Fast protein folding is governed by memory-dependent friction
当用低维反应坐标描述时，蛋白质折叠的速率由自由能势垒和摩擦力之间的微妙相互作用决定。虽然从分子轨迹中提取自由能分布是很常见的，但直接评估摩擦力要困难得多，人们通常通过无记忆反应速率理论间接评估摩擦力。在这里，使用记忆内核提取方法建立在广义朗之万方程（GLE）的形式主义，我们直接计算的记忆依赖摩擦的8个快速折叠的蛋白质，采取从一组出版的大规模分子动力学蛋白质模拟。我们的研究结果表明，与通常的预期相反，摩擦是更重要的比自由能障碍，在决定蛋白质折叠率，特别是对于较大的蛋白质。我们还表明，蛋白质折叠的制度，摩擦的有限衰减时间显着减少折叠时间，在某些情况下多达10倍，相比基于无记忆摩擦的预测。
2022-10-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Modeling two-state cooperativity in protein folding
一种蛋白质模型，其成对相互作用能随局部环境的变化而变化，即，包括触点之间的某种集体效应。晶格蒙特卡罗模拟的结晶特性和自由能分布显示了明确的两态行为和协同折叠的这种模型。作为比较，相关的模拟通常的高模型，其中的相互作用能是独立的局部构象，也作出了。我们的研究结果表明，在折叠过程中的相互作用的演变起着重要的作用，在蛋白质折叠的两态协同。
2001-03-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech q-bio
Energetic Components of Cooperative Protein Folding
用参数空间蒙特卡罗直方图技术分析了一个新的四螺旋束基态晶格蛋白质模型，以评估各种模型势对折叠热力学的影响.合作的螺旋形成和接触能的基础上的5个字母的字母被发现是不足以满足量热和其他实验标准的两个状态的折叠。然而，这种蛋白质的行为预测，与多肽样的局部构象限制和环境依赖性氢键样相互作用的模型。
2000-10-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech q-bio
Protein structures and optimal folding emerging from a geometrical variational principle
新的数值技术，通过分析芽孢杆菌RNA酶和胰凝乳蛋白酶抑制剂，验证，用于阐明所起的至关重要的作用，由蛋白质骨架的几何形状在引导折叠到正确的天然状态。据发现，无论序列，天然状态的蛋白质具有非常大的数量的构象与给定量的结构重叠相比，其他紧凑的人工骨干;此外，相同长度的无关蛋白质的构象熵几乎相等，在任何给定的折叠阶段。这些结果提示了蛋白质进化的极端性原则，而这反过来又与二级结构的出现有关。
1998-11-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech q-bio.BM
Diffusion Dynamics, Moments, and Distribution of First Passage Time on the Protein-Folding Energy Landscape, with Applications to Single Molecules
我们利用统计能量-景观理论研究了蛋白质折叠的动力学。特别是，我们专注于本地连接的情况下，所描述的本地构象的分数的折叠进展。我们获得的信息的第一个时间（FPT）分布和它的时刻。结果表明，一个动态的转变温度低于FPT分布发展的幂律尾，折叠动力学的不稳定现象的签名。我们还讨论了可能的应用结果的单分子动力学实验。
2002-06-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech q-bio.BM
Folding Mechanism of Small Proteins
广泛的Monte Carlo折叠模拟四种蛋白质的各种结构类进行，使用一个单一的原子势。在所有情况下，折叠发生在非常早期的阶段，并且蛋白质在适当的温度下折叠成它们的天然构象。结果表明，蛋白质的折叠机制不仅受热力学因素的控制，而且受动力学因素的控制：蛋白质折叠成其天然结构的方式也取决于早期折叠轨迹的收敛点，而这一点不能通过自由能曲面得到。
2003-06-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Exact Solution of the Munoz-Eaton Model for Protein Folding
一个转移矩阵的形式主义引入准确评估的配分函数的Munoz-Eaton模型，已知结构的蛋白质的折叠动力学，其热力学和拓扑结构。该技术可用于通用蛋白质，用于能量和熵参数的任何选择，并且原则上允许该模型用作表征已知天然状态和平衡群体的蛋白质的动力学的第一工具。应用程序的$β$ -发夹和蛋白质CI-2，与以前的结果进行比较，也显示。
2002-05-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech q-bio
