Спрощена модель ієрархічного фолдінгу білків з самоузгодженою енергією зв’язку

Анотація

В роботі розглядається спрощена модель фолдінгу білку, в якій білок розглядається як гомо полімер, що компактизується ієрархічним чином. Вважається, що спочатку утворюються локальні кластери мономерів (кластери першого порядку), які потім об’єднуються у кластери вищих порядків. Утворення кластерів вищого порядку вважається набагато повільнішим за динаміку кластерів, нижчого порядку і розглядається у адіабатичному наближенні. При утворенні кластерів в їх структурі “заморожуються” ступені вільності окремих мономерів, що веде до ефективного стискання доступного конфірмаційного простору ланцюгу і ефективного мінімуму на гіперповерхні вільної енергії, який є нативним станом ланцюгу. Енергія зв’язку мономерів у кластерах вважається залежною від крупно масштабної повільної узагальненої координати, яка характеризує ступінь сформованості нативної структури. В свою чергу ця координата залежить від середньої кількості утворених зв’язків, так, що система в цілому стає самоузгодженою. Показано, що така система може мати два дискретні стаціонарні стани – розгорнутий та нативний. Імовірність реалізації цих станів в залежності від температури та концентрації денатуранту у розчині повністю відповідають експериментальним даним.