IDP-Bert: Predicting Properties of Intrinsically Disordered Proteins (IDP) Using Large Language Models
本文提出IDP-Bert深度学习模型，利用Transformer和蛋白质语言模型仅从氨基酸序列预测固有无序蛋白的回转半径、去相关时间和热容等性质，避免了昂贵的实验与模拟。
2024-11-23 q-bio.BM
On the potential of machine learning to examine the relationship between sequence, structure, dynamics and function of intrinsically disordered proteins
内在无序蛋白（IDPs）是一类具有不同性质的蛋白质。IDP和内在无序区（IDR）之间的折叠结构域散布的一般特点是没有持久的三级结构，而是它们之间的大量不同的和经常扩展的结构相互转换。IDP和IDR参与了非常广泛的生物学功能，并揭示了新的相互作用机制，虽然它们违背了折叠蛋白质的常见结构-功能范式，但它们的结构偏好和动力学对其功能非常重要。我们在这里讨论IDP和IDR领域的开放问题，重点关注机器学习和其他计算方法发挥作用的领域。我们讨论了旨在预测瞬时形成的局部和长程结构的计算方法，包括综合结构生物学方法。我们讨论了许多不同的方式，其中IDP和IDR可以结合到其他分子，无论是通过短的线性图案，以及在形成较大的动态复合物，如生物分子凝聚体。我们讨论了实验如何提供对这种复合物的洞察，并可能实现更准确的预测。最后，我们讨论了国内流离失所者在疾病中的作用，以及如何需要新的方法来解释国内流离失所者的基因组变异的机制影响。
2021-06-01 q-bio.BM
Biological Insights from Integrative Modeling of Intrinsically Disordered Protein Systems
本文综述了利用整合建模方法从固有无序蛋白及其复合物结构系综中获取生物学洞见的多种策略，并重点总结了无序区域在结合、相分离和药物靶向中的结构与动态特征。
2024-12-27 physics.bio-ph q-bio.BM
All-atom Molecular Dynamics Simulations of the Projection Domain of the Intrinsically Disordered htau40 Protein
我们已经进行了所有的原子分子动力学模拟的投影结构域的内在无序htau 40蛋白。在高温下生成合适的起始构象的集合后，在室温下，在自适应盒算法中，我们生成了回转半径、二级结构时间序列的直方图，生成了模型小角度X射线散射强度，并生成了模型化学位移图，用于与溶剂化和丝状tau蛋白的核磁共振数据进行比较。值得注意的是，我们发现化学位移谱与丝状tau比基于全长溶液的tau更一致。我们还进行了主成分分析，并找到三个基本组：紧凑的小球，蝌蚪，和扩展的铰链结构。为了验证自适应盒和我们的力场选择，我们在具有不同力场的大型常规盒中进行了有限的模拟，发现我们的基本结果没有改变。我们还进行了两个模拟与TIP 4P-D水模型，其效果取决于初始配置是紧凑的或扩展。
2016-10-30 q-bio.BM
Calibrated Langevin dynamics simulations of intrinsically disordered proteins
我们进行了广泛的粗粒度（CG）朗之万动力学模拟的内在无序蛋白（IDPs），具有波动的构象统计之间的排除体积随机游走和崩溃的小球。我们的CG模型包括排斥立体，有吸引力的疏水，和残基之间的静电相互作用，并校准到一个大的收集的单分子荧光共振能量转移数据的36对残基间的分离在5个IDP：$α$ -，$β$ -，和$γ$ -突触核蛋白，微管相关蛋白$τ$，和胸腺素原$α$。我们发现，我们的CG模型是能够概括的平均残基间的分离，无论选择的疏水性尺度，这表明，我们的校准模型可以鲁棒地捕捉构象动态的IDPs。然后，我们采用我们的模型来研究11个已知的IDP的回转半径与化学距离的缩放。我们发现平均电荷和疏水性空间中折叠蛋白质和IDP之间分界线的距离与回转半径与蛋白质化学距离的标度指数之间存在强相关性。
2014-07-02 q-bio.BM
Small-angle scattering studies of intrinsically disordered proteins and their complexes
内源性无序蛋白（IDP）具有广泛的生物学功能。它们的相关性激发了强烈的研究活动，寻求表征它们的序列/结构/功能关系。然而，这些分子的构象可塑性阻碍了传统的结构方法的应用，新的工具和概念正在开发，以解决它们带来的挑战。小角散射（SAS）是一种结构生物学技术，用于探测无序蛋白质及其与其他生物分子复合物的大小和形状。SAS的低分辨率特性可以通过专门设计的计算工具及其与互补结构信息的组合解释来补偿。在这篇综述中，我们描述了SAS应用于无序蛋白质和高度灵活的复合物的最新进展，并讨论了当前的挑战。