Contact Order Dependent Protein Folding Rates: Kinetic Consequences of a Cooperative Interplay Between Favorable Nonlocal Interactions and Local Conformational Preferences
自然发生的小的单结构域蛋白质之间的相对接触顺序（CO）和折叠速率的经验相关性的物理机制进行了研究，通过评估假设的相互作用方案的一组三维27聚体晶格蛋白质模型与97个不同的CO值。多体相互作用的构建，使得接触能变得更有利时，短链段顺序相邻的接触残基采用天然样构象。在给定的相互作用强度下，该方案导致的折叠速率与CO在数学上很好地相关（相关系数$r=0.914$），并且跨度超过2.5个数量级，而具有加性接触能的相应Gō模型的折叠速率与CO的对数相关性要小得多，并且跨度只有大约一个数量级。本蛋白质链模型也表现出量热协同性和线性V形图类似于实验观察到的蛋白质具有明显的简单的两态折叠/展开动力学。因此，我们的研究结果表明，真正的蛋白质的CO依赖的折叠速率可能会出现部分从一个显着的正耦合之间的非本地接触的可折叠性和本地构象的偏好。
2003-04-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech q-bio
Deciphering the folding kinetics of transmembrane helical proteins
近四分之一的基因组序列和几乎一半的可能成为药物设计靶点的受体都是完整的膜蛋白。了解膜蛋白折叠的详细机制是结构生物学中一个很大程度上未解决的关键问题。在这里，我们介绍了一个通用的模型，并使用计算机模拟研究的平衡性质和折叠动力学的$C_α$为基础的两个螺旋束片段（由66个氨基酸）的细菌视紫红质。确定了各种中间体，并计算了它们的自由能以及它们之间的自由能垒。在40%的折叠轨迹，折叠率大大增加了非强制性的中间体作为陷阱的存在。在所有情况下，螺旋的大部分都是快速形成的。这个初始阶段之后是螺旋的长时间固结，伴随着它们在膜内的正确包装。我们的研究结果为理解螺旋跨膜蛋白折叠途径的多样性提供了框架。
2001-03-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech q-bio
Structural and Energetic Heterogeneity in Protein Folding
一个一般的理论框架，开发使用自由能功能的方法来了解异质性的影响，在折叠的一个精心设计的蛋白质。本机充满活力的异质性所产生的非均匀性在本地的稳定性，以及熵的异质性固有的拓扑结构的本地都调查，其影响的折叠自由能景观和折叠机制。给定最低限度地受挫的蛋白质，结构和能量异质性降低了折叠的热力学屏障，并且在足够的异质性中设计可以消除折叠转变温度下的屏障。在整个蛋白质中具有不同的稳定性分布和相应的不同折叠机制的序列仍然可以是相同结构的良好折叠器。这个理论框架允许的耦合效应的能量和拓扑结构的蛋白质折叠的系统研究，并提供解释和预测，为未来的实验，可能会调查这些影响。
2000-09-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dependence of folding rates on protein length
使用三维围棋晶格模型与侧链的蛋白质，我们调查的折叠时间对蛋白质长度的依赖性。与之前的理论预测一致，我们发现对于Go模型，折叠时间随着链长N的幂律增长，指数为$λ\approx 3.6$，其中所有的原生相互作用（即，在所有侧链和主链原子之间）是均匀的。如果侧链之间的相互作用由成对统计势给出，这在接触能中引入了异质性，则幂律拟合产生大的$λ$值，其通常表示与潜在活化过程的交叉。因此，折叠时间的依赖性最好由拉伸指数\exp（\sqrt{N}）描述。该研究还表明，侧链的掺入通过引入能量和拓扑挫折而大大减缓了折叠。
2002-11-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech q-bio
Thermodynamics and Kinetics of a Go Proteinlike Heteropolymer Model with Two-State Folding Characteristics
我们提出了粗粒度的疏水极性GO类杂聚物模型的Monte Carlo计算机模拟的结果，并讨论了一个示例的杂聚物的热力学性质和动力学，表现出两个状态的折叠行为。事实证明，在这个简化的模型中也可以观察到具有单个自由能垒的现实蛋白质的一般特征折叠特征，其中折叠转变主要由疏水力驱动。
2007-12-06 cond-mat.soft
Adsorption vs. folding of a Hydrophobic Chain Protein Model near an Attractive Surface
