Protein Adsorption into Mesopores: A Combination of Electrostatic Interaction, Counterion Release and van der Waals Forces
牛心脏细胞色素c已被固定到介孔二氧化硅主体材料SBA-15在其天然折叠和尿素展开状态。这两种折叠态的行为的比较对细胞色素c吸附的常用解释，即静电相互作用模型提出了质疑。作为缓冲溶液的pH和离子强度的函数的蛋白质结合的详细调查揭示了蛋白质-二氧化硅相互作用的复杂性质。静电相互作用，范德华力和熵的贡献，由对流释放各自有助于吸附在二氧化硅孔壁。
2015-03-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Enhanced initial protein adsorption on an engineered nanostructured cubic zirconia
出于实验观察到的纳米工程立方氧化锆氧化锆涂层间充质基质细胞的生物相容性增强，我们已经进行了计算分析的初始固定的一个已知的结构片段的粘附蛋白（纤连蛋白）在相应的表面上。基于原子力显微镜和透射电子显微镜的图像，我们建立了三重对称氧化锆纳米小丘的原子模型。第一性原理量子力学计算表明，由于表面特征，如边缘和顶点的存在，在小丘的静电势的实质性变化。使用实施的Monte Carlo模拟退火方法，我们发现的氧化锆表面上的固定化蛋白质的取向（平面和纳米结构）和贡献的每个氨基酸残基从蛋白质序列的吸附能。考虑到蛋白质-植入物界面的介电常数的变化，我们使用一个依赖于距离的模型介电函数来描述吸附势中的原子间静电（库仑）相互作用。我们发现，在纳米结构的金字塔状ZrO 2表面上的刚性蛋白质片段的初始固定化实现的吸附能的大小大于一个蛋白质在光滑（平坦）的表面上。强吸引力的静电相互作用是在纳米结构表面上增强吸附的主要因素，这在平坦的不带电表面上吸附的情况下是不存在的。我们表明，最好的静电和空间位阻适合的蛋白质的无机表面对应于最小的吸附能确定的非共价相互作用。
2010-10-05 cond-mat.mes-hall physics.bio-ph
Studies of protein adsorption on implant materials in relation to biofilm formation I. Activity of Pseudomonas aeruginosa on Polypropylene and High density Polyethylene in presence of serum albumin
用作植入物的生物材料的表面对细菌定植和随后的感染高度敏感。在生物材料上的蛋白质吸附量以及其他因素可以影响在其上形成的生物膜的性质和质量。蛋白质在生物材料表面上的吸附时间的变化通过改变EPS（外多糖）基质的产生而在细菌中产生表型变化。了解蛋白质吸附对植入物感染的影响将有助于理解生物材料表面的化学性质，这可以阻止生物膜的形成。据观察，BSA在生物材料表面上的吸附随时间和浓度而增加，而与它们的类型无关，并且细菌生物膜的EPS基质的性质取决于吸附在生物材料表面上的蛋白质的量。研究了蛋白质（BSA）在聚丙烯（PP）和高密度聚乙烯（HDPE）生物材料上的吸附，并考察了铜绿假单胞菌（Pseudomonasaeruginosa）在PP和HDPE生物材料上生物膜的形成。
2014-11-19 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.CB
Adsorption of SARS CoV-2 Spike Proteins on Various Functionalized Surfaces Correlates with the Strong Infectivity of Delta and Omicron Variants
SARS CoV-2病毒于2019年底出现，并迅速发展出几种突变变体，特别是Delta和Omicron，它们在全球范围内表现出更高的传染性和不断升级的感染病例。这种病毒的主要传播途径是通过人与人之间的接触和气溶胶，但另一种可能的途径是通过接触被SARS-CoV-2污染的表面，通常表现出长期存活。在这里，我们比较了原始变体的刺突（S）蛋白的S1和S2亚基与Delta和Omicron变体的S1亚基的吸附能力。结果清楚地显示了不同变体之间以及S1和S2亚基之间的吸附能力的显著差异。总的来说，我们的研究表明，虽然Omicron变体能够比Delta更成功地吸附，但两种变体都显示出比原始菌株更强的吸附能力。我们还研究了pH条件对S1亚基吸附能力的影响，发现吸附在pH 7.4时最强，这是生理pH值。本研究的主要结论是，吸附能力和各种SARS CoV-2变异体的感染性之间有很强的相关性。
