聚丙氨酸调节富含精氨酸的细胞穿透肽的膜转运：来自分子动力学模拟的见解

《The Journal of Membrane Biology》：Polyproline Modulates Membrane Translocation of Arginine-Rich Cell-Penetrating Peptides: Insights from Molecular Dynamics Simulations

　　

摘要

最近的实验表明，在富含精氨酸（R）的细胞穿透肽（CPPs）中加入聚脯氨酸片段可以增强其膜穿透能力。在此研究中，我们采用分子动力学（MD）模拟结合加权集合方法来探讨聚脯氨酸片段如何影响设计肽P9R9的膜转运自由能障碍。研究结果表明，P9片段的伸展性和构象约束特性有助于其早期与膜结合，并促进水合转运路径的形成。这种行为与精氨酸富集段（R9）插入过程中的脱溶剂化惩罚减少有关。与此解释一致的是，R9的溶剂可及表面积（SASA）呈现出非单调趋势，表明其在膜内部发生了部分重新水合。这些发现共同支持了一种顺序转运机制，即P9先与膜相互作用，从而促进后续的插入过程，并降低相对于缺乏聚脯氨酸片段的肽的自由能障碍。这项工作从分子层面揭示了聚脯氨酸片段如何调节膜转运，并为设计更有效的CPPs提供了有价值的见解。

图形摘要

此图像的替代文本可能是由AI生成的。

最近的实验表明，在富含精氨酸（R）的细胞穿透肽（CPPs）中加入聚脯氨酸片段可以增强其膜穿透能力。在此研究中，我们采用分子动力学（MD）模拟结合加权集合方法来探讨聚脯氨酸片段如何影响设计肽P9R9的膜转运自由能障碍。研究结果表明，P9片段的伸展性和构象约束特性有助于其早期与膜结合，并促进水合转运路径的形成。这种行为与精氨酸富集段（R9）插入过程中的脱溶剂化惩罚减少有关。与此解释一致的是，R9的溶剂可及表面积（SASA）呈现出非单调趋势，表明其在膜内部发生了部分重新水合。这些发现共同支持了一种顺序转运机制，即P9先与膜相互作用，从而促进后续的插入过程，并降低相对于缺乏聚脯氨酸片段的肽的自由能障碍。这项工作从分子层面揭示了聚脯氨酸片段如何调节膜转运，并为设计更有效的CPPs提供了有价值的见解。

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此图像的替代文本可能是由AI生成的。