高等学校化学学报

高等学校化学学报 ›› 2013, Vol. 34 ›› Issue (5): 1214.doi: 10.7503/cjcu20120813

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质子化作用对Aβ1—16单体结构特征和聚集机理的影响

石虎, 程珊珊, 艾洪奇   

  1. 济南大学化学化工学院, 济南 250022
  • 收稿日期:2012-09-04 出版日期:2013-05-10 发布日期:2013-05-10
  • 通讯作者: 艾洪奇, 男, 博士, 教授, 主要从事生物分子模拟与计算研究. E-mail: chm_aihq@ujn.edu.cn E-mail:chm_aihq@ujn.edu.cn
  • 基金资助:

    国家自然科学基金(批准号: 20973084)、 国家自然科学基金与韩国国家研究基金(批准号: 21211140340)和山东省自然科学基金(批准号: Y2008B56)资助.

Effect of Protonation on Structural Characteristics and Aggregation Mechanisms of β-Amyloid(1—16) Peptide

SHI Hu, CHENG Shan-Shan, AI Hong-Qi   

  1. School of Chemistry and Chemical Engineering, University of Jinan, Jinan 250022, China
  • Received:2012-09-04 Online:2013-05-10 Published:2013-05-10

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摘要：

利用副本交换分子动力学模拟研究了Aβ肽(β-Amyloid peptide)N末端部分Aβ1—16单体在pH为7.0, 6.3及5.5水溶液状态下的结构特征以及聚集机理. 通过建模确定了不同pH状态下Aβ1—16肽链的质子化位置(残基), 通过模拟比较了不同酸性溶液状态下Aβ1—16单体的结构和能量变化. 结果表明, 在中性条件下, Aβ1—16单体保持自由卷曲结构, 而在酸性状态下, 其结构由最初的无序状态向有序状态转变, 模拟过程中β-折叠结构会间歇性产生, 预示着单体可以发生自聚集现象. 本文所得结论, 即酸性状态下的Aβ1—16单体质子化位及模拟过程中的结构变化, 可用于酸性状态下金属离子与Aβ1—16可能的残基结合位及结合数量的有效预测和评估.

关键词: 分子动力学模拟, Aβ1—16, 质子化作用, 结构特征, 聚集

Abstract:

Structural characteristics and aggregation mechanisms of Aβ1—16 fragment under different conditions of pH=7.0, 6.3 and 5.5 were studied by replica exchange molecular dynamics(REMD). The results show that protonated residues and number of Aβ1—16 depend on the difference of pH. Structural changes indicate that Aβ1—16 has a transitional trend from the disordered state to the ordered one along with the increase of acidic concentration. β-Sheet intermittently appears in acidic conditions during the simulations, implying that Aβ1—16 tends to self-aggregation in such case. The protonated positions and structural changes of Aβ1—16 monomer depicted in the present work can be employed to predict and assess the potential binding positions and coordination numbers for a transition metal ion to approach the monomer.

Key words: Molecular dynamics simulation, Aβ1—16, Protonation, Structural characteristic, Aggregation

中图分类号: 

TrendMD: