構造化シミュレーションによって明らかにされた内在的に乱れたタンパク質の構造化および非構造化結合

科学分野:

• 生物化学
• 構造生物学
• コンピュータ生物学

背景:

• 本質的に無秩序なタンパク質 (IDP) は溶液中の安定した構造を欠くが,パートナー結合によってそれを獲得する.
• IDPの結合された折り畳みと結合メカニズムを理解することは,その機能を解読するために不可欠です.
• IDPの結合における移行状態 (TS) の性質は,実験的および計算的方法の両方にとって重要な課題である.

研究 の 目的:

• 転写因子c-mybとCREB結合タンパク質 (CBP) の間の結合された折り畳みと結合プロセスの自由エネルギー環境を調査する.
• このモデルIDPシステムの結合メカニズムを明らかにし,移行状態を特徴づける.
• IDP のカップリングされた折りたたみと結合の自由エネルギー表面をサンプリングする最初の原子分子動力学 (MD) シミュレーションを提供する.

主な方法:

• 合計15. 6マイクロ秒の原子バイアス分子ダイナミクス (MD) シミュレーションが行われました.
• c- myb/ CBPの相互作用の自由エネルギー表面をサンプリングするためにバイアスされたMDシミュレーションを使用した.
• Go型の粗粒度MDシミュレーションは,さまざまな構造化および非構造化モデルで行われました.

主要な成果:

• 転写因子c- mybはCBPと結合すると急速に折り畳み,単一の結合経路はありません.
• 結合プロセスは,比較可能な確率を持つ構造化または非構造化トランジション状態を通過することができます.
• 粗い粒子のシミュレーションは,結合された折り畳みと結合がネイティブの接触メカニズムに従っていることを示唆しています.

結論:

• この発見は,IDPの結合メカニズムに関する以前に異なる実験観察を調和させるものである.
• この研究は,IDPの結合経路が柔軟であり,複数の移行状態タイプを含むことができることを示しています.
• 提出された原子的MDシミュレーションは,本質的に乱れたタンパク質の結合折り畳みと結合のダイナミクスに前例のない洞察を提供します.