华东师范大学学报(自然科学版)

作者：强书敏, 吕成, 许菲

单位：强书敏, 男, 博士研究生, 研究方向为胶原蛋白计算设计. >

关键词：胶原蛋白,异三聚体,梯阶模型,结构形变,成骨不全症,

基金：国家自然科学基金(21603088, 51603089)

胶原蛋白是细胞外基质的主要成分, 由3条链缠绕构成三螺旋. 在28种天然胶原中占比最大的是Ⅰ型胶原蛋白, 它是由两条α1链与一条α2链构成的异三聚体, α1或α2链中甘氨酸单点突变会导致成骨不全症. 基于更接近天然胶原的异三聚体模型(abc), 3条链中分别引入Gly→Ala, 构建7种突变体. 差示扫描量热结果表明, 单点突变体的熔融温度(Tm)值降低15℃, 双点及三点突变体未形成三螺旋结构. 利用梯阶模型分析分子动力学模拟轨迹, 突变点附近梯阶参数值发生变化, 表明三螺旋结构局部解折叠. 引入弹性函数量化胶原结构变化程度, 发现氢键能量与结构形变分数具有高关联性(R2= 0.76), 表明突变不仅破坏了氢键作用力, 也导致了分子的弯曲与运动状态的变化. 结合计算与实验, 解析了甘氨酸突变对胶原整体结构与运动模式的影响, 为进一步揭示甘氨酸突变的致病机理提供了理论基础.

来源：2023年第6期

《华东师范大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

查看华东师范大学学报(自然科学版)杂志2023年第6期