RUS  ENG    ЖУРНАЛЫ   ПЕРСОНАЛИИ   ОРГАНИЗАЦИИ   КОНФЕРЕНЦИИ   СЕМИНАРЫ   ВИДЕОТЕКА   ПАКЕТ AMSBIB
Общая информация
Последний выпуск
Архив

Поиск публикаций
Поиск ссылок

RSS
Последний выпуск
Текущие выпуски
Архивные выпуски
Что такое RSS



Компьютерные исследования и моделирование:
Год:
Том:
Выпуск:
Страница:
Найти






Персональный вход:
Логин:
Пароль:
Запомнить пароль
Войти
Забыли пароль?
Регистрация


Компьютерные исследования и моделирование, 2013, том 5, выпуск 4, страницы 705–725 (Mi crm429)  

АНАЛИЗ И МОДЕЛИРОВАНИЕ СЛОЖНЫХ ЖИВЫХ СИСТЕМ

Фазовый переход от $\alpha$-спиралей к $\beta$-листам в суперспиралях фибриллярных белков

А. А. Жмуровab, А. Е. Алексеенкоa, В. А. Барсеговba, О. Г. Кононоваba, Я. А. Холодовa

a Московский физико-технический институт (государственный университет), г. Долгопрудный, Московская обл.
b Университет Массачусетса в Лоуэлле, One University Ave., Lowell, MA, 01854, США

Аннотация: Изучен переход от $\alpha$-структур к $\beta$-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 nm) видны три режима механического поведения: (1) линейный (упругий) режим, в котором суперспирали ведут себя как энтропийная пружина $(F < 100 - 125 pN$ и $X > 7 - 8 nm)$, (2) вязкий (пластичный) режим, в котором сила сопротивления молекулы не меняется с увеличением растяжения $(F \approx 150 pN$ и $X \approx 10-35 nm)$ и (3) нелинейный режим зависимости $F$ от $X (F > 175-200 pN$ и $X > 40-50 nm)$. В линейном режиме суперспирали раскручиваются на угол в 2$\pi$ радиан, но структурные изменения на уровне вторичной структуры не происходят. Вязкий режим сопровождается фазовым переходом от тройных $\alpha$-спиралей к параллельным $\beta$-листам, в результате которого изменяется вторичная структура. Критическое растяжение $\alpha$-спиралей составляет 0.25 nm на один виток, а характерное изменение энергии — 4.9 ккал/моль. Также были подсчитаны связанные с фазовым переходом изменения во внутренней энергии $\Delta u$ , энтропии $\Delta s$ и механической емкости $c_f$ из расчета на один виток $\alpha$-спирали. Подобное динамическое поведение $\alpha$-спиралей при растяжении белковых филаментов может являться универсальным механизмом регуляции фибриллярных $\alpha$-спиральных белков в ответ на внешнее силовое воздействие, возникающее в результате действия биологических сил.

Ключевые слова: фазовый переход от $\alpha$-спиралей к $\beta$-листам, термодинамика перехода от $\alpha$-спиралей к $\beta$-листам, фибриноген, нити фибрина, молекулярное моделирование, молекулярная динамика, графические процессоры.

Финансовая поддержка Номер гранта
Министерство образования и науки Российской Федерации № 14.A18.21.1239
№ 14.A18.21.1871
№ 14.A18.21.1520
Российский фонд фундаментальных исследований 12-04-31861
Работа выполнена при поддержке грантов Министерства образования и науки Российской Федерации № 14.A18.21.1239, № 14.A18.21.1871 и 14.A18.21.1520 и РФФИ в рамках научного проекта 12-04-31861.


DOI: https://doi.org/10.20537/2076-7633-2013-5-4-705-725

Полный текст: PDF файл (3491 kB)
Полный текст: http://crm.ics.org.ru/.../2077
Список литературы: PDF файл   HTML файл

Тип публикации: Статья
УДК: 004.42+004.383+577.2
Поступила в редакцию: 01.08.2013

Образец цитирования: А. А. Жмуров, А. Е. Алексеенко, В. А. Барсегов, О. Г. Кононова, Я. А. Холодов, “Фазовый переход от $\alpha$-спиралей к $\beta$-листам в суперспиралях фибриллярных белков”, Компьютерные исследования и моделирование, 5:4 (2013), 705–725

Цитирование в формате AMSBIB
\RBibitem{ZhmAleBar13}
\by А.~А.~Жмуров, А.~Е.~Алексеенко, В.~А.~Барсегов, О.~Г.~Кононова, Я.~А.~Холодов
\paper Фазовый переход от $\alpha$-спиралей к $\beta$-листам в суперспиралях фибриллярных белков
\jour Компьютерные исследования и моделирование
\yr 2013
\vol 5
\issue 4
\pages 705--725
\mathnet{http://mi.mathnet.ru/crm429}
\crossref{https://doi.org/10.20537/2076-7633-2013-5-4-705-725}


Образцы ссылок на эту страницу:
  • http://mi.mathnet.ru/crm429
  • http://mi.mathnet.ru/rus/crm/v5/i4/p705

    ОТПРАВИТЬ: VKontakte.ru FaceBook Twitter Mail.ru Livejournal Memori.ru


    Citing articles on Google Scholar: Russian citations, English citations
    Related articles on Google Scholar: Russian articles, English articles
  • Компьютерные исследования и моделирование
    Просмотров:
    Эта страница:28
    Полный текст:19
    Литература:9
     
    Обратная связь:
     Пользовательское соглашение  Регистрация  Логотипы © Математический институт им. В. А. Стеклова РАН, 2020