环化毒素肽CyO1分子内二硫键配对的马尔可夫动力学模型构建与通路解析

研究人员通过构建隐马尔可夫模型(HMM)，解析了六半胱氨酸环化毒素肽CyO1从完全还原态(peptide-D)向天然构象(peptide-N)转变过程中分子内二硫键(S-S)配对的动力学特征。该研究利用分子动力学模拟轨迹，揭示了多组S-S中间体的形成倾向性及~106?s?1的超快配对速率，为蛋白质折叠机制研究提供了新视角。

　　

这项研究聚焦于植物毒素环化violacin O1（CyO1）的分子内二硫键舞蹈。这个拥有环形骨架和胱氨酸结（CCK）的小家伙，在完全还原状态（peptide-D）时就像一团乱麻，研究者们通过分子动力学模拟的魔法，构建了隐马尔可夫模型（HMM）来追踪它如何优雅地跳转到天然构象（peptide-D）。

研究发现这场分子级别的华尔兹快得惊人——二硫键配对的速率高达10⁶?s^?1，与细菌氧化还原蛋白DsbD的实验数据完美呼应。通过过渡路径理论的显微镜，科学家们绘制出了从乱麻到完美结的关键舞步：先是形成不稳定的单对S-S中间体，偶尔会跳出双对S-S的惊艳造型，最终才能稳定地完成三对S-S的标准动作。

特别有趣的是，这些中间体构象就像芭蕾舞者的临时pose，有些姿势出现的概率特别高，暗示着分子折叠过程中存在某些偏爱的过渡态。这项研究不仅揭开了环化肽折叠的神秘面纱，更为理解蛋白质氧化折叠的普适规律提供了新线索。