タンパク質の溶融球の本来の集合体と折り畳み:下り坂の折り畳みの機能的な結果

科学分野:

• タンパク質の折り畳みダイナミクス
• 本質的に無秩序なタンパク質の生体物理学
• コンピューティング構造生物学

背景:

• タンパク質の伝統的な見方は,硬直な構造が機能を決定すると仮定しているが,内在的な乱れと柔軟性がますます認識されている.
• 溶融球状 (MG) タンパク質は,二次構造が有るが,流動的な核を持つため,実験的および計算的研究が困難である.
• MGタンパク質の折り畳みを理解することは,それらの機能的役割と結合乱交を明らかにするために不可欠です.

研究 の 目的:

• α-螺旋状の溶融球状タンパク質 NCBD.の折り畳みメカニズムを調査する.
• NCBDの溶けた球体状態のネイティブアンサンブルを特徴付けるために.
• NCBDにおける下り坂の折りたたみ,形状の柔軟性,および拘束的乱交の間の関連性を探求する.

主な方法:

• 3つの異なる計算アプローチが利用されました:統計機械変数バリアモデル,C ((α)) ベースのGōモデル,および全原子分子ダイナミクス (MD) シミュレーション.
• 溶けた球体状態のための制約されながら異質なネイティブアンサンブルを生成しました.
• SAXS,CD,NMRを含む実験データに対する検証されたシミュレーション結果.

主要な成果:

• NCBDは,不安定で単一国家的な下り坂のフォルダの特徴を示しています.
• NCBDの溶融球のための異質なネイティブアンサンブルは,実験データと一致する計算で生成されました.
• ネイティブ・アンサンブルは,複数のパートナーを結びつけるための形状選択をサポートします.
• ダウンヒル折り畳みは,NCBDの進化的に選択された構成的柔軟性と拘束的乱交性と直接関連しています.

結論:

• NCBDの折りたたみメカニズムは,下り坂の折りたたみと重要な構造の柔軟性を含み,幅広いパートナー・バインディングを可能にします.
• この研究は,制限された異質な溶融球原生集合体の最初のシミュレーションベースの特徴付けを提供します.
• 採用されたマルチモデルアプローチは,タンパク質の折りたたみ機構と溶融球熱力学の研究に有効です.
• 溶けた球体の熱力学的特徴は,小さな単一ドメインのタンパク質の折り畳み機構のスペクトルと一致する.