2022-02-24 cond-mat.mtrl-sci physics.bio-ph q-bio.BM
Protein adsorption onto Fe3O4 nanoparticles with opposite surface charge and its impact on cell uptake
为生物医学应用而设计的纳米颗粒（NP）旨在与富含蛋白质的生理液体接触。这些蛋白质通常吸附在NP表面，形成一个称为蛋白质冠的包裹层，影响细胞内化。我们提出了一个研究不同的磁性纳米粒子（MNP）浸泡在细胞培养基中时，蛋白质的吸附，以及这些变化如何影响细胞的摄取。两种具有25 nm的磁铁矿核、相同流体动力学尺寸和相反表面电荷的胶体原位涂覆有（a）正聚乙烯亚胺（PEI-MNP）和（b）负聚（丙烯酸）（PAA-MNP）。在细胞培养基中孵育几分钟后，通过蛋白质吸附包裹MNP导致尺寸增加5倍。孵育24小时后，观察到流体动力学尺寸为1500至3000 nm的大MNP-蛋白质聚集体（分别为PAA-MNP和PEI-MNP）。每个集群包含的估计数量的磁芯之间的450和1000，表明与嵌入到负表面电荷的蛋白质网络的MNP_core电荷无关的“李子布丁”结构的大聚集体的形成。我们证明了PEI-MNP以比PAA-MNP单元大得多的量并入。定量分析表明，SH-SY 5 Y细胞可以掺入100%的添加的PEI-MNP，每个细胞高达约100 pg，而对于PAA-MNP，摄取量小于50%。最终细胞分布也显示出部分附着于细胞膜的显著差异。这些结果突出了需要表征在生物介质中蛋白质吸附后MNP的最终性质，并证明了这些性质对神经细胞内化机制的影响。
2014-03-24 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.BM
Surface adsorption of lattice HP proteins: Thermodynamics and structural transitions using Wang-Landau sampling
Wang-Landau取样法被应用于研究晶格疏水极性杂聚物（HP蛋白模型）与吸引底物相互作用的热力学和结构性质。为简单起见，我们考虑一个短的HP序列，仅由36个单体与底物相互作用，吸引序列中的所有单体。构象的“相变“已被确定的比热和合适的结构可观的正则分析。三个主要的“过渡”，即吸附，疏水核的形成和“扁平化”的吸附结构，观察。取决于相对于H单体之间的蛋白质内吸引的表面吸引强度，这些过程在冷却时以不同的顺序发生。
2013-01-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Factors resisting protein adsorption on hydrophilic/hydrophobic self-assembled monolayers terminated with hydrophilic hydroxyl groups
本研究利用分子动力学模拟和自由能计算，系统分析了单/双羟基封端自组装单分子层在不同堆积密度下抵抗蛋白质吸附的因素，首次揭示了界面水的致密有序性增强物理屏障效应，并阐明了空间位阻、羟基密度及类冰氢键结构对防污性能的影响。
2024-01-04 physics.bio-ph
Unexpectedly resisting protein adsorption on self-assembled monolayers terminated with two hydrophilic hydroxyl groups
羟基封端的自组装单分子膜作为抗蛋白表面，在生物相容性植入装置中具有重要的应用潜力，可以避免或减少蛋白粘附在生物材料表面引起的不良反应，如血栓形成、免疫反应和炎症反应。在这里，进行分子动力学模拟，以评估蛋白质吸附在自组装单分子膜上的程度，所述自组装单分子膜以两个亲水性OH基团（（OH）2-SAM）终止，填充密度（μ m）分别为4.5 nm-2和6.5 nm-2。结果表明，（OH）2-SAM本身能显著提高其抗蛋白吸附性能。这归因于（OH）2-SAM本身的结构，即，在λ = 4.5nm-2处在（OH）2-SAM的OH基质中形成几乎完美的六边形-冰状氢键结构，这急剧减少了氢键的数量（即，0.9)在疏水的（OH）2-SAM表面和蛋白质之间形成。而对于λ = 6.5 nm-2，亲水性（OH）2-SAM表面可以提供更多的氢键结合位点以形成氢键（即，7.3)蛋白质。在λ = 6.5 nm-2处，（OH）2-SAM和蛋白质之间形成的氢键数比λ = 4.5 nm-2处高约8倍，反映了在λ = 4.5 nm-2处，（OH）2-SAM本身的结构表现出的对蛋白质吸附的优异抗性。与传统的在λ = 6.5 nm-2以上由（OH）2-SAM与水之间的大量氢键形成的物理屏障效应相比，本研究提出的λ = 4.5 nm-2的（OH）2-SAM本身的结构显著提高了对蛋白质吸附的抵抗力，这为（OH）2-SAM抵抗蛋白质吸附…
