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二面角动力学分析结合Zn2的淀粉样蛋白Aβ40和-IngentaConnect
物理化学学报(Wuli Huaxue Xuebao)
2630 Acta Phys. -Chim. Sin. 2013, 29 (12), 2630-2638 December
[Article] doi: 10.3866/PKU.WHXB201310302
二面角动力学分析结合Zn2+ 的淀粉样蛋白Aβ40 和
Aβ42 的多态性特征
单升升1 闫 超2 徐 亮1,*
1 2
( 大连理工大学化学学院, 辽宁大连116023; 大连理工大学化工学院, 辽宁大连116023)
摘要: 淀粉样蛋白β(Aβ)和金属离子与阿尔茨海默病的发病机理密切相关, 金属离子与Aβ的相互作用如何导
致Aβ动力学行为的变化是从分子水平上理解金属离子调控Aβ聚集生成具有细胞毒性的寡聚体的关键问题之
一. 利用二面角动力学分析策略, 即结合粗粒度模型分析结合Zn2+ 的Aβ40 (Aβ40-Zn2+ )和Aβ42 (Aβ42-Zn2+ )单
个二面角的势能分布, 利用二面角主成分分析刻画Aβ40-Zn2+和Aβ42-Zn2+ 的二维势能面, 以及应用马尔科夫模
型建立Aβ40-Zn2+和Aβ42-Zn2+构象转变的动态网络. 结果表明: Aβ40-Zn2+和Aβ42-Zn2+单个二面角的势能分布
具有很大的相似程度, 其中由Val24-Gly25-Ser26-Asn27 构成的二面角差异最大; Aβ40-Zn2+和Aβ42-Zn2+ 的势能面
均很平坦, 反映了结合Zn2+ 的Aβ构象转变需要克服的能垒较低, 不同构象处于动态平衡, 呈现多态性的特征;
马尔科夫模型进一步揭示了Aβ40-Zn2+和Aβ42-Zn2+构象转变的动态特征, 由一定相似程度的构象聚类而成的
微观状态均处于折叠网络的中转节点, 从动力学上反映了结合Zn2+ 的Aβ构象转变容易发生. 特别的, 与实验结
果一致, 发现β折叠结构在含Zn2+ 的Aβ构象中作用微小.
关键词: 淀粉样蛋白β; 金属离子; 多态性; 分子动力学模拟; 马尔科夫模型
中图分类号: O641
Dihedral Dynamics Analyses of the Polymorphic Properties
of Zn2+-Bound Amyloid β40 (Aβ40) and β42 (Aβ42)
SHAN Sheng-Sheng1 YAN Chao2 XU Liang1,*
1
( School of Chemistry, Dalian University of Technology, Dalian 116023, Liaoning Province, P. R. China;
2School of Chemical Engineering, Dalian University of Technology, Dalian 116023, Liaoning Province, P. R. China)
Abstract: Amyloid β (Aβ) peptides and metal ions have
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