2016-11-07 physics.bio-ph q-bio.BM
Computational Methods to Investigate Intrinsically Disordered Proteins and their Complexes
本文综述了研究固有无序蛋白质及其复合物和相分离状态的计算方法，涵盖统计模型、物理方法和机器学习手段，用于结构系综生成与实验验证。
2024-09-03 physics.bio-ph q-bio.BM
Solvent Effects in the Helix-Coil Transition Model can explain the Unusual Biophysics of Intrinsically Disordered Proteins
我们分析了一个模型的统计描述的多肽链螺旋线圈过渡，在那里我们考虑到其主要序列的特异性，量化的相空间体积比的数量对应于螺旋构象的所有可访问的状态。然后将所得的过渡相图与内在无序蛋白（IDP）中二级结构的不寻常行为并列，并观察到许多相似之处，即使蛋白质折叠是一个比螺旋-卷曲过渡更复杂的过渡。事实上，在IDP中观察到的大体积和疏水性氨基酸的缺陷，转化为相空间体积的较大值，使我们能够定位螺旋-卷曲转变的参数空间中的区域，该区域对应于IDP中构象转变固有的二级结构转变，并且与球状蛋白相比，其特征在于修改的相图。在这里，我们认为如何修改的相图的性质，从一个模型的螺旋线圈过渡在溶剂中，将照亮了转出响应的IDP的环境条件的变化，直接遵循从折返（冷变性）分支在他们的折叠相图。
2015-07-14 q-bio.BM
On the abundance of intrinsically disordered proteins in the human proteome and its relation to diseases: there is no enrichment
内在无序蛋白至少在过去的十年里一直吸引着蛋白质科学界。有一个完善的研究路线，旨在揭示内在无序蛋白（IDPs）在人类疾病发展中发挥的关键作用。主要的论点是，IDP差异更多地存在于疾病相关蛋白质组中。在这篇文章中，我们比较了人类蛋白质中疾病的频率，包括疾病相关的和非疾病相关的。在两个蛋白质亚组中，紊乱的频率相当。紊乱在人类蛋白质中广泛存在，但它不是参与癌症、心血管疾病、糖尿病和神经退行性疾病发展的蛋白质的特定先决条件。癌症相关蛋白质的一种趋势是在统计学上比其余的人类蛋白质更无序。
2014-10-16 q-bio.BM q-bio.GN
Configurational Entropy of Folded Proteins and its Importance for Intrinsically Disordered Proteins
许多成对加性力场在内在无序蛋白（IDP）和区域（IDR）中被积极使用，其中一些修改能量项以改善IDP/IDR的描述，但在很大程度上与无序状态的溶液实验不一致。我们已经评估了代表性的成对和多体蛋白质和水力场对实验数据的代表性的IDP和IDR，肽，经历了无序到有序的过渡，并为7个球状蛋白质的大小范围从130-266氨基酸。我们发现，力场与最大的统计波动的回转半径和通用的林德曼值折叠状态的一致，同时更好地描述IDP和IDR和无序到有序的过渡。因此，力场应该表现出的关键是很好地描述IDR/IDP不仅仅是蛋白质和水的能量之间的平衡，但能量效应和球状蛋白质折叠态的构型熵之间的平衡。
2020-11-12 physics.bio-ph q-bio.BM
Disordered But Rhythmic: the role of intrinsic protein disorder in eukaryotic circadian timing
该研究探讨内在无序蛋白质区域（IDRs）在真核生物昼夜节律计时中的作用，阐述其作为动态相互作用模块支持稳健计时的生物物理机制，调查不同物种钟蛋白中的IDRs并讨论其重要性。
2025-08-25 q-bio.BM
Differential Effects of Sequence-Local versus Nonlocal Charge Patterns on Phase Separation and Conformational Dimensions of Polyampholytes as Model Intrinsically Disordered Proteins
本文比较电荷块状度κ与非局域性加权SCD参数，发现SCD更擅长预测孤立链回转半径，而两者对多两性电解质相分离UCST的预测能力相当，揭示了序列局部与非局部电荷模式对构象和相分离的不同影响。
2024-07-26 q-bio.BM
Molecular Simulations of the Fluctuating Conformational Dynamics of Intrinsically Disordered Proteins