在多正则蒙特卡罗模拟的框架内，研究了一个粗粒离格蛋白质模型在吸引表面附近的折叠与吸附行为。在聚合物表面模型中，Lennard-Jones势被假定为有效单体与吸引表面之间的相互作用势。热力学性质和最低能量构象的一些结构参数进行了计算的折叠和吸附的情况下进行比较。
2015-12-22 cond-mat.soft
Thermodynamics of protein folding: a random matrix formulation
蛋白质折叠从未折叠状态到生物活性折叠构象的过程受许多参数控制，例如氨基酸序列、分子间相互作用、溶剂、温度和伴侣分子。我们的研究，基于随机矩阵模型的相互作用，然而，统计措施，如吉布斯自由能，热容，熵的演变是单参数的。这些信息可以解释从无数种可能的方式中选择特定的折叠途径，以及在计算机模拟研究中观察到的其他折叠特征。
2010-10-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Protein Folding as a Physical Stochastic Process
我们将蛋白质折叠建模为如下的物理随机过程。未折叠的蛋白质链被视为SAW（自回避行走）描述的无规卷曲。折叠是由疏水力和其他相互作用，如氢键，这可以考虑通过施加条件的SAW。这个模型被称为CSAW（conditioned self-avoiding walk）。从概念上讲，数学基础是广义朗之万方程。在实践中，该模型是在计算机上实现的SAW和蒙特卡洛相结合。为了说明模型的灵活性和能力，我们考虑了一些例子，包括折叠途径，弹性性质，螺旋形成，和集体模式。
2007-07-17 cond-mat.soft
Remarks on homo- and hetero-polymeric aspects of protein folding
蛋白质折叠的不同方面说明了简化的聚合物模型。强调侧链（残基）的多样性导致人们将折叠视为杂聚物的冻结转变。从技术上讲，多样性最常见的方法是随机性，它通常在两体相互作用（电荷，极性，...）中实现。另一方面，蛋白质骨架的（几乎）普遍特征表明，折叠也可以被视为均聚物链的结晶转变，其主要成分是肽键和手性（尽管脯氨酸和甘氨酸）。手性偶极链的模型导致了二级结构的统一图像，并可能将蛋白质结构与铁电畴理论联系起来。
2003-05-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Identification of Characteristic Protein Folding Channels in a Coarse-Grained Hydrophobic-Polar Peptide Model
基于一个极简的非格点粗粒模型讨论了疏水极性杂聚物的折叠通道和自由能景观。我们研究了疏水性和极性单体在杂聚物序列中的重排如何导致完全不同的折叠行为。研究具有相同含量的疏水性和极性残基的三个示例序列，我们可以在这个简单的模型内再现双态折叠，通过中间体折叠，以及亚稳态。
2007-10-25 cond-mat.soft
Speeding protein folding beyond the Go model: How a little frustration sometimes helps
通过添加非天然相互作用，将Go模型向现实的蛋白质哈密顿函数扰动，我们发现，只要蛋白质足够大和灵活，折叠速率通常会随着坚固性的增加而增强。最终，当坚固性显著减缓构象转变时，速率迅速下降至零。能量景观的热力学和动力学参数加上非原生崩溃的治疗，以阐明这种效果。
2000-09-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Two-State Folding, Folding through Intermediates, and Metastability in a Minimalistic Hydrophobic-Polar Model for Proteins
在一个有效的，粗粒度的疏水极性蛋白质模型的框架内，我们采用多正则蒙特卡罗模拟调查自由能景观和折叠通道的示例杂聚物序列，这是彼此的排列。尽管简单的模型，知识的自由能景观依赖于一个合适的系统序参量，使我们能够揭示复杂的折叠特性，从真正的生物蛋白质和合成肽，如双态折叠，折叠通过弱稳定的中间体，和玻璃化亚稳态。
2007-10-24 cond-mat.soft q-bio.BM
Elastic energy of proteins and the stages of protein folding
我们提出了一个蛋白质的普适弹性能，它只依赖于回转半径$R_{g}$和残基数$N$。它是使用基于疏水效应和氢键的物理参数构建的。可调参数拟合的数据，从计算机模拟的一组蛋白质的折叠使用CSAW（条件自我回避行走）模型。弹性能在不同区域产生$R_{g}\sim N^ν$形式的标度关系。它显示了三个折叠阶段，其特征在于与指数$ν= 3/5, 3/7, 2/5$的进展，我们确定为未折叠阶段，前球，熔融球，分别。前球通过类似于一级相变的行为中断而转变为熔融球，这是由氢键的突然加速引发的。
2010-02-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Topological complexity, contact order and protein folding rates
