请教：蛋白拉伸过程中自由能的问题

wzhang

大家好，我最近刚刚开始学习做蛋白拉伸然后计算PMF的模拟，有一个疑问想请教大家。
根据蛋白folding/unfolding的理论，如Bell's Model在蛋白unfolding过程中自由能随着蛋白长度会存在一个peak，相当于是一个energy barrier，这个peak与initial state之间距离是transition distance。我尝试想用MD模拟得到类似的曲线但都失败了，我得到的蛋白unfolding过程PMF曲线都是单调上升的，中间并没有peak。

我看了一些文献，发现很少有做蛋白拉伸然后umbrella sampling的（大多都是做扭转或者其他坐标的伞形采样）。那个tutorial（http://www.mdtutorials.com/gmx/umbrella/index.html）得到的PMF也是单调上升的。
因此我想请教一下有经验的前辈们，有没有相关文献是通过这种蛋白拉伸以拉伸距离为坐标采样而得到类似结果的？是否这种做法得不到Bell's Model所提出的energy Barrier，还是需要做其他的处理？

wuzhiyi

据我所知现在还没有一个力场可以同时准确描述folded和unfolded蛋白

fhh2626

虽然不一定是单调上升，但显然随end-to-end distance上升，自由能总体趋势会变得越来越高，直链多肽是很不利的构象啊

wzhang

fhh2626 发表于 2020-1-29 23:59
虽然不一定是单调上升，但显然随end-to-end distance上升，自由能总体趋势会变得越来越高，直链多肽是很不 ...

随end-to-end distance上升，确实自由能总体趋势会越高。但比如图片的一些实验中可得到自由能曲线中间是存在一个energy barrier的，但是我做umbrella sampling无法得到类似的现象。我试过用一个恒定力去拉蛋白，确实会unfold到一个end-to-end distance范围呆很长时间然后再继续unfolding，这是否可以认为该处存在一个能量的（比folded状态要高的）极小值？

wzhang

顺便再请教一下，研究蛋白的unfolding机制一般都计算哪些指标的？我看有些文章就是简单统计了氢键、alpha-helix数目变化，有些文章计算RMSD，RMSF，native contacts（虽然现在还不是很懂这个概念）等。

fhh2626

wzhang 发表于 2020-1-30 15:09
随end-to-end distance上升，确实自由能总体趋势会越高。但比如图片的一些实验中可得到自由能曲线中间是 ...

如果是大蛋白的话中间肯定会存在局部稳定结构

你给的这个例子中间并没有局部稳定结构，要看的是0pN那根线