内在无序蛋白（IDP）在生理条件下在溶液中不具有明确的三维结构。我们开发的IDP α-突触核蛋白，包括几何，有吸引力的疏水，和筛选的静电相互作用，并校准到最近的smFRET实验中测得的残基间分离的全原子，联合原子，和粗粒度的朗之万动力学模拟。我们发现，α-突触核蛋白是无序的构象统计之间的随机游走和崩溃的小球行为的中间。校准的分子模拟约束方法的一个优点是，物理力作用于所有的残基，而不仅仅是在实验监测的残基对，这些模拟可以用来研究寡聚化和聚集的多个α-突触核蛋白的蛋白质，可能先于淀粉样蛋白的形成。
2012-08-13 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.BM
Artificial intelligence techniques for integrative structural biology of intrinsically disordered proteins
Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室）；University of Chicago（芝加哥大学）；University of Pittsburgh（匹兹堡大学）
我们概述了人工智能（AI）和机器学习（ML）技术在内在无序蛋白（IDP）集成结构生物学方面的最新进展。IDP挑战传统的蛋白质结构-功能范式，通过调整它们的构象以响应特异性结合伴侣，导致它们介导多样且通常复杂的细胞功能，如生物信号传导、自组织和区室化。因此，对传统的结构测定技术来说，获得对其功能的机械见解是具有挑战性的。通常，科学家们不得不依靠从各种实验技术中获得的零碎证据来描述其功能机制。多尺度模拟可以帮助弥合关于IDP结构功能关系的关键知识差距-然而，这些技术在解决IDP构象集合中的涌现现象方面也面临挑战。我们认为，可扩展的统计推断技术可以有效地整合从多种实验技术以及模拟收集的信息，从而提供访问这些新兴现象的原子细节。
2020-12-01 cs.AI q-bio.BM
Binding-and-folding recognition of an intrinsically disordered protein using online learning molecular dynamics
Universitat Pompeu Fabra（庞培法布拉大学）
内在无序蛋白通过与其它蛋白质结合后折叠参与许多生物过程。然而，从原子论的角度来看，耦合的折叠和结合过程并没有得到很好的理解。其中一个主要问题是折叠是在结合之前还是之后发生的。在这里，我们使用一种新的无偏高通量自适应采样方法来重建之间的结合和折叠的无序的反式激活结构域的\mbox{c-Myb}和KIX结构域的CREB结合蛋白。重建的长期动力学过程突出了作为折叠的$α$ -螺旋的\mbox{c-Myb}上的短延伸氨基酸的结合。亮氨酸残基，特别是Leu 298至Leu 302，建立初始天然接触，其引发肽的其余部分的结合和折叠，其中N-末端区域上的构象选择与C-末端的诱导配合的混合物。
2023-02-20 cs.LG physics.comp-ph q-bio.BM
Intrinsically Disordered Proteins at the Nano-scale
人类蛋白质组富含不能折叠成稳定的3D结构的蛋白质。这些内在无序的蛋白质（IDP）自发地在其天然形式的大量构型之间波动。值得注意的是，这种疾病不会像变性折叠蛋白那样导致功能障碍。事实上，与变性蛋白质不同，最近的证据强烈表明，多种生物功能源于这种结构可塑性。在这里，我们集中在纳米尺度的长度尺度上，回顾了IDP研究的最新进展，并讨论了一些未来的方向，在这个非常有前途的领域。
2021-01-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.bio-ph
Diffusion of intrinsically disordered proteins within viscoelastic membraneless droplets
Keio University（庆应义塾大学）；Tokyo University of Science（东京科学大学）；National Institutes of Health（美国国立卫生研究院）；University of Copenhagen（哥本哈根大学）；University of Potsdam（波茨坦大学）；Asia Pacific Centre for Theoretical Physics（亚太理论物理中心）
本研究利用分子动力学模拟揭示了FUS和DDX4等内在无序蛋白在生物分子凝聚物液滴中因粘弹性和限制效应表现出瞬态次扩散，且其在液滴内部与界面的构象及扩散差异导致位移分布非高斯性。
2024-01-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Best practices for the manual curation of Intrinsically Disordered Proteins in DisProt