2022-12-07 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.bio-ph
Multivalent Ion-Activated Protein Adsorption Reflecting Bulk Reentrant Behavior
蛋白质在固液界面的吸附是一个重要的现象，通常可以观察到作为生物过程的第一步。尽管其固有的重要性，仍然相对较少的是了解潜在的微观机制。在这里，使用多价离子，我们证明了控制的相互作用和相应的吸附净带负电荷的蛋白质（牛血清白蛋白）在固液界面。这是证明了椭圆偏振和中子反射率和石英晶体微量天平实验证实。我们发现，在第二维里系数对盐浓度cs的非单调依赖性的富体相行为中观察到的重入凝聚以一种有趣的方式反映在界面处的蛋白质吸附d（cs）中。我们的研究结果成功地描述和理解的经典密度泛函理论的框架内的离子激活的补丁相互作用的模型。除了连接体和界面行为的一般挑战，我们的工作有影响，除其他外，在界面处的成核。
2017-10-11 cond-mat.soft physics.bio-ph
Increased Concentration of Polyvalent Phospholipids in the Adsorption Domain of a Charged Protein
我们研究了一个带电荷的蛋白质吸附到带相反电荷的膜，由移动磷脂的不同价态，使用一个pathetical-pathetical的方法。采用两块模型，一个块对应于膜上受蛋白质影响的区域，称为吸附域，另一个块对应于膜上未受影响的剩余部分。我们计算了蛋白质诱导的脂质重排的吸附域所产生的静电相互作用的系统和混合熵的脂质之间的相互作用。相等的电化学电位的脂质在两个块中产生的各种脂质馏分之间的关系在吸附域的表达式，表示一个敏感的依赖性的脂质馏分上的价。这种表达是两块图的结果，但不依赖于蛋白质-膜相互作用的进一步细节。我们随后使用泊松-玻尔兹曼理论计算了脂质组分本身。我们检查了脂质富集的依赖性，即，吸附域内外的脂质部分之间的比率，对各种参数，如离子强度和脂质价。在生理条件下，脂质化合价约为（-3）至（-4）时发现最大富集。我们的结果是在定性协议与最近的实验研究之间的相互作用的肽具有一个域的基本残基和膜含有一小部分的多价磷脂酰肌醇4，5-二磷酸（PIP 2）。这项研究提供了理论支持的建议，蛋白质吸附到膜上通过集群的碱性残基可以螯合PIP 2和其他多价脂质。
2004-03-29 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.SC
Protein-induced membrane curvature changes membrane tension
蛋白质吸附到膜上可以改变局部膜曲率。这种现象已经在生物过程中观察到，例如内吞作用、微管和囊泡形成。然而，目前尚不清楚膜的局部表面性质，如膜张力，如何响应蛋白质吸附而改变。在本文中，我们证明了脂膜的经典弹性模型无法解释由于局部区域蛋白质吸附而导致的形状和膜张力的同时变化，并且需要一个粘弹性公式来充分描述该系统。因此，我们开发了一个粘弹性模型的非均匀膜的Helfrich型。使用新的粘弹性模型，我们发现，脂质流动，以适应蛋白质吸附过程中膜曲率的变化。我们发现，在蛋白质吸附过程结束时，系统维持一个残余的局部张力，以平衡实际平均曲率和施加的自发曲率之间的差异。膜张力的这种变化可以在蛋白质与膜相互作用的许多生物现象中产生功能性影响。
2014-01-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Quantitative Prediction of Protein-Polyelectrolyte Binding Thermodynamics: Adsorption of Heparin-Analog Polysulfates to the SARS-CoV-2 Spike Protein RBD
