[研究成果]2022JPCB 天然电喷雾电离过程中最终蒸发阶段蛋白质结构扰动的抑制
当前位置: 中文主页 >> 论文简介 >> [研究成果]2022JPCB 天然电喷雾电离过程中最终蒸发阶段蛋白质结构扰动的抑制标题： 《天然电喷雾电离过程中最终蒸发阶段蛋白质结构扰动的抑制：分子动力学模拟揭示》
(Suppression of Protein Structural Perturbations in Native Electrospray Ionization during the Final Evaporation Stages Revealed by Molecular Dynamics Simulations)
摘要： 天然电喷雾电离（Native ESI）通过缓冲体系有效克服了传统ESI中液滴酸化导致的蛋白质构象不可控变化，从而在气相中保留近生理态结构。然而，其如何及何时最小化结构扰动仍缺乏微观机制认知。本研究通过分子动力学模拟揭示了去溶剂化过程中的构象演化规律：在中性pH下，蛋白质蒸发后可完好保持原有折叠状态；当液滴pH偏离中性时，紧凑的蛋白质结构仅在最终脱溶剂前的最后约10 ns内发生显著解折叠。该结果明确表明，Native ESI在维持蛋白质结构方面的保护作用主要集中在蒸发的最后阶段。
研究内容和结果： 本研究利用GPU加速的分子动力学模拟，系统追踪了泛素、细胞色素c和去铁肌红蛋白在不同液滴pH条件下的脱水演化轨迹；发现天然ESI通过抑制气相转移过程中的过度质子化与溶剂屏蔽效应丧失，在最终约10 ns的关键窗口期内有效延缓并抑制了蛋白质三级结构的解折叠及二级结构（α-螺旋、β-折叠）的破坏。模拟结果明确指出，传统离子迁移率实验难以捕捉的瞬态液-气界面过渡阶段正是Native ESI发挥构象保护作用的核心时期，且最终的构象保留程度高度依赖于电荷状态与溶剂环境的协同效应；该发现不仅修正了仅依赖气相探测可能产生的认知偏差，也为气相结构生物学中分子模拟机制解析与实验验证的深度结合提供了关键的理论支撑。
作者： Moujun Luan(栾谋君), Zhuanghao Hou(侯壮豪)*, Guangming Huang(黄光明)*（注：*表示通讯作者）
年份： 2022年
DOI链接： https://doi.org/10.1021/acs.jpcb.1c09130
期刊： The Journal of Physical Chemistry B（《物理化学B杂志》）