蛋白质折叠的蒙特卡罗模拟显示，对于氨基酸数N>=54的较长链和较高接触顺序CO > 0.17的双态折叠蛋白质，相对接触序参量CO和折叠时间t之间出现强相关性。相关性对于N=80特别强，对应于缓慢且更复杂的折叠动力学。这些结果是定性与实验数据一致，其中确实观察到一组蛋白质的链长范围从41至154个氨基酸的一般趋势增加与CO的t。
2002-05-29 cond-mat.soft q-bio
Protein Folding: A Perspective From Statistical Physics
本文从统计物理的角度介绍了一种研究蛋白质折叠问题的方法。蛋白质折叠是多肽从无规卷曲折叠成其特征性和功能性3D结构的随机过程。这个过程涉及到全局几何和局部结构之间错综复杂的相互作用，每种蛋白质似乎都存在特殊的问题。介绍了一种结合自回避行走（SAW）和蒙特卡罗方法特点的蛋白质折叠模型CSAW（conditioned self-avoiding walk）。在这个模型中，未折叠的蛋白质链被视为一个随机卷曲所描述的SAW。折叠是由疏水力和其他相互作用，如氢键，这可以考虑通过施加条件的SAW。从概念上讲，数学基础是广义朗之万方程。为了说明模型的灵活性和能力，我们考虑几个例子，包括螺旋形成，弹性特性，和肌红蛋白折叠的过渡。从CSAW模拟和物理论证中，我们发现了蛋白质的一个普适弹性能，它只依赖于回转半径$R_{g}$和残基数$N$。弹性能在不同区域产生标度律$R_{g}\sim N^ν$，指数为$ν=3/5,3/7,2/5$，分别与观察到的未折叠阶段、前球和熔融球一致。这些结果表明，CSAW可以作为一个理论实验室，研究蛋白质折叠的普遍原则。
2010-02-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Protein folding dynamics via quantification of kinematic energy landscape
利用物理移动集方法研究了正方形格子上类蛋白质序列的折叠动力学。通过解析求解主方程，我们遵循所有802，075个构象的16聚体在7个时间跨度上的时间依赖的占据概率。我们发现，（i）这些相同长度的蛋白质样序列的折叠速率可以相差4个数量级，（ii）相同构象的序列的折叠速率可以相差190倍，以及（iii）天然结构，可设计性和热力学性质的参数是折叠速率的弱预测因子，相反，盆地分析的动能景观所定义的移动可以提供很好的帐户所观察到的折叠率。
2006-01-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Multi-scale approach for self-Assembly and protein folding
我们开发了一种多尺度方法来模拟现实条件下的水合纳米生物系统（例如，纳米颗粒和蛋白质溶液在生理条件下在长达数小时的时间尺度上）。我们将生物界面处的水的原子模拟（例如，蛋白质或膜）和纳米界面（例如，纳米颗粒或石墨烯片）和用于蛋白质折叠和蛋白质设计的水合水的粗颗粒模型。我们研究蛋白质的自组装和结晶，在散装或约束下，和蛋白质吸附到纳米粒子的动力学，验证我们的预测与几个实验组合作。我们试图找到基本问题的答案（为什么水对生命如此重要？哪些特性使水在生物过程中独一无二？）我们能设计出更好的药物吗？我们能限制导致老年痴呆症的蛋白质聚集吗？如何实现nanotheranostic？）在这里，我们只关注我们的方法的两个较大的尺度：（i）在亚纳米长度尺度和毫秒到秒的时间尺度的水合蛋白质和蛋白质折叠的粗粒描述，和（ii）在10-100 nm的长度尺度和秒到小时的时间尺度的纳米颗粒上的蛋白质自组装的粗粒建模。
2017-07-04 cond-mat.soft
Introducing Protein Folding Using Simple Models
我们讨论了蛋白质简单晶格模型研究的最新理论进展。这些模型旨在了解蛋白质结构的一般特征和折叠机制。所涵盖的主题包括：（i）使用晶格模型来理解有限的可行蛋白质折叠的选择;（ii）结构和序列空间之间的关系;（iii）晶格模型在研究折叠机制（拓扑挫折，动力学分区机制）中的应用。分类折叠方案的基础上的序列的固有热力学性质（即，崩溃和折叠转变温度）的概述。对无规杂聚物模型也作了简要的讨论。
2001-01-04 cond-mat.soft q-bio
Quantum Approach to Fast Protein-Folding Time
在传统的随机构象搜索模型中，为了解决Levinthal佯谬，常常提出一系列亚稳中间态的假设。在这里，我们介绍了一个量子策略，制定蛋白质折叠作为一个量子行走在一个明确的图，这为我们提供了一个一般的框架，而不作假设。通过首次通过时间的平均值来评估它，我们发现通过我们的量子方法得到的折叠时间比通过经典随机游走得到的折叠时间要短得多。这一想法有望为未来的研究带来更多的启示。
2019-06-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Origins of Chevron Rollovers in Non-Two-State Protein Folding Kinetics
