模型蛋白Trp-cage残基互作及外在因素对其结构折叠稳定性影响的研究

蛋白质折叠驱动力主要取决于结构上残基间的相互作用,尤其是其侧链间的作用.迷你蛋白Trp-cage结构典型且可快速折叠,是理论和实验研究蛋白质折叠的理想模型.尽管该蛋白仅由20个氨基酸组成,但其结构中残基间的相互作用甚为复杂且侧链类型多样.由于现有力场参数对其相互作用描述的精度问题,其折叠模型仍有分歧.本文以模型蛋白Trp-cage为例,首先概述了该蛋白自设计提出以来所报道的所有结构体系及其相应突变体的研究情况,并分析了其TC5b和TC 10b两个经典体系的内在残基作用网络和侧链特性;然后详细讨论了其折叠机制模型类型的研究情况,并探讨了不同折叠模型之间的相互转换及其与模拟温度和力场之间的关系;最后从内在残基侧链特性和外在环境因素两个角度讨论了其对结构稳定和折叠动力学行为的影响.各影响因素及其协同效应的阐明不仅有助于揭示蛋白质结构平衡稳定和快速折叠的驱动力成因,也为其进一步结构调控和优化设计提供了理论指导.