本文为DisProt数据库中内在无序蛋白（IDPs）和区域（IDRs）的人工审录提供了最佳实践指南，详细描述了文献审录的各步骤及用例，以确保数据一致性与获取质量。
2023-10-25 q-bio.BM
GeoGraph: Geometric and Graph-based Ensemble Descriptors for Intrinsically Disordered Proteins
InstaDeep
GeoGraph通过结合几何和图方法，从序列预测内在无序蛋白质的构象集合统计信息，提升对关键生物物理性质的预测能力。
2025-12-18 cs.LG q-bio.BM
Charge Pattern Matching as a "Fuzzy" Mode of Molecular Recognition for the Functional Phase Separations of Intrinsically Disordered Proteins
内在无序蛋白（IDP）的生物功能性液液相分离是由其氨基酸序列编码的相互作用驱动的。目前知之甚少的分子识别机制分配不同的IDP序列到各种细胞无膜区室。最近通过将随机相位近似（RPA）聚合物理论应用于静电学来解决相关物理，这是支配IDP相位特性的主要能量分量。RPA解释了电荷模式，因此比Flory-Huggins和Overbeek-Voorn平均场理论更有优势。为了在破译多个IDP序列的相行为方面取得进展，在此将一种IDP物质加溶剂的RPA制剂扩展到处理含有两种IDP物质的聚两性电解质溶液。新的公式通常允许两相的二元共存，对于两个不同的IDP序列，每个相包含一组不同的体积分数$(ϕ_1,ϕ_2)$。两个预测的共存相位之间的不对称性，关于它们的$ϕ_1/ϕ_2$比率的两个序列的增加，增加其电荷模式之间的失配。这一发现指出了一个多价的，随机的，“模糊”的分子识别模式，有助于不同的IDP序列不同地填充到单独的相隔室。一个直观的说明，这种趋势是由弗洛里-哈金斯模型，从而也探讨了一个假设的情况下，三元共存。本RPA理论的相对介电常数$ε_{\rm r}(ϕ)$取决于IDP体积分数$ϕ=ϕ_1+ϕ_2$的增强导致更高的相分离倾向，与我们先前研究的一种IDP物种的情况一致。...
2017-10-20 q-bio.BM
Modulating Hierarchical Self-Assembly In Thermoresponsive Intrinsically Disordered Proteins Through High-Temperature Incubation Time
本文发现高温孵育时间是调控类 resilin 固有无序蛋白分级自组装的关键参数，延长孵育可形成序列依赖的微米棒状、椭球状及纳米层状有序结构，为无序蛋白自组装控制提供了新方法。
2023-11-30 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.BM
Variants of intrinsic disorder in the human proteome
在本文中，我们提出了一个简单的操作定义的变体无序蛋白质，以人类蛋白质组作为案例研究。重点是主要是非结构化的蛋白质和蛋白质，其中包含长的非结构化区域容纳在一个整体的折叠结构之间的区别。我们特别区分：i）非无序蛋白质（NDP），其所有残基都是有序的，或者不具有长于30个残基的无序片段，也不具有多于30%的无序残基; iii）固有无序的蛋白质（IDP），其具有至少一个长于30个残基的无序区段并且其30%以上的残基是无序的; iv）具有片段化紊乱的蛋白质（FRAG_IDP），其不具有长于30个残基的无序片段，但尽管如此，至少有30%或更多的残基被预测为无序的。这些变体的潜在用途在几组疾病相关蛋白质中进行了检查。我们的主要结论指出，IDRP更类似于NDP比IDPs。IDRP和NDP具有类似的功能库，并且可能共享与底物相互作用的锁和钥匙机制。IDRP和IDP在人类疾病相关蛋白中存在差异。IDRP可能在复杂疾病的发展中不起特定作用，因为它们在疾病相关蛋白质和整个人类蛋白质组中的频率相似。国内流离失所者可能在癌症、神经退行性疾病、甲状腺和肝脏疾病的出现中发挥作用。
2016-11-18 q-bio.BM
Random-phase-approximation theory for sequence-dependent, biologically functional liquid-liquid phase separation of intrinsically disordered proteins
