動的差別によるタンパク質の折りたたみ. | JoVE Visualize

科学分野:

バイオフィジックス生物物理学
コンピュータ生物学コンピュータ生物学
タンパク質のダイナミクス

背景:

タンパク質は機能するために特定の3次元構造に折りたたまれなければなりません.
レヴィンタルパラドックスは,生物学的時間スケール内のタンパク質の折りたたみのためのランダムな形状サンプリングの不可能性を強調しています.
タンパク質の折りたたみメカニズムを理解することは,分子生物学と疾患の研究において極めて重要です.

研究の目的:

効率的で高精度なタンパク質の折り畳みを支配する運動原理を調査する.
ネイティブコンタクトの運動差別が誘導タンパク質折りたたみには十分かどうかを判断する.
レヴィンタルパラドックスの克服におけるコンタクト安定性の役割を調査する.

主な方法:

タンパク質の折り畳みを,差異的接触安定によって引き起こされるプロセスとしてモデル化.
ネイティブ対非ネイティブの相互作用に対する解離率定数の影響を分析する.
折り畳み回路におけるネイティブ・コンタクト間の協力性の影響を調査する.

主要な成果:

タンパク質の折り畳みは,ネイティブの接触者が非ネイティブの接触者よりも低い解離率を持っている場合に効率的に進行することができます.
前もって定義された経路ではなく,運動的差別が,タンパク質を本来の状態に誘導するのに十分である.
ネイティブ・コンタクト間の協力は,核形成のステップを導入し,折り畳みをストキャスティックなプロセスにする.

結論:

ネイティブコンタクトの差分安定性は,タンパク質の折りたたみに対する方向性と忠誠性を提供します.
レヴィンタルのパラドックスは,ランダムな検索だけでなく,運動的差別によって解決することができます.
タンパク質の折り畳みは,分子相互作用の相対的な安定性によって影響される,指向されたストキャスティックなプロセスです.