一些蛋白质的Chevron翻转意味着它们的对数折叠速率在天然稳定性方面是非线性的。这是预测的晶格和连续体高模型产生的基态从短暂的填充强天然条件下的紧凑的构象减少accessibility。尽管这些模型的本机为中心的相互作用，减速部分是由于动力学捕获所造成的一些折叠中间体的非本机拓扑结构。值得注意的是，小的单结构域蛋白质的简单的双态折叠动力学不能通过常见的Gō-like方案再现。
2003-05-20 cond-mat.soft q-bio
Cooperativity in Protein Folding: From Lattice Models with Side Chains to Real Proteins
我们考虑在晶格蛋白质模型中的平衡折叠过渡与没有侧链。一个无量纲的措施，$Omega_{c}$，引入晶格模型和实际蛋白质的协同性的程度进行定量评估。我们发现，较大的值的$Ω_{c}$类似于那些在蛋白质中得到的晶格模型与侧链（LMSC）。LMSC中增强的协同性是由于在模型蛋白质内部侧链的更密集包装的可能性。我们还建立了$Ω_{c}$与（σ=（T_θ - T_{f}）/T_θ）的良好相关性，其中（T_θ）和（T_{f}）分别是塌缩和折叠转变温度。这些理论思想被用来分析各种实际蛋白质中的折叠转变。从实验中提取的$Ω_{c}$的值显示出与$σ$的相关性。我们的结论是，合作的程度可以表示在单参数$σ$，它可以从实验数据估计。
1998-04-22 cond-mat.soft q-bio
Solvation enhances folding cooperativity and the topology dependence of folding rates in a lattice protein model
本研究通过蒙特卡洛模拟格点蛋白质模型，发现有利溶剂化能增强折叠协同性并改善折叠速率与拓扑的相关性，提示溶剂化对双态蛋白质折叠特性有重要贡献。
2025-03-30 cond-mat.soft q-bio.BM
Variational theory for site resolved protein folding free energy surfaces
我们提出了一个微观变分理论的自由能表面的快速折叠蛋白质，允许折叠动力学被解决的残基水平使用Debye-Waller因素作为本地序参量。我们将该方法应用于大肠杆菌阻遏物，并与定点突变实验进行比较。形成的原生结构和沿折叠路线的自由能分布被证明是很好地描述的毛细作用近似，但由于局部折叠拓扑结构的一些精细结构。
1999-01-18 cond-mat.soft q-bio
Quantum Intelligence on Protein Folding Pathways
本文基于最近提出的量子方法，以9个氨基酸残基的蛋白质链为模型，研究了蛋白质折叠问题。引入距离空间及其在$XY$ -平面上的投影的概念，以及蛋白质结构的紧密性和最短路径的概率比两个特征量，不仅证实了快速的量子折叠时间，而且揭示了隐藏在蛋白质折叠路径选择背后的量子智能的存在.
2019-07-12 cond-mat.soft physics.bio-ph quant-ph
Microscopic Theory of Protein Folding Rates.I: Fine Structure of the Free Energy Profile and Folding Routes from a Variational Approach
提出了一种关于最小受抑蛋白质的自由能垒和折叠路线的微观理论，大大扩展了先前概述的变分方法的介绍[J. J. Portman，S. Takada，P. G. Wolynes，Phys. Rev. Lett. { \bf 81}，5237（1998）]。我们选择的$λ$ -阻遏蛋白作为一个说明性的例子，并专注于如何聚合物链的统计影响自由能分布和部分有序的合奏结构。特别是，我们调查的自由能配置文件和折叠路线链刚度的作用。我们评估的适用性更简单的近似，其中沿着折叠路线的蛋白质分子的构象被限制有残基，要么完全折叠或展开在连续的拉伸。我们发现，从只有一个连续的折叠区域获得的折叠路线对应于一个链具有更大的持久性长度比适合于天然蛋白质链，而从两个连续的折叠区域获得的折叠路线是能够捕获的变分方法内计算的相对折叠区域。从连续序列近似获得的自由能分布有更大的障碍比更微观的变分理论，这被理解为部分有序的后果。
2000-08-30 cond-mat.soft q-bio
Discrete Nonlinear Schrodinger Equation, Solitons and Organizing Principles for Protein Folding
本文介绍了离散非线性薛定谔方程的一种新的推广。它支持描述蛋白质如何折叠的孤子。作为一个例子，我们仔细研究绒毛头部HP35，一个原型蛋白测试实验和理论方法的蛋白质折叠。使用明确的孤子配置文件，我们构建了前所未有的准确性的碳骨干。
2010-09-06 cond-mat.soft math-ph math.MP