内在无序蛋白（IDP）的非极性/疏水性通常较低，但极性、带电和芳香族氨基酸组成相对较高。一些IDP在活细胞的水性环境中经历液液相分离。具有增强的IDP浓度的所得相可以作为无膜细胞器的主要组分，其通过创建其自身的富含IDP的微环境来刺激关键的生物功能。IDP相行为受其氨基酸序列的控制。为了在理解这种序列-相位关系方面取得进展，我们报告了最近引入的随机相位近似（RPA）杂聚物理论应用的进一步进展，以解释IDP相分离中的序列特异性静电。在这里，我们研究计算的变化相行为相对于块长度和电荷密度的模型聚两性电解质的交替等长的电荷块，以深入了解在IDP相分离中观察到的趋势。作为一个现实生活中的例子，该理论被应用到合理化/预测的236个残基的N-末端无序区域的RNA解旋酶Ddx 4和其电荷乱序突变体的实验数据是可用的双节和spinodal相行为。RPA预测的相图和平均场Flory-Huggins和Overbeek-Voorn/Debye-Hückel理论预测的相图之间存在根本差异。在RPA的背景下，物理上合理的依赖于蛋白质浓度的相对介电常数可以产生有利于IDP-IDP吸引的协同效应，从而显着增加相分离的趋势。这些研究结果的分歧为IDP相分离理论的未来发展进行了讨论。
2016-09-26 cond-mat.soft q-bio.BM
Deep Learning of Proteins with Local and Global Regions of Disorder
针对固有无序蛋白质/区域预测置信度低的问题，提出基于Transformer语言扩散模型的IDPForge方法，生成与实验数据一致的全原子无序集合，无需序列特异性训练或重加权，促进无序蛋白质结构研究。
2025-03-29 q-bio.BM
Charge fluctuation effects on the shape of flexible polyampholytes with applications to Intrinsically disordered proteins
无规聚两性电解质（PA）含有沿聚合物链随机分布的带正电荷和带负电荷的单体。假设电荷之间的相互作用由德拜-休克尔势给出。我们发现，PA的大小是由静电相互作用之间的相互作用，引起的静电（PE）的效果，由于每个单体的净电荷（$σ$），和一个有效的吸引PA相互作用，由于电荷波动，$δσ$。当PA效应很重要时（${\frac{δσ}σ} > 1$），这些项之间的相互作用引起回转半径$R_g$对德拜长度倒数$κ$的非单调依赖性。在相反的极限下，$R_g$随着$κ$的增加而单调减少。PA链的模拟，使用带电珠弹簧模型，进一步证实了我们的理论预测。模拟明确表明，构象异质性表现在序列之间具有相同的PA参数。一个明确的含义是，PA序列的相位，并通过推理IDP，不能仅使用裸PA参数（$σ$和$δσ$）来确定。该理论用于计算$N$上$R_g$的变化，即一组内含子紊乱蛋白（IDP）的残基数量。对于$N$在24到441之间的某类IDP，尺寸随着$R_g \sim N^{0.6}$而增长，这与小角X射线散射（SAXS）实验的数据一致。
2018-06-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech q-bio.BM
Numerical Techniques for Applications of Analytical Theories to Sequence-Dependent Phase Separations of Intrinsically Disordered Proteins
生物分子冷凝物，在很大程度上由液-液相分离（LLPS）物理支撑，现在被许多实验研究广泛认为具有基础生物学，生物医学和生物物理学的重要性。在面对实验发现，分析配方出现作为一个强大的，但易于处理的工具，在最近的理论研究中的作用，LLPS在这些冷凝物的组装和解离。相关的LLPS通常涉及，但不是唯一的，内在无序的蛋白质参与由其氨基酸序列控制的多价相互作用。对于有兴趣应用这些理论方法的研究人员，在这里，我们提供了一个实用的指南，一套计算技术，旨在从分析配方中提取序列相关的LLPS属性。所涵盖的数值程序包括那些从一般的自由能函数的spinodal和binodal相边界的测定与聚合物理论的无规相近似的基础上的例子，多组分LLPS的连接线的建设，和多链杂聚系统使用复杂的Langevin动力学的场论模拟。由于一个更准确的物理图片往往需要比较分析理论对显链模型的预测，粗粒度的分子动力学模拟的序列特异性LLPS的常用方法也简要概述。
2022-08-31 cond-mat.soft q-bio.BM
DISPROTBENCH: Uncovering the Functional Limits of Protein Structure Prediction Models in Intrinsically Disordered Regions
Institute for Clarity in Documentation（清晰文档研究所）；Inria Paris-Rocquencourt（巴黎-罗克琴堡研究所）；Rajiv Gandhi University（拉贾·甘地大学）；Tsinghua University（清华大学）；Palmer Research Laboratories（帕勒研究实验室）
DISPROTBENCH通过引入功能不确定性敏感度度量，揭示蛋白质结构预测模型在内源性无序区域的功能限制及预测不确定性对下游任务的影响。