本文提出基于力谱增强采样和理论建模的方法，通过全原子MD模拟定量预测肝素类似物LPGS与SARS-CoV-2刺突蛋白RBD的结合热力学，结果与实验吻合，并揭示了溶剂主导、焓驱动的结合机制。
2024-08-30 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.BM
Generic folding and transition hierarchies for surface adsorption of hydrophobic-polar lattice model proteins
采用Wang-Landau采样方法研究了疏水极性晶格蛋白与吸引表面相互作用的热力学行为和结构性质。三个基准HP序列（48聚体、67聚体和103聚体）被认为具有不同类型的表面，其中每一个分别吸引所有单体、仅疏水（H）单体或仅极性（P）单体。折叠行为的多样性依赖于表面强度进行了讨论。分析各种结构可观测量的组合模式，例如，表面接触的数量的导数，连同比热，我们能够识别折叠和过渡层次的一般类别。我们还推断出这些过渡类别和相对表面强度之间的联系，即，H单体间的表面吸引力与链间吸引力之比。我们提出的分类方案的有效性加强了额外的基准序列的分析。因此，我们认为，折叠层次结构和识别方案是通用的HP蛋白与有吸引力的表面相互作用，无论链长，序列，或表面吸引力。
2013-01-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
On the lipid-bacterial protein interaction studied by quartz crystal microbalance with dissipation, transmission electron microscopy and atomic force microscopy
利用原子力显微镜、透射电子显微镜和石英晶体微天平研究了细菌S蛋白SbpA与不同类型脂质膜之间的相互作用。一方面，研究发现细菌在吸附于云母上的两性离子型DOPC双层膜和带负电荷的DMPG囊泡上，在吸附于碳网格上的两性离子型DPPC和带电荷的DPPC/DMPG（1：1）单层膜上形成二维纳米晶。另一方面，SbpA蛋白吸附发生在两性离子DOPC双层和DOPC/DOPS（4：1）双层，以前吸附在硅支持。吸附在碳网格上的DPPC/DOPS（1：1）单分子膜也发生了SbpA吸附。最后，既没有SbpA吸附，也没有观察到重结晶的两性离子DMPC囊泡（以前吸附在多层膜上），和DPPC囊泡支持在硅上。
2009-04-10 physics.bio-ph
A hard-sphere model of protein corona formation on spherical and cylindrical nanoparticles
浸入生物介质中的纳米颗粒（NP）迅速形成吸附蛋白质的冠，随后控制颗粒的最终命运和可能发生不良结果的途径。日冕形成的组成和时间尺度都高度依赖于NP及其环境。蛋白质在NP表面上的沉积与随机顺序吸附过程有关，并且基于该模型，我们开发了一种速率方程处理，用于在球形和圆柱形NP上形成由硬球表示的电晕。我们发现，NP的几何形状显着改变了电晕的组成，通过一个独立的过程中假设的蛋白质的吸附和解吸的速率常数，NP的半径和形状都影响电晕。此外，我们证明，在强结合的条件下，吸附是有效的不可逆的电晕含量反映的蛋白质的流动性和浓度在溶液中，而不是他们的结合亲和力。
2021-04-28 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.comp-ph
Go-and-Back method: Effective estimation of the hidden motion of proteins from single-molecule time series
我们提出了一种有效的方法来估计运动的蛋白质从运动的附加探针粒子在单分子实验。该框架自然地结合了朗之万动力学来计算蛋白质的最可能轨迹。通过使用扰动展开技术，我们实现了计算成本比传统的梯度下降法小四个数量级以上，而不会损失计算算法的简单性。我们提出了说明性的应用程序的方法，使用简单的单分子实验模型，并确认所提出的方法产生合理和稳定的估计，以一种高效的方式隐藏的运动。
2011-02-24 physics.bio-ph physics.chem-ph
