Все выпуски

[ Switch to English ]

Фазовый переход от α-спиралей к β-листам в суперспиралях фибриллярных белков

Жмуров А.А., Алексеенко А.Е., Барсегов В.А., Кононова О.Г., Холодов Я.А.
 pdf (3492K)  / Список литературы

Изучен переход от α-структур к β-структурам под воздействием внешнего механического поля в молекуле фибрина, содержащей суперспирали, и разрешен ландшафт энергии. Проведено детальное теоретическое моделирование отдельных этапов процесса растяжения суперспирального фрагмента. На графиках зависимости силы (F) от растяжения молекулы (X) для тандема из двух симметричных суперспиралей фибрина (длина каждой ∼17 нм) видны три режима механического поведения: (1) линейный (упругий) режим, в котором суперспирали ведут себя как энтропийная пружина (F<100−125 пН и X<7−8 нм), (2) вязкий (пластичный) режим, в котором сила сопротивления молекулы не меняется с увеличением растяжения (F≈150 пН и X≈10−35 нм) и (3) нелинейный режим зависимости F от X (F>175−200 пН и X>40−50 нм). В линейном режиме суперспирали раскручиваются на угол в 2π радиан, но структурные изменения на уровне вторичной структуры не происходят. Вязкий режим сопровождается фазовым переходом от тройных α-спиралей к параллельным β-листам, в результате которого изменяется вторичная структура. Критическое растяжение α-спиралей составляет 0.25 нм на один виток, а характерное изменение энергии — 4.9 ккал/моль. Также были подсчитаны связанные с фазовым переходом изменения во внутренней энергии Δu, энтропии Δs и механической емкости cf из расчета на один виток α-спирали. Подобное динамическое поведение α-спиралей при растяжении белковых филаментов может являться универсальным механизмом регуляции фибриллярных α-спиральных белков в ответ на внешнее силовое воздействие, возникающее в результате действия биологических сил.

Ключевые слова: фазовый переход от α-спиралей к β-листам, термодинамика перехода от α-спиралей к β-листам, фибриноген, нити фибрина, молекулярное моделирование, молекулярная динамика, графические процессоры
Цитата: Жмуров А.А., Алексеенко А.Е., Барсегов В.А., Кононова О.Г., Холодов Я.А. Фазовый переход от α-спиралей к β-листам в суперспиралях фибриллярных белков // Компьютерные исследования и моделирование, 2013, т. 5, № 4, с. 705-725
Citation in English: Zhmurov A.A., Alekseenko A.E., Barsegov V.A., Kononova O.G., Kholodov Y.A. Phase transition from α-helices to β-sheets in supercoils of fibrillar proteins // Computer Research and Modeling, 2013, vol. 5, no. 4, pp. 705-725
DOI: 10.20537/2076-7633-2013-5-4-705-725
URL: http://crm.ics.org.ru/journal/article/2077/
Creative Commons License Статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NoDerivs 3.0 Unported License.
Просмотров за год: 6. Цитирований: 1 (РИНЦ).

Журнал индексируется в Scopus

Полнотекстовая версия журнала доступна также на сайте научной электронной библиотеки eLIBRARY.RU

Журнал входит в систему  Российского индекса научного цитирования.

Журнал включен в базу данных Russian Science Citation Index (RSCI) на платформе Web of Science

Международная Междисциплинарная Конференция "Математика. Компьютер. Образование"

Международная Междисциплинарная Конференция МАТЕМАТИКА. КОМПЬЮТЕР. ОБРАЗОВАНИЕ.

Copyright © 2009–2024 Институт компьютерных исследований