聚脯氨酸-精氨酸液液相分离的分子动力学研究

杨小均; 吴梦雪; 卢静鈃; 严欢; 王艳伟; 杨光参

doi:10.16442/j.cnki.qlgydxxb.2025.01.006

齐鲁工业大学学报 ›› 2025, Vol. 39 ›› Issue (01) : 47 -53. DOI: 10.16442/j.cnki.qlgydxxb.2025.01.006

聚脯氨酸-精氨酸液液相分离的分子动力学研究

杨小均, 吴梦雪, 卢静鈃, 严欢, 王艳伟, 杨光参

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摘要

阐明液-液相分离（LLPS）中控制蛋白质和多肽行为的复杂相互作用对于揭示生物功能和功能障碍至关重要。该研究用粗粒度分子动力学方法模拟不同序列的重复聚脯氨酸和精氨酸肽（poly PR）在不同盐浓度和温度溶液中的相分离。研究结果表明，对于长度达到50的聚PR25多肽，只有在盐浓度达到2 700 mmol·L^-1时才会有明显的相分离现象发生，在小于这个临界盐浓度时不发生相分离，为了揭示控制多肽相分离的分子作用，在多肽体系中引入了介电常数调节剂和疏水干扰剂，模拟结果揭示了疏水和静电相互作用都是影响PR25多肽相分离的因素。此外，还研究了温度效应和氨基酸重复序列差异对相分离的影响，可见，随着温度的升高，PR25的LLPS行为受到显著抑制，并且poly PR中不同的脯氨酸-精氨酸序列会导致不同程度的相分离现象。我们的模拟结果为进一步研究液液相分离提供了新的思路。