Controlling the folding and substrate-binding of proteins using polymer brushes
蛋白质的折叠与其与底物的结合之间的偶联程度因蛋白质而异。一些蛋白质在溶液中具有高度结构化的天然状态，而另一些则是天然无序的，并且仅在结合时完全折叠。在这封信中，我们使用蒙特卡罗模拟来研究如何无序的聚合物链接枝周围的结合位点影响折叠和结合的三个模型蛋白质。接近完全折叠的底物的蛋白质在结合过程中比那些折叠和结合是合作的蛋白质受到更多的阻碍。聚合物链作为局部拥挤剂，可以选择正确的折叠和结合的配置，有利于非特异性吸附状态。用于形成所有蛋白质内和蛋白质-底物接触的自由能变化可以非单调地取决于聚合物长度。
2012-04-27 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.BM
Testing the helix model for protein folding on four simple proteins
我们测试了一个简化的，本地版本的螺旋模型上的两个合成和两个天然蛋白质，研究其预测天然二级结构的效率。我们获得的结果对于合成序列非常好，对于两个天然序列较差。这表明，非当地条件在确定二级结构方面发挥着根本作用，即使在某些情况下，当地条件本身可能就足够了。
1997-08-19 cond-mat.soft q-bio
Self Consistent Path Sampling: Making Accurate All-Atom Protein Folding Simulations Possible on Small Computer Clusters
我们引入了一个强大的迭代算法来计算蛋白质折叠途径，与现实的全原子力场。使用的路径积分形式主义，我们明确推导出一个修改后的Langevin方程直接采样的反应途径的合奏，指数降低模拟热激活转换的成本。该算法还产生一个严格的随机估计的反应坐标。在一个简单的玩具模型上说明了这种方法后，我们成功地验证了它对超长平原MD蛋白质折叠模拟的结果，快速折叠蛋白质（Fip 35），这是在安东超级计算机上进行的。使用我们的算法，计算这种蛋白质的折叠轨迹只需要1000个核心小时，甚至可以在桌面工作站上进行计算。
2017-05-05 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.BM
Folding and escape of nascent proteins at ribosomal exit tunnel
我们研究翻译后折叠和逃逸的两个小的单域蛋白质在核糖体出口隧道之间的相互作用，通过使用朗之万动力学与粗粒度模型。结果表明，在温度较低或接近的温度最快的折叠，折叠进行伴随着逃逸过程，导致矢量折叠和增强新生蛋白质的可折叠性。然而，随着温度的升高，这两个过程之间的共存性恶化。我们的折叠模拟以及自由能计算，通过使用伞采样表明，在低温下，折叠在隧道遵循一个或两个特定的途径没有动力学陷阱。它示出的逃逸时间可以映射到一个一维扩散模型与两个不同的制度的温度以上和以下的折叠转变温度。氨基酸与隧道壁上的吸引位点之间的吸引相互作用导致蛋白质沿逃逸路线的自由能垒。有人建议，这种障碍减缓逃逸过程，从而促进正确的折叠释放的新生蛋白质。
2016-02-18 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.BM
Sequence-based study of two related proteins with different folding behaviors
ZSPA-1是一种工程蛋白，它与其亲本葡萄球菌蛋白A的三螺旋束Z结构域结合。与野生型Z结构域相比，未复合的ZSPA-1显示螺旋含量降低和不太合作的解链行为。在这里，我们表明，这两个序列之间的折叠行为的差异，可以部分地理解在一个离格模型与5-6个原子每氨基酸和一个最小的潜力，其中折叠是由骨架氢键和有效的疏水吸引力。
2003-12-30 cond-mat.soft q-bio.BM
Estimation of protein folding probability from equilibrium simulations
相似结构具有相似折叠概率（$p_{fold}$）的假设自然导致了一种程序，该程序针对沿着结构化肽或蛋白质的平衡折叠-解折叠轨迹保存的每个快照来评估$p_{fold}$。该过程利用结构上均匀的聚类，不需要任何额外的模拟。它可用于检测多重折叠途径，如通过隐式溶剂分子动力学模拟研究的三链反平行$β$ -折叠肽所示。
2005-03-10 cond-mat.soft q-bio.BM q-bio.QM
Loop-closure events during protein folding: Rationalizing the shape of Phi-value distributions
