Volumetric Physics of Polypeptide Coil–Helix Transitions
Notice bibliographique
Résumé
Volumetric properties of proteins bear directly on their biological functions in hyperbaric environments and are useful in general as a biophysical probe. To gain insight into conformation-dependent protein volume, we developed an implicit-solvent atomic chain model that transparently embodies two physical origins of volume: (1) a fundamental geometric term capturing the van der Waals volume of the protein and the particulate, finite-size nature of the water molecules, modeled together by the volume encased by the protein’s molecular surface, and (2) a physicochemical term for other solvation effects, accounted for by empirical proportionality relationships between experimental partial molar volumes and solvent-accessible surface areas of model compounds. We tested this construct by Langevin dynamics simulations of a 16-residue polyalanine. The simulated trajectories indicate an average volume decrease of 1.73 ± 0.1 Å 3 /residue for coil–helix transition, ∼80% of which is caused by a decrease in geometric void/cavity volume, and a robust positive activation volume for helical hydrogen bond formation originating from the transient void created by an approaching donor–acceptor pair and nearby atoms. These findings are consistent with prior experiments with alanine-rich peptides and offer an atomistic analysis of the observed overall volume changes. The results suggest, in general, that hydrostatic pressure likely stabilizes helical conformations of short peptides but slows the process of helix formation. In contrast, hydrostatic pressure is more likely to destabilize natural globular proteins because of the void volume entrapped in their folded structures. The conceptual framework of our model thus affords a coherent physical rationalization for experiments.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».