ドリズム積分方程式理論と確率的ダイナミクスを使用したアルファ-MSHの構造とダイナミクス

溶液中のホルモンアルファ-MSHの構造的および動的な特徴は、室温で自由エネルギー分子力学モデルを使用することにより、100 nsの時間スケールで調べられています。自由エネルギー表面は、積分方程式理論とランゲビン方程式によるダイナミクスからの方法を使用してモデル化されています。アクセス可能な表面積摩擦抵抗モデルの変更を使用して、原子摩擦係数を計算しました。分子は、メッセージ領域に安定したベータターン立体構造と、His6、Phe7、およびTrp9の側鎖間の密接な相互作用を示します。Glu5とArg8の間の塩橋は好ましい相互作用ではないことがわかりましたが、Glu5とLys11の塩橋はサンプリングされませんでしたが、おそらく比較的高い自由エネルギーの障壁が原因です。メッセージ領域は、N末端領域よりも立体構造的に剛性でした。ここで観察されるいくつかの構造的特徴は、実験結果とよく一致しています。立体構造の特徴は、PHE7およびTRP9の疎水性側鎖がMC1受容体の膜貫通部分と相互作用する受容体ホルモン相互作用モデルを示唆しています。また、Arg8の正に帯電した側鎖とHis6のイミダゾール側鎖は、受容体の細胞外ループ上にある可能性のある受容体の負に帯電した部分と相互作用する可能性があります。

The structural and dynamical features of the hormone alpha-MSH in solution have been examined over a 100 ns time scale by using free energy molecular mechanics models at room temperature. The free energy surface has been modeled using methods from integral equation theory and the dynamics by the Langevin equation. A modification of the accessible surface area friction drag model was used to calculate the atomic friction coefficients. The molecule shows a stable beta-turn conformation in the message region and a close interaction between the side chains of His6, Phe7, and Trp9. A salt bridge between Glu5 and Arg8 was found not to be a preferred interaction, whereas a Glu5 and Lys11 salt bridge was not sampled, presumably due to relatively high free energy barriers. The message region was more conformationally rigid than the N-terminal region. Several structural features observed here agree well with experimental results. The conformational features suggest a receptor-hormone interaction model where the hydrophobic side chains of Phe7 and Trp9 interact with the transmembrane portion of the MC1 receptor. Also, the positively charged side chain of Arg8 and the imidazole side chain of His6 may interact with the negatively charged portions of the receptor which may even be on the receptor's extracellular loops.