2026-02-10 cs.LG q-bio.BM
Evolution of SLiM-mediated hijack functions in intrinsically disordered viral proteins
本文综述了内在无序蛋白中SLiM介导的劫持功能进化，通过乳头瘤病毒E7和腺病毒E1A模型，揭示了SLiM的趋同进化、共进化及与宿主适应性的关联。
2023-11-13 q-bio.BM q-bio.PE
Comparative Roles of Charge, $π$ and Hydrophobic Interactions in Sequence-Dependent Phase Separation of Intrinsically Disordered Proteins
为了建立一个可转移的、预测性的粗粒显式链模型来描述液液相分离（LLPS）过程中的生物分子凝聚体物，我们对DEAD盒解旋酶Ddx 4的N端固有无序区（IDR）进行了多链模拟，以评估静电、疏水、阳离子- $π$和芳香族相互作用在氨基酸序列依赖性LLPS中的作用。我们评估了3个残基-残基相互作用方案与共享的静电势。无论是一个共同的疏水性方案，也没有一个增强精氨酸/赖氨酸-芳香族阳离子- $π$相互作用始终占实验LLPS数据的野生型，电荷乱序，FtoA，和RtoK突变体的Ddx 4 IDR。相比之下，基于折叠球状蛋白结构之间的接触统计的相互作用再现了整体实验趋势，包括RtoK突变体具有大大降低的LLPS倾向。P-颗粒蛋白LAF-1的RtoK突变体的模拟和LLPS实验之间的一致性也被发现，强调在一定程度上，重要的LLPS驱动$π$相关的相互作用体现在经典的统计潜力。进一步的阐明将是必要的，但是，特别是苯丙氨酸的作用，在冷凝物组装，因为FtoA和YtoF突变体的实验表明，LLPS驱动苯丙氨酸相互作用显着弱于常见的统计电位所假定的。蛋白质-蛋白质静电相互作用由相对介电常数调制，相对介电常数取决于蛋白质浓度。分析理论表明，这种依赖性需要在凝聚相中增强蛋白质间的相互作用，但在稀相中更有利的蛋白质-溶剂相互作用。相反的趋势导致对LLPS的总体影响不大。
2020-10-06 cond-mat.soft q-bio.BM
Machine learning methods to study sequence-ensemble-function relationships in disordered proteins
本文综述了利用机器学习方法研究无序蛋白质序列-ensemble-功能关系的最新进展，涵盖构象ensemble生成、序列设计及序列与功能关联，强调实验、理论与模拟的整合及进化约束的作用。
2025-02-26 q-bio.BM
Stiffness of the C-terminal disordered linker affects the geometry of the active site in endoglucanase Cel8A
纤维素酶体是一种复杂的多酶机制，能高效降解植物细胞壁多糖。多纤维素酶体蛋白质的多个结构域通常由内在无序的区域连接在一起。这些无序连接体的性质和功能还没有很好地理解。在这项工作中，我们研究内切葡聚糖酶Cel 8A，这是一个相关的酶组分的纤维素体的热纤梭菌。我们使用全原子和粗粒度模拟研究如何平衡构象的催化结构域的Cel 8A的无序连接在其C末端的影响。我们发现，当内切葡聚糖酶被绑定到其基板，有效的刚度的连接器可以影响整个酶结构域的氨基酸残基之间的距离。特别是，接头刚度的变化可能导致活性位点裂缝的几何形状发生微小变化。我们认为，这种几何变化可能，反过来，对酶的催化活性的影响。
2016-09-22 q-bio.BM
Phase separation and single-chain compactness of charged disordered proteins are strongly correlated
内在无序蛋白（IDP）的液液相分离是细胞中无膜细胞器调节形成的主要基础因素。IDP的相行为对其氨基酸序列敏感。在这里，我们应用最近的随机相近似聚合物理论，以探讨如何为多个链的蛋白质相分离的趋势，其特征在于由临界温度$T^*_{\rm cr}$，与蛋白质的单链平均回转半径$\langle R_{\rm g} \rangle$。对于一组含有相同数量的正电荷和负电荷残基的不同排列的序列，我们发现了一个惊人的相关性$T^*_{\rm cr}\sim \langle R_{\rm g} \rangle^{-γ}$与$γ$一样大的$\sim 6.0$，表明静电效应对促进单链构象的紧凑性和相分离具有类似的显着影响。此外，$T^*_{\rm cr}\propto -{\rm SCD}$，其中SCD是最近提出的仅由序列信息确定的“序列电荷装饰”参数。我们的研究结果破译IDP相位分离的序列依赖的分歧进行了讨论。
2017-05-18 q-bio.BM
