内在无序蛋白质的序列依赖性构象景观揭示了链的不对称压缩现象

《Journal of Chemical Theory and Computation》：Sequence-Dependent Conformational Landscapes of Intrinsically Disordered Proteins Reveal Asymmetric Chain Compaction

内在无序蛋白质（IDP）的构象集合与序列特征关系研究，通过长时间原子级模拟和UMAP降维分析，发现局部紧凑性不对称性（γg）作为新型结构描述符，揭示其与电荷及疏水性序列不对称性的关联，并证实动力学发生在链伸展区域。

　　

内在无序蛋白（IDPs）展现出高度动态且异质的构象集合，这些构象受到序列特征的强烈影响。尽管全局性质（如链的紧凑性和缩放行为）已被广泛研究，但它们往往无法揭示决定IDP功能的细微、序列特异性的结构变化。在这里，我们对来自酵母蛋白质组的47个代表性IDP序列进行了长时间尺度的原子模拟，以系统地研究序列组成与构象集合之间的关系。为了分析高维结构数据，我们应用了均匀流形逼近和投影（UMAP）技术，这是一种能够保留局部结构关系的非线性降维方法。由此产生的低维嵌入有效地区分了不同的IDP集合，并揭示了一个新的描述符——局部紧凑性不对称性——该描述符量化了链组织中的方向性差异。这个指标表示为${\gamma }_{R_g}$，它捕捉了与传统的全局测量指标（如回转半径和端到端距离）正交的构象特征。我们发现${\gamma }_{R_g}$与序列级别的电荷和疏水性不对称性相关，并且构象动态主要发生在链的更伸展区域。本工作中生成的模拟数据集也为训练机器学习模型和开发改进的无序蛋白粗粒度力场提供了宝贵的资源。