Light-triggered β-hairpin folding and unfolding
Light-triggered β-hairpin folding and unfolding
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光触发β发夹折叠和展开
DOI：
10.1073/pnas.0707322104
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发表时间：
2007
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
W. Zinth
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
T. E. Schrader;W. J. Schreier;T. Cordes;F. O. Koller;G. Babitzki;R. Denschlag;C. Renner;S.-L. Dong;M. Löweneck;L. Moroder;P. Tavan;W. Zinth
光开关肽通过超短脉冲从 β-发夹转变为未折叠的疏水簇，反之亦然。通过中红外探测监测结构变化。使用结合密度泛函理论和分子力学的哈密顿量进行瞬时简正模分析来解释吸收瞬态。 β-发夹态的照明会触发展开反应，该反应会访问多个中间体并在几纳秒内达到展开状态。在这种向平衡疏水簇构象的展开反应中，系统在自由能表面上没有遇到明显的障碍。反向折叠过程需要更长的时间，因为它发生在 30 μs 的时间尺度上。折叠状态具有明确的结构，其形成需要对β链的正确氢键模式进行深入研究。
A light-switchable peptide is transformed with ultrashort pulses from a β-hairpin to an unfolded hydrophobic cluster and vice versa. The structural changes are monitored by mid-IR probing. Instantaneous normal mode analysis with a Hamiltonian combining density functional theory with molecular mechanics is used to interpret the absorption transients. Illumination of the β-hairpin state triggers an unfolding reaction that visits several intermediates and reaches the unfolded state within a few nanoseconds. In this unfolding reaction to the equilibrium hydrophobic cluster conformation, the system does not meet significant barriers on the free-energy surface. The reverse folding process takes much longer because it occurs on the time scale of 30 μs. The folded state has a defined structure, and its formation requires an extended search for the correct hydrogen-bond pattern of the β-strand.
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