Orientation-Dependent Protein Binding at Nanoparticle Interfaces
University College Dublin（都柏林大学学院）；School of Physics, University College Dublin（都柏林大学学院物理学院）；Institute for Discovery, University College Dublin（都柏林大学学院发现研究所）
本文结合粗粒化统一原子模型与分子对接，研究蛋白质在二氧化硅纳米粒子上的吸附行为，通过方向分辨热图分析结合能量和对接分数，揭示蛋白质-纳米粒子结合几何结构，为预测模型和机理研究提供定量支持。
2026-05-15 physics.bio-ph physics.comp-ph
Protein corona composition of PEGylated nanoparticles correlates strongly with amino acid composition of protein surface
广泛的分子动力学模拟表明，蛋白质和聚乙二醇（PEG）之间的相互作用可以用蛋白质的表面组成来描述。PEG分子聚集在非极性残基周围，同时避开极性残基。PEG化纳米颗粒上蛋白质吸附的溶剂可及表面积模型准确地拟合了最近通过无标记蛋白质组学质谱法获得的蛋白质冠组成的大量数据。
2016-12-28 cond-mat.mes-hall physics.bio-ph q-bio.BM
A new method for finding the minimum free energy pathway of ions and small molecule transportation through protein based on 3D-RISM theory and the string method
基于三维参考相互作用位点模型（3D-RISM）理论，结合弦方法，提出了一种求解离子和小分子通过蛋白质的最小自由能通道（MFEP）的新方法. 3D-RISM理论产生分布函数，或平均力势（PMF），用于在蛋白质周围和内部运输物质。通过将弦方法应用于PMF表面，可以容易地确定蛋白质内部的转运物质的MFEP。该方法已被应用到考虑作为一个例子的通道视紫红质的Na+传导途径。
2018-03-09 physics.bio-ph physics.chem-ph
Stochastic single-molecule dynamics of synaptic membrane protein domains
受突触膜蛋白质结构域单分子实验的启发，我们使用随机格子模型来研究拥挤膜中的蛋白质反应和扩散过程。我们发现，突触蛋白的随机反应扩散动力学提供了一个简单的物理机制，集体波动的突触域，观察到的分子营业额在突触域，观察到的突触蛋白的单分子轨迹的关键特征，和空间不均匀的蛋白质寿命在细胞膜。我们的研究结果表明，在细胞膜上的随机反应扩散过程中，可以理解膜蛋白结构域观察到的单分子和集体动力学的中心方面。
2016-11-07 physics.bio-ph q-bio.BM q-bio.NC
Brownian Dynamics Simulations of Proteins in the Presence of Surfaces: Long-range Electrostatics and Mean-field Hydrodynamics
大分子在密闭环境中的扩散和吸附的模拟可以为许多生物物理过程提供有价值的机理见解。为了在相关的时间尺度上模拟溶质的原子细节，布朗动力学模拟可以用刚体溶质运动通过连续溶剂的近似来进行。这允许预先计算溶质的相互作用势网格，从而允许力的计算效率。然而，流体动力学和远程静电相互作用不能完全处理与基于网格的方法单独。在这里，我们开发了一个治疗的流体动力学和静电相互作用，包括通过建模基于网格和远程相互作用的表面的存在。我们描述了它的应用程序来模拟的自我关联和多分子吸附的良好特征的蛋白质鸡蛋白溶菌酶云母样和二氧化硅样表面。我们发现，计算模型可以恢复一些实验观测的吸附过程，并提供深入了解其决定因素。计算模型在扩散缔合模拟（SDA）软件包中实现。
2021-03-15 cond-mat.soft physics.bio-ph
Hydrophobic homopolymer's coil-globule transition and adsorption onto a hydrophobic surface under different conditions
