Время реакции и высота барьера в реакции с множественными состояниями продукта на примере кинетики укладки белков

Используя бета-белок как пример белка, кинетика укладки которого не осложнена наличием промежуточных метастабильных состояний, изучено, как поиск функционального (нативного) состояния белка среди нативно-подобных состояний влияет на кинетику укладки белка. Кинетика укладки моделировалась методом молекулярной динамики. Выявлено, что не только преодоление барьера по свободной энергии между развернутым и свернутыми состояниями обладает экспоненциальным распределением времен реакции, но и поиск нативного состояния среди нативно-подобных. Если белок исследует нативно-подобные состояния намного дольше, чем время преодоления барьера, что характерно для высоких температур, распределение времен достижения нативного состояния остается близким к экспоненциальному, как и при преодолении барьера, но среднее значение определяется не высотой барьера, а временем поиска нативного состояния среди нативно-подобных. Время преодоления барьера разумно согласуется с формулой Крамерса и, как правило, намного короче, чем общее время укладки белка. Как следствие, если высота барьера вычисляется по полному времени укладки, используя  формулы химической кинетики, высота барьера может быть существенно завышена, что, в частности, сильно размывает границы  при классификации режимов укладки белков.

ИТ СО РАН. Руководитель работы – Чекмарев Сергей Федорович гл.н.с., д.ф.-м.н. Тел. +7 (383) 316-50-48.