Why Do Elastin-Like Polypeptides Possibly Have Different Solvation Behaviors in Water–Ethanol and Water–Urea Mixtures?
Notice bibliographique
Résumé
Abstract The solvent quality determines the collapsed or the expanded state of a polymer. For example, a polymer dissolved in a poor solvent collapses, whereas in a good solvent it opens up. While this standard understanding is generally valid, there are examples when a polymer collapses even in a mixture of two good solvents. This phenomenon, commonly known as co-non-solvency, is usually associated with a wide range of synthetic (smart) polymers. Moreover, recent experiments have shown that some biopolymers, such as elastin-like polypeptides (ELPs) that exhibit lower critical solution behavior Tl in pure water, show co-non-solvency behavior in aqueous ethanol mixtures. In this study, we investigate the phase behavior of elastin-like polypeptides (ELPs) in aqueous binary mixtures using molecular dynamics simulations of all-atom and complementary explicit solvent generic models. The model is parameterized by mapping the solvation free energy obtained from the all-atom simulations onto the generic interaction parameters. For this purpose, we derive segment-based (monomer level) generic parameters for four different peptides, namely proline (P), valine (V), glycine (G), and alanine (A), where the first three constitute the basic building blocks of ELPs. Here, we compare the conformational behavior of two ELP sequences, namely -(VPGGG)- and -(VPGVG)-, in aqueous ethanol and -urea mixtures. Consistent with recent experiments, we find that ELPs show co-non-solvency in aqueous ethanol mixtures. Ethanol molecules have preferential binding with all ELP residues, with an interaction contrast of 6–8 kBT, and thus driving the coil-to-globule transition. On the contrary, ELP conformations show a weak variation in aqueous urea mixtures. Our simulations suggest that the glycine residues dictate the overall behavior of ELPs in aqueous urea, where urea molecules have a rather weak preferential binding with glycine as observed from the all atom simulations, i.e., less than kBT. This weak interaction dilutes the overall effect of other neighboring residues and thus ELPs exhibit a different conformational behavior in aqueous urea in comparison to aqueous ethanol mixtures. While the validation of the latter findings will require a more detailed experimental investigation, the results presented here may provide a new twist to the present understanding of cosolvent interactions with peptides and proteins.
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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 | 0,001 | 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 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| 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 ».