在过去的几年中，许多小的单结构域蛋白质的折叠动力学特征的突变Phi值分析。在这篇文章中，一个简单的，基本上是无参数的模型介绍了来自本地结构的折叠路线，通过最小化的熵环闭合成本在折叠过程中。该模型预测的结构元素，如螺旋和β-链配对的特征折叠序列。基于几个简单的规则，这些结构元素的动力学影响估计的路线，并比较平均实验的pH值的螺旋和链的15个小的，良好的特征蛋白质。该比较导致所有具有极化的Phi值分布的蛋白质的平均相关系数为0.62，如果排除具有负平均Phi值的分布，则为0.74。其余蛋白质的弥散Phi值分布正确再现。该模型表明，Phi值分布，平均在二级结构元素，往往可以追溯到熵环闭合事件，但也表明在一些蛋白质的情况下，由平行折叠过程的能量偏好。
2005-02-15 cond-mat.soft q-bio.BM
Dodging the crisis of folding proteins with knots
具有非平凡拓扑结构的蛋白质，包含结和滑结，具有折叠到其天然状态的能力，而无需任何额外的外力。一种机制，建议这些蛋白质，如YibK和YbeA，其中涉及一个中间配置活结折叠。它阐明了拓扑障碍和回溯过程中的折叠事件的作用。它还说明了原生接触足以保证约1-2%的模拟折叠，以及如何需要活结中间体来减少拓扑瓶颈。正如预期的那样，具有相似结构但去除结的蛋白质的模拟更有效地折叠，清楚地表明了这些拓扑障碍的起源。虽然这些研究是基于一个简单的粗粒度模型，他们已经能够提取一些基本的原则，在这种复杂的拓扑结构的折叠。
2009-12-30 cond-mat.soft q-bio.BM
Hierarchical friction memory leads to subdiffusive configurational dynamics of fast-folding proteins
本研究通过分子动力学模拟分析，发现分层摩擦记忆核导致快速折叠蛋白质的次扩散动力学，且该效应主导均方位移行为，表明记忆效应而非自由能景观是次扩散的根源。
2025-06-23 cond-mat.soft physics.bio-ph
The role of the energy gap in protein folding dynamics
利用唯象主方程研究了蛋白质的折叠动力学。的能量分布被视为截断指数的错误折叠状态加上一个天然的状态坐在下面的连续。折叠动力学的间隙的影响进行了研究，对于不同的蛋白质的不同状态之间的跃迁概率的各种模型。我们表明，对于某些模型，放松到原生状态的加速增加的差距，而对于其他人则放缓。
1998-11-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft q-bio
Theoretical Perspectives on Protein Folding
了解单体蛋白在体外条件下如何折叠对于描述它们在细胞环境中的功能至关重要。在理论和实验方面的重大进展已经导致了一个概念框架来描述球状蛋白质的折叠机制。实验数据和理论方法揭示了蛋白质的多面性。蛋白质表现出仅使用氨基酸残基的数目（N）和聚合物概念就可以确定的普遍特征。蛋白质在变性和折叠状态下的大小、折叠转变的协同性、残基水平上的解链温度的分散性以及折叠的时间尺度在很大程度上由N决定。有限N的后果，特别是对如何个别残基顺序折叠取决于折叠状态的拓扑结构。这种复杂的细节可以使用分子转移模型来预测，该模型将模拟与蛋白质构件从水到所需浓度的变性剂的测量转移自由能相结合。通过观察一个分子折叠的时间，使用单分子的方法，理论上预期的异质性的折叠路线的有效性，和N-依赖的时间尺度的三个阶段的方法，以天然状态已经建立。尽管理论的成功，其中只有几个例子记录在这里，我们得出结论，还有很多工作要做，以解决“蛋白质折叠问题”在最广泛的意义。
2010-07-18 cond-mat.soft q-bio.BM
Low energy pathways for reproducible in vivo protein folding
选择两种蛋白质，一种主要属于α类，另一种属于α/β类，以测试蛋白质折叠的动力学机制。应用靶向分子动力学从两种明确定义的初始构象开始产生这两种蛋白质的折叠途径：完全延伸的构象和α-螺旋构象。结果表明，对于这两种蛋白质的α-螺旋初始构象提供了整体较低的能量途径的天然状态。对于α/β蛋白，30%（40%）的来自初始α-螺旋（完全延伸）结构的途径导致未缠结的天然折叠，通过引入明确的中间结构，成功率可以增加到85%。这些结果为寻找蛋白质折叠问题的解决方案开辟了一个新的方向，详细内容将在最后介绍。
2011-01-03 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.BM
Protein folding and heteropolymers
我们提出了一个统计力学方法来解决蛋白质折叠问题。本文首先回顾了蛋白质的一些基本性质，并介绍了一些描述蛋白质热力学的物理模型。这些模型依赖于这些非随机生物分子的随机杂聚描述。研究了各种随机性，并讨论了与无序系统的联系。最后，我们简要研究了蛋白质的动力学。
1997-06-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft q-bio
Different Kinds of Protein Folding Identified with a Coarse-Grained Heteropolymer Model
