinean con las observaciones experimentales de la dependencia de la viscosidad.

Conclusiones:

• La fricción interna en el plegamiento de las proteínas está mecanicamente vinculada a la necesidad de cambios significativos en el ángulo de torsión durante el cruce de la barrera.
• Esto proporciona una explicación molecular para la heterogeneidad de la fricción interna a través de diferentes proteínas y paisajes plegables.