研究使用蒙特卡洛粗粒化模型模拟疏水性均聚物在疏水表面附近的线团-球体转变与吸附，发现狭缝孔限制增强链的展开与吸附，水合水根据热力学参数调节该行为，为无结构蛋白响应外部刺激提供分子机制见解。
2023-06-27 cond-mat.soft physics.bio-ph
Poly-Sarcosine and Poly(ethylene-glycol) interactions with proteins investigated using molecular dynamics simulations
用亲水性聚合物涂覆的纳米颗粒通常显示出与生物环境的非特异性相互作用的减少，这改善了它们的生物相容性。这种减少的分子决定因素还不是很清楚，他们的知识可能有助于改进纳米颗粒的设计。在这里，我们地址，使用分子动力学模拟，人血清白蛋白，最丰富的血清蛋白，与两个有前途的亲水性聚合物用于治疗纳米粒子，聚（乙二醇）和聚肌氨酸的涂层的相互作用。通过模拟浸入在聚合物-水混合物中的蛋白质，我们表明，这两种聚合物对蛋白质表面具有非常相似的亲和力，无论是在吸附的聚合物的量方面，还是在主要参与相互作用的氨基酸的类型方面。我们进一步分析了吸附动力学以及它如何影响聚合物构象。在吸附层的厚度方面观察到聚合物之间的微小差异，这与两种分子的不同程度的柔性有关。相比之下，聚丙氨酸，聚肌氨酸的异构体，已知的自聚集和诱导蛋白质聚集，显示出显着更大的亲和性的蛋白质表面比PEG和PSar，我们表明是相关的不是一个不同的模式与蛋白质表面的相互作用，但不同的方式的聚合物与水的相互作用。
2018-10-29 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.BM
Dynamic Variation in Protein-Small Molecule Interaction Observed by Double-Nanohole Optical Trapping
蛋白质与小分子的相互作用是它们在活生物体中发挥功能的基础，并且在药物开发中被广泛研究。在这里，我们比较光捕获动力学的链霉亲和素和生物素化的链霉亲和素使用双纳米孔光阱在金属膜。在具有和不具有小分子结合的蛋白质之间观察到一致且明显不同的行为。单蛋白水平的实时动态可用该技术获得，其还具有不需要拴系到表面或不需要外源标记的优点。
2014-03-16 physics.bio-ph
Influences of Excluded Volume of Molecules on Signaling Processes on Biomembrane
我们利用生物膜上的信号转导过程模型，研究了分子排斥体积对二维表面上生化反应过程的影响。我们进行模拟的2维细胞为基础的模型，它描述了反应和扩散的受体，信号蛋白，靶蛋白，和拥挤的细胞膜上。信号传导蛋白被受体激活，并且这些激活的信号传导蛋白激活靶蛋白，所述靶蛋白自主地从细胞质结合到膜，并且如果被激活则从膜解除结合。如果靶蛋白频繁结合，则膜上分子的体积分数变得如此之大，以至于用于反应和扩散动力学的分子的排除体积不可忽略。我们发现，这种排除体积效应的分子诱导的信号流，定义为靶蛋白的激活频率，如下非平凡的变化。随着靶蛋白结合率的增加，信号流通过以下方式变化：i）单调增加; ii）以钟形曲线增加然后减少;或iii）以S形曲线增加，减少，然后增加。我们进一步证明，排除体积的分子影响整个反应过程中的分层分子分布。特别地，当系统表现出大的信号流时，信号蛋白倾向于围绕受体以形成受体-信号蛋白簇，并且靶蛋白倾向于分布在这样的簇周围。为了解释这些现象，我们分析了受体周围分子局部运动的随机模型。
2013-01-29 nlin.CG physics.bio-ph q-bio.BM
Influence of salt and viral protein charge distribution on encapsidation of single-stranded viral RNA molecules
我们研究的病毒组合物的限制，所设置的静电相互作用的病毒蛋白质，单链病毒RNA分子和单价盐离子在溶液中的电荷的影响。在病毒能量学的平均场模型中，我们证明了盐浓度对病毒组装的重要性。我们发现，在高浓度的一价盐溶液中，病毒RNA分子的糖苷化被抑制。这种效应在具有其电荷分布突出到衣壳内部的蛋白质的病毒中明显不太重要，导致这种病毒在具有高盐浓度的溶液中的稳定性增加。因此，衣壳蛋白臂上的正电荷的离域大大增加了高盐溶液中病毒组装的可靠性。
2008-06-01 physics.bio-ph
Protein - Small Molecule docking with receptor flexibility in iMOLSDOCK
