Diffusion of intrinsically disordered proteins within viscoelastic membraneless droplets
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
How do intrinsically disordered protein regions encode a driving force for liquid-liquid phase separation?
液液相分离是形成生物分子凝聚体的基本机制。无序蛋白质区域通常驱动相分离，但无序蛋白质区域的分子相互作用尚未得到很好的理解，有时导致所有无序蛋白质区域驱动相分离的合并。考虑到相分离在许多细胞过程中的关键作用，以及相分离功能障碍可能导致衰弱性疾病，我们理解相行为背后的相互作用和序列特性是很重要的。一个概念框架，将IDR分为相互作用和溶剂化区域已被证明是特别有用的，和分析实例和粗粒度的模型可以测试我们对实验阶段行为的驱动力的理解。经过验证的模拟范例使序列空间的探索，以帮助我们了解无序的蛋白质区域如何编码相行为，IDRs可能介导细胞中的相分离，以及IDRs相反是高度可溶的。
2020-08-07 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
Electrostatic Forces Mediate Fast Association of Calmodulin and the Intrinsically Disordered Regulatory Domain of Calcineurin
内在无序蛋白（IDP）和具有内在无序区（IDR）的蛋白质控制着许多令人生畏的生理过程。对于这些蛋白质，其与信号转导通路中蛋白质相互作用的分子机制尚不清楚。使用折叠的，钙负载的钙调蛋白（CaM）与钙调磷酸酶调节IDP作为IDP介导的信号转导事件的原型的相互作用，我们发现IDP结构和静电相互作用的相互作用，在确定蛋白质-蛋白质协会的动力学。使用一系列的生物物理方法，包括停流和计算模拟，我们量化的相对贡献的静电相互作用和构象合奏的特点，在确定关联动力学的钙调蛋白（CaM）和钙调神经磷酸酶调节结构域（CaN RD）。我们的主要研究结果是，钙调素/CN RD协会率强烈依赖于离子强度和观察到的利率在很大程度上是由静电驱动的相互作用强度之间的钙调素和狭窄的CaN RD钙调素识别域。这些研究突出了控制信号转导动力学的分子机制，可用于涉及IDP的广泛的信号级联。
2016-11-13 q-bio.BM
Analytical Theory for Sequence-Specific Binary Fuzzy Complexes of Charged Intