アロステリック遷移のシミュレーション

アロステリック遷移は、タンパク質活動を微調整するために自然が使用する微妙なメカニズムの1つです。タンパク質表面上の特定の部位に結合するエフェクターは、有意な活動の変化を誘発し、ドメインの動きを頻繁に含み、非常に大きい立体構造遷移を開始します。理論的および生物物理学的な観点から、2つの問題は特に興味深いものです。1つ目は、空間的に閉じ込められており、いくつかの相互作用する原子のみを含む起動信号が、アロステリック遷移で頻繁に見られる大規模な立体構造遷移に伝播される方法です。したがって、数千の原子の動きを生成するために、小さな摂動がどのように拡大されるかという問題があります。2番目のパズルは、焦点、一貫性、効率です。エフェクターの結合の影響は、時々、数十のアンストロームにわたって拡張されます。「騒がしい」分子環境のこのような広い距離にわたって、信号がどのように送信され、重要に維持されるかは、もう1つの主要な調査方向です。現在のレビューでは、質問を解決するためのさまざまな理論的および計算試行を検討しました。

Allosteric transitions are one of the subtler mechanisms used by nature to fine tune protein activity. Effector binding to a specific site on the protein surface induces significant activity change, and initiates a conformational transition that frequently includes domain motions and is very large. From a theoretical and biophysical perspective two problems are particularly intriguing. The first is the way in which a launching signal, which is spatially confined and includes only a few interacting atoms, is propagated to a large-scale conformational transition we frequently see in allosteric transitions. Hence, there is the question of how a small perturbation is magnified to yield motions of thousands of atoms. The second puzzle is of focus, coherence, and efficiency. The impact of the binding of the effector is sometimes extended over tens of angstroms. How the signal is transmitted and kept significant over such large distances in the 'noisy' molecular environment is another major direction of investigation. In the present review we examined different theoretical and computational attempts to solve the questions.