我们之前已经报道了iMOLSDOCK技术进行诱导拟合肽-蛋白质对接。iMOLSDOCK使用相互正交拉丁方（MOLS）技术对小分子配体的构象和对接位姿以及受体蛋白的柔性残基进行采样，并得出最佳位姿和构象。在本文中，我们报告了在iMOLSDOCK中进行的扩展，以将非肽小分子配体对接到受体蛋白。我们已经用34种蛋白质-配体复合物的数据集对iMOLSDOCK进行了基准测试和验证，这些蛋白质-配体复合物以非肽小分子作为配体。我们还将iMOLSDOCK与其他灵活的受体对接工具GOLD v5.2.1和AutoDock Vina进行了比较。结果表明，该方法比这两种算法更有效，但计算时间更长。MOLS 2.0的源代码和二进制文件（在GNU宽松通用公共许可证下）可以在https://sourceforge.net/projects/mols2-0/files/上免费下载
2020-10-12 physics.bio-ph
Real-Time Analysis of Nanoscale Dynamics in Membrane Protein Insertion via Single-Molecule Imaging
本文提出SIFA和LipoFRET两种单分子成像方法，以亚纳米精度实时监测膜蛋白插入过程中的纳米尺度拓扑与构象动力学，解决了单个蛋白插入深度难以观测的问题。
2024-12-27 physics.bio-ph
Single molecule narrowfield microscopy of protein-DNA binding dynamics in glucose signal transduction of live yeast cells
单分子窄视野显微镜是一种多功能的工具，可以研究活细胞中各种蛋白质的动力学，并已广泛用于细菌。在这里，我们描述了这些方法如何可以扩展到更大的真核，酵母细胞，其中包含亚细胞区室。我们描述了如何获得单分子显微镜数据，但也如何分析这些数据，以跟踪和获得扩散在细胞中的分子复合物的化学计量。我们选择葡萄糖介导的活酵母细胞的信号转导作为系统来证明这些单分子技术，因为转录调控基本上是单分子问题-结合基因组中单个结合位点的单个阻遏蛋白可以显著改变整个细胞和群体水平的行为。
2016-05-25 physics.bio-ph q-bio.SC
Exactly solvable model of gene expression in proliferating bacterial cell population with stochastic protein bursts and protein partitioning
许多现有的基因表达的随机模型包含一阶衰变反应项，其可以描述活性蛋白质降解或稀释。如果模型变量被解释为分子数量而不是浓度，则衰减项也可以近似于由于细胞分裂作为连续降解过程而导致的蛋白质分子的损失。这种开创性的模型导致蛋白质水平的伽马分布，其参数由蛋白质爆发的平均频率和平均爆发大小定义。然而，这样的模型（无论是在分子数量或浓度方面解释）不能正确地解释由于子细胞之间的蛋白质分配的噪声。我们提出了一个完全可解的随机模型的基因表达细胞分裂在随机时间，在这里我们假设描述的分子数量与恒定的平均蛋白质爆发的大小。该模型是基于人口平衡方程补充蛋白质生产随机突发。如果蛋白质分子在子细胞之间均匀分配，我们在稳态下得到的概率分布的解析表达式类似于伽马分布的形状，但与经典的连续衰减模型拟合这些分布的结果相比，平均爆发大小和平均爆发频率的值有很大不同。对于子细胞之间的蛋白质分子的随机分区，我们得到的时刻方程的蛋白质数量分布，从而分析公式的平方变异系数。
2019-04-17 physics.bio-ph q-bio.MN
Imaging proteins at the truly single-molecule level
单蛋白质成像一直是推进自然科学各个领域的长期目标，例如结构生物学，生物物理学和分子纳米技术。特别是，揭示单个蛋白质的独特构象是至关重要的。在这里，我们展示了单个蛋白质和蛋白质复合物的低能电子全息成像。通过软着陆电喷雾离子束沉积制备超净独立石墨烯上的单个蛋白质和蛋白质复合物的样品，其允许化学和构象特异性选择和温和沉积。低能电子不会引起辐射损伤，这使得能够获得单个蛋白质（细胞色素C和牛血清白蛋白）以及蛋白质复合物（血红蛋白）的亚纳米分辨率图像，这不是平均过程的结果。
2017-01-16 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.ins-det
