分子動力學模擬尿素對水溶液中蛋白質構象轉變的影響

摘　要:采用分子動力學方法和全原子模型研究尿素和水分子對模型蛋白S2肽鏈結構轉化的影響。模擬結果顯示S2肽鏈的變性速率常數k 值隨著尿素濃度的增加而先降低后升高,在尿素濃度為219 molPL 時達到最低值。模擬了不同尿素濃度下尿素2肽鏈、水2肽鏈以及肽鏈分子氫鍵的形成狀況。結果表明:尿素濃度較低時,尿素分子與S2肽鏈的極性氨基酸側鏈形成氫鍵,但不破壞其分子內的骨架氫鍵,尿素在S2肽鏈水化層外形成限制性空間,增強了S2肽鏈的穩定性。隨著尿素的升高,尿素分子進入S2肽鏈內部并與其內部氨基酸殘基形成氫鍵,導致S2肽鏈的骨架氫鍵喪失,S2肽鏈發生去折疊。上述模擬結果與文獻報道的實驗結果一致,從分子水平上揭示了尿素對蛋白質分子結構變化的影響機制,對于研究和發展蛋白質折疊及穩定化技術具有指導意義。