应用多正则模拟，我们采用介观疏水极性模型研究了非晶格杂聚物的折叠性质。我们研究各种序列折叠通道的自由能景观通过比较的平衡构象与折叠状态的角度重叠参数。虽然所有调查的杂聚物序列含有相同含量的疏水性和极性单体，我们的折叠通道的分析揭示了各种特性的折叠行为已知的现实肽。
2009-02-16 cond-mat.other cond-mat.soft
Structure-based prediction of protein-folding transition paths
我们提出了一个描述蛋白质折叠过渡路径分布的一般理论。我们表明，过渡路径遵循一个可预测的序列的高自由能的瞬态分离的自由能障碍。每个瞬态对应于一个或多个离散的合作单元的组装，这些单元直接从原生结构确定。我们表明，折叠路径上的过渡状态时，达到一个小数目的临界接触之间形成一组特定的子结构，折叠后进行自由能下坡。这种方法提出了一个自然的分辨率区分平行折叠途径，并提供了一个简单的方法来预测在折叠反应的限速步骤。我们的理论确定了不同的天然结构的蛋白质的共同折叠机制，并建立了具有特定相互作用的聚合物自组装的一般原则。
2016-07-27 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.BM
Contact Pair Dynamics During Folding of a Model Globular Protein, Hp-36
利用布朗动力学模拟方法研究了模型蛋白Hp-36折叠过程中不同疏水残基间形成接触对的动力学过程。氨基酸的亲水性尺度和非局部螺旋倾向被用来模拟复杂的相互作用势。模型蛋白的所得结构模拟真实蛋白的天然状态，其$RMSD$为4.5 μ m。介绍了一种接触对距离时间关联函数（CPCF），$C_{P}^{ij}(t)$，它表现出多级衰减，包括几个特定对的{ \it缓慢的后期动力学}。{ \it这些对确定长时间折叠速率}。动态性与景观、相对接触顺序和拓扑接触有关。
2002-12-16 cond-mat.soft q-bio
A coarse-grained, ``realistic'' model for Protein Folding
提出了一个描述任意序列蛋白质折叠的唯象模型。蛋白质被认为是螺旋片段的集合;因此，其构型空间随着二级结构元件的数量而不是残基的数量而增加。哈密顿量同时呈现局部（即单螺旋，占链的刚度）和非局部（疏水带电螺旋之间的相互作用）项，并有望为研究真实蛋白质的折叠提供第一个工具。一个简化的配分函数，但绝不是平凡的，版本的模型计算几乎完全在一个分析的方式。后者的简化模型也适用于合成蛋白质的研究，并显示了一些初步的结果。
1997-07-24 cond-mat.soft q-bio
A topological study of protein folding kinetics
聚焦于一小组蛋白质，i）以一致的，全或无的方式折叠，ii）不包含结或滑结，我们表明高斯连接积分，扭转和序列远距离接触的数量提供了关于折叠速率的信息。我们的研究结果表明，全球的拓扑结构/几何结构的蛋白质从右手向左手的折叠率降低，这种拓扑结构的变化是与更多的序列远距离接触的数量增加。
2019-09-28 cond-mat.soft math.GT physics.bio-ph
Understanding the determinants of stability and folding of small globular proteins from their energetics
极小模型的计算结果表明，小球蛋白质的稳定性和动力学可及性受少数“热”位点控制。通过对天然构象的分子动力学模拟，在全原子水平上模拟蛋白质和周围的溶剂，我们生成了蛋白质平衡态的能量图，并用特征值分解对其进行了简化。与最低特征值相关的特征向量的分量指示哪些是负责蛋白质的稳定性和快速折叠的“热”位点。比较这些预测与致突变实验的结果，进行了五个小的蛋白质，提供了一个很好的协议。
2003-01-30 cond-mat.soft q-bio
Phi-values in protein folding kinetics have energetic and structural components
pH值是单位点突变如何改变蛋白质折叠动力学的实验测量。Phi值测量能量，但通常被解释为过渡态系综的结构。在这里，我们描述了一个简单的分析模型的折叠动力学的蛋白质亚结构的形成。该模型表明，Phi值具有结构和能量成分。此外，它还提供了对“非经典”Phi值（即，小于零或大于一）。该模型再现了20个单残基突变的α-螺旋的蛋白质CI 2，包括几个非经典的Phi值，在良好的协议与实验的Phi值。
2005-07-14 cond-mat.soft q-bio.BM
Critical aspects of hierarchical protein folding
我们认为，在生理化学条件下观察到的蛋白质的一阶折叠转变结束在一个临界点，对于一个给定的温度和周围的水的化学势。我们调查这个临界点，使用层次的哈密顿量，并确定其普适类。这类与其他已知模型的性质不同。
1998-01-13 chao-dyn cond-mat.soft nlin.CD
