限制对蛋白质折叠和蛋白质稳定性的影响

在细胞中，蛋白质存在于拥挤的环境中；这些环境影响它们的稳定性和动态性。同样，对于生物传感器或生物催化剂中封装在无机腔中的酶分子，限制甚至表面效应对其稳定性和动力学起着重要作用。我们使用最小值模型（二维HP晶格模型）进行了蒙特卡罗模拟，以研究限制对蛋白质稳定性的影响。我们使用直方图方法计算了作为温度函数的热容，所得结果表明，约束有助于稳定折叠构象，这与实验结果（此处有一些报道）和先前的理论分析一致。此外，对于与固体表面相连的蛋白质分子，稳定效果可能更大。我们还研究了限制对重折叠和展开过程动力学的影响，作为温度和盒尺寸的函数。正如预期的那样，展开时间随着盒子尺寸的减小而增加，然而，限制以更复杂的方式影响折叠时间。我们的理论结果与实验观察到的趋势一致，即封装在介孔二氧化硅中的辣根过氧化物酶和酸性磷酸酶的热稳定性随着二氧化硅基质孔径的减小而增加。