Взаємодія важких металів з 7s глобуліном з сої: дослідження методом молекулярної динаміки

Анотація

У цьому дослідженні були використано метод молекулярної динаміки (MD) для дослідження структурних і динамічних ефектів зв'язування Cd²⁺ і Co³⁺ з 7S соєвим глобуліном. Використовуючи 200-нс симуляцію при 300 K з GROMACS і CHARMM General Force Field, були проаналізовані ключові структурні параметри, зокрема корінь середньоквадратичного відхилення остову ланцюга (RMSD), радіус інерції (Rg), площа поверхні, доступна для розчинника (SASA), та середньоквадратичні флуктуації (RMSF), для оцінки стабільності, гнучкості та компактності білка при різних концентраціях іонів металів. Результати MD дослідження показали: i) при низьких концентраціях металів білок зберігав структурну стабільність з мінімальними відхиленнями; ii) зростання концентрацій металевих іонів викликало більш суттєві структурні зміни в структурі білку залежно від типу іону; iii) на низьких концентраціях металів зміни переважно стосувалися конкретних регіонів α-субодиниці глобуліну, в той час як на вищих концентраціях впливали як на α-, так і на β-субодиниці; iv) коливання в елементах вторинної структури — α-спіралях, 3₁₀-спіралях та β-ланцюгах — вказували на потенційну дестабілізацію, особливо в системах з високими концентраціями металів; v) вміст α-спіралей залишався стабільним протягом симуляції, однак спостерігалося незначне зменшення вмісту β-ланцюгів при високих концентраціях металів. Це свідчить, що зв'язування важких металів може мати дестабілізуючий ефект на β-ланцюгові структури та змінювати загальну конформацію 7S глобуліну. Ці результати є корисними для розробки наноматеріалів на основі білків для виявлення та сорбції важких металів.