Aspects of structural landscape of human islet amyloid polypeptide
人胰岛淀粉样多肽（hIAPP）与胰岛素协同作用以维持血糖平衡。它还构成淀粉样斑块，聚集在II型糖尿病患者的胰腺中。我们已经进行了广泛的计算机研究，以分析单体hIAPP的结构景观，这被认为是内在的无序。为此，我们从第一原理构建了一个高度预测的能量函数，描述了在NMR实验中观察到的单体hIAPP，作为局部能量最小值。我们将我们的理论模型hIAPP重复加热和冷却模拟，来回之间的高温制度，构象类似于一个随机的步行者和低温限制，没有热运动占上风。我们发现，最终的低温构象显示出高水平的简并性，在一种方式，这是完全符合假定的内在无序字符的hIAPP。特别是，我们确定了一个孤立的家庭的α-螺旋构象，可能会导致过渡到淀粉样变性，成核。
2014-12-26 cond-mat.soft nlin.PS physics.med-ph
Efficient inference of protein structural ensembles
越来越清楚的是，传统的蛋白质单一结构模型不足以理解它们的生物学功能。在这里，我们概述了一种从实验中推断蛋白质最常见的结构（天然状态）的方法，但整个系统可以采用的构象。这样的集合模型对于理解内在无序的蛋白质、酶催化和信号传导是必要的。我们认为，生成这样一个模型的最困难的方面将是找到一个小的配置集，以准确地模拟结构异质性，并提出一种方法来克服这一挑战。
2014-08-01 physics.bio-ph q-bio.BM
Coarse-Grained Residue-Based Models of Disordered Protein Condensates: Utility and Limitations of Simple Charge Pattern Parameters
由蛋白质和核酸的相分离支撑的生物分子凝聚体具有重要的生物学功能。为了深入了解其遗传基础，我们研究了内在无序蛋白（IDPs）的液液相分离（LLPS）如何依赖于它们的序列电荷模式，使用连续Langevin链模型，其中每个氨基酸残基由单个珠表示。电荷模式的特征在于“块度”测量$κ$和“序列电荷装饰”（SCD）参数。与随机相位近似（RPA）理论和晶格模拟一致，对于一组序列，由临界温度$T^*_{\rm cr}$表征的LLPS倾向随着SCD的增加而增加，所述序列显示$κ$和$-$ SCD之间的正相关性。相对于RPA，在$T^*_{\rm cr}$中模拟的序列依赖性变化通常-尽管不总是-更小，而模拟的临界体积分数更高。然而，对于在$κ$和$-$ SCD之间表现出反相关的一组序列，模拟的$T^*_{\rm cr}$对任一参数都非常不敏感。此外，我们发现，块状序列，允许强静电排斥可以导致共存曲线与向上的RPA规定的，但严格交替电荷序列的LLPS倾向可能高估RPA和晶格模型，因为这个序列的链间稳定需要空间对齐，是难以实现在真实空间。这些结果有助于描绘的效用和限制的收费模式参数和RPA，指出进一步的努力，合理化新观察到的微妙之处。
2018-10-30 cond-mat.soft q-bio.BM
A thermodynamic metric quantitatively predicts disordered protein partitioning and multicomponent phase behavior
Princeton University（普林斯顿大学）
本文提出一个热力学模型，通过学习低维表示预测IDR在复杂混合物中的相行为，提供几何直观的预测并解决IDR生物物理中的核心问题。
2026-03-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Into the Unknown: From Structure to Disorder in Protein Function Prediction
本文综述了针对内在无序区域功能预测的新兴计算方法，分析了当前挑战，并提出社区驱动框架以提升IDR功能注释的可解释性与效率。
2025-07-03 q-bio.BM
Towards multistage modelling of protein dynamics with monomeric Myc oncoprotein as an example
我们建议将平均场方法与所有原子分子动力学结合成一个多级算法，该算法可以模拟蛋白质折叠和动力学在很长一段时间内还具有原子级精度。作为一个例子，我们研究了一个孤立的单体Myc癌蛋白，它与结肠癌、乳腺癌和肺癌有关。在生理条件下，单体Myc被认为是内在无序蛋白的一个例子，这对现有的建模技术提出了严重的挑战。我们认为，室温下的单体Myc是在一个动态的状态，它振荡之间的不同构象，我们确定。为此，我们采用晶体学异源聚体中Myc的C-α骨架作为单体结构的初始锚定物。我们构造了一个相关的朗道自由能的多孤子，以超高精度描述C-α轮廓。我们使用Glauber动力学来解决多孤子如何响应环境温度的反复升高和降低。我们确认，初始结构是不稳定的孤立。我们揭示了一个高度退化的基态景观，一个有吸引力的一套，其中Glauber动力学收敛在极限消失的环境温度。我们用室温分子动力学分析了这种Glauber吸引子的热稳定性。我们确定并仔细检查一个特别稳定的子集，其中两个螺旋段的原始多孤子平行对齐，彼此相邻。在MD时间演化的一个代表性的结构从这个子集，我们观察到间歇性准粒子振荡沿C-末端α-螺旋，其中一些类似于一个翻译达维多夫的酰胺-I孤子。我们建议，振荡运动的存在是符合预期的内在无序特性的Myc。
