Οι αριθμητικές προσομοιώσεις αποκαλύπτουν πώς επηρεάζεται η λειτουργία της πρωτεΐνης από το φυσικά συμφόρηση του περιβάλλοντος

Οι πρωτεΐνες δεν υπάρχουν μεμονωμένα μέσα στα κύτταρα, αλλά μάλλον κατοικούν σε ένα εξαιρετικά γεμάτο και δυναμικό περιβάλλον. Η κατανόηση του τρόπου με τον οποίο αυτό το περιβάλλον επηρεάζει τη δομή και τη λειτουργία της πρωτεΐνης είναι μια θεμελιώδη πρόκληση στη βιοφυσική. Εδώ χρησιμοποιούμε εκτεταμένες προσομοιώσεις ατομικής μοριακής δυναμικής και υπολογισμούς ελεύθερης ενέργειας για να διερευνήσουμε πώς το φυσικά γεμάτο περιβάλλον μέσα σε ένα κύτταρο επηρεάζει τη δομή, την εσωτερική δυναμική και τη λειτουργία μιας πρωτότυπης πρωτεΐνης, η RNase H. Οι προσομοιώσεις μας καταδεικνύουν ότι το πολυσύχναστο περιβάλλον συμπιέζει σημαντικά τη δομή της πρωτεΐνης, οδηγώντας σε μια πιο διατεταγμένη και άκαμπτη παραγωγή πρωτεϊνών. Αυτή η συμπύκνωση εκδηλώνεται σε αυξημένες παραμέτρους της ραχοκοκαλιάς και πλευρικής αλυσίδας και μειωμένες εσωτερικές διακυμάνσεις των πρωτεϊνών. Επιπλέον, η μειωμένη δυναμική της RNase H εντός του πολυσύχναστου περιβάλλοντος μεταβάλλει σημαντικά το διαμορφωτικό του τοπίο, επηρεάζοντας τους πληθυσμούς και τις ελεύθερες ενεργειακές διαφορές διαφορετικών λειτουργικών υπο-κρατών. Αυτά τα ευρήματα παρέχουν ατομικές γνώσεις σχετικά με την επίδραση της κυτταρικής συνωμοσίας στη δομή και τη δυναμική της πρωτεΐνης, υπογραμμίζοντας τη σημασία της εξέτασης του κυτταρικού περιβάλλοντος κατά τη μελέτη της πρωτεϊνικής λειτουργίας.