Multiscale modelling of squid inspired tandem repeat proteins

Akdeniz kalamarı yüzük dişleri (AKYD) proteinleri tekrar eden amino asit dizilerinden oluşan yapı proteinleridir. Kristal yapı ve düzensiz-bağ zincirleri olmak üzere iki alt bölgeden oluşurlar. AKYD proteinlerinin mekanik özellikleri bilinse de alt bölgelerin topaklanma mekanizması hala bilinmemektedir. AKYD proteinlerinin katlanma davranışı da bilinmemekte ve bugüne dek sentezlenmiş protein zincirlerinin boyları 140 ile 875 amino asit uzunluğu arasında değişmektedir. Bu etmenler göz önüne alındığında, Moleküler Dinamik (MD) benzetimi, bilgisayar zamanı açısından pahalı bir yöntem olduğundan, benzetimlerde Dağılıcı Parçacık Dinamiği (DPD) metodu kullanıldı. Bu çalışmada, öncesinde polimerlerde kullanılan bir yöntemi, AKYD proteinlerinin benzetim değişkenlerini hesaplamak için kullanılmasını sunuyoruz. Sistem benzetim değişkenleri hesaplamak için, öncelikle her parçacık çifti için ikili MD benzetimlerini atomistik detayda koşturduk. Ardından, MD benzetimlerimdeki kohezif enerji yoğunluğu değerlerini kullanarak ve tüm molekülleri kürecikler halinde kaba modele dönüştürerek, sistemdeki tüm parçacık çiftleri için Flory-Huggins etkileşim değişkenlerini hesapladık. AKYD proteinlerinin n4, n7, n11 ve n25 olmak üzere dört farklı boyutunu, iyi çözücü HFIP ve yetersiz çözücü P olmak üzere iki ayrı çözücüde benzetimlerini koşturduk. AKYD proteinlerinin bu çözücülerdeki davranışını irdelemek için radyal dağılım fonksiyonu ve yapı çarpanı analizleri kullanıldı. Sonuçlar gösterdi ki, AKYD proteinleri HFIP içinde şişer ve uzun mesafe düzen olmamasına rağmen topaklanır; çözücü P'de ise, deneysel verilerle örtüşen düzenli yapılar oluştururlar.