野生型和突变型胰岛素单体和二聚体的动力学和红外光谱学
摘要：以分子动力学模拟为基础，使用经过验证的力场对野生型和突变型胰岛素单体和二聚体中的-CO标签的红外光谱和动力学进行了表征。发现在B24-B26和D24-D26位置处参与激素二聚化的残基的酰胺-I振动区域中，单体和二聚体形式的光谱有所不同。此外，B24位置的突变（从苯丙氨酸突变为丙氨酸或甘氨酸）也会改变光谱特征，苯丙氨酸在许多生物中保守，并且已知在胰岛素聚集中起到了中心作用。使用三种不同的方法确定频率轨迹 - 在有效的一维势能曲线上解决核薛定谔方程，瞬时正常模式和使用参数化频率映射 - 得出相同的总体结论。单体野生型（WT）和突变胰岛素的光谱响应与其对应的二聚体不同，而二聚体中的两个单体的光谱也不相同。对于WT和F24A以及F24G单体，发现位于二聚化界面的残基（B24至B26）的光谱漂移约为20 cm$^{-1}$。尽管二聚体的晶体结构是对称同源二聚体的形式，但在纳秒时间尺度上，两个单体并不相等。结合先前关于野生型和相同突变体的热稳定性的研究，得出了使用计算和实验红外光谱结合的潜在强大方法，用于表征修饰胰岛素的聚集状态和二聚化能量。
作者：Seyedeh Maryam Salehi, Debasish Koner and Markus Meuwly
论文ID：2009.02102
分类：Biological Physics
分类简称：physics.bio-ph
提交时间：2020-09-07