2016-12-05 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.BM
Sequence of Events During Peptide Unbinding from RNase S: A Complete Experimental Description
的光触发的解结合的本质上无序的S-肽从RNase S复合物的研究与瞬态红外光谱的帮助下，覆盖了广泛的时间尺度从100 ps到10 ms。为此，偶氮苯部分已连接到S-肽的方式，其螺旋度被破坏的光，从而启动其完全解结合。观察到事件的完整顺序，从S-肽的螺旋结构在20 ns时间尺度上展开开始，同时仍然处于S-蛋白的结合口袋中，300微秒后S-肽解结合，以及3 ms后S-蛋白的结构响应。关于S-肽动力学，结合机制可以被分类为诱导配合，而S蛋白的结构反应更好地描述为构象选择。
2021-05-25 physics.bio-ph q-bio.BM
Learning protein constitutive motifs from sequence data
对进化相关的蛋白质序列的统计分析提供了关于它们的结构、功能和历史的见解。我们表明，限制玻尔兹曼机（RBM），旨在学习复杂的高维数据及其统计特征，可以有效地从序列信息的蛋白质家族建模。在这里，我们将RBM应用于20个蛋白质家族，并提出了详细的结果，两个短蛋白质结构域，Kunitz和WW，一个长的伴侣蛋白，Hsp 70，和合成的晶格蛋白的基准。RBM推断的特征是生物学上可解释的：它们与结构（如残基-残基三级接触、延伸的二级基序（$α$ -螺旋和$β$ -折叠）和固有无序区域）、功能（如活性和配体特异性）或系统发育一致性相关。此外，我们利用RBM设计新的蛋白质序列与推定的性质，通过组合和向上或向下的不同模式的意愿。因此，我们的工作表明，RBM是一个通用的和实用的工具，揭示和利用蛋白质家族的基因型-表型关系。
2019-02-27 q-bio.BM q-bio.QM
Modulation of DNA rheology by a transcription factor that forms aging microgels
Centre for Regenerative Medicine, Institute for Regeneration and Repair（再生医学中心，再生与修复研究所）；University of Edinburgh（爱丁堡大学）；Institute for Stem Cell Research, School of Biological Sciences, University of Edinburgh（爱丁堡大学生物科学学院干细胞研究所）；School of Molecular Biosciences, University of Glasgow（格拉斯哥大学生物分子科学学院）；MRC Human Genetics Unit, Institute of Genetics and Cancer, University of Edinburgh（爱丁堡大学生物遗传与癌症研究所人类遗传学单元）
研究发现转录因子NANOG通过形成衰老微凝胶结构调节DNA流变学，从而影响基因表达的非传统方式。
2025-12-02 cond-mat.other cond-mat.soft physics.bio-ph
Universal geometrical factor of protein conformations as a consequence of energy minimization
蛋白质的生物活性和功能特异性取决于它们的天然三维结构，这些结构由分子间和分子内相互作用决定。本文研究了蛋白质折叠中能量最小化引起的蛋白质构象几何因子。链长范围为183至548个残基的10种多肽的折叠模拟表明，<r>范德华体积V与表面积A和折叠结构的平均原子半径的无量纲比（V/（A））<r>，用SMMP中使用的原子半径设置计算[Eisenmenger F.，et.例如，Comput.物理通讯，138（2001）192]，在能量最小化过程中快速接近0.49。对蛋白质结构的大规模分析表明，真实蛋白质和精心设计的蛋白质的比率是通用的，等于0.491 \pm 0.005。疏水性和亲水性残基的分数组成基本上不影响该比率。这个比例也适用于内在无序的蛋白质，而它不再是普遍的多肽与坏的折叠特性。
2012-03-01 physics.bio-ph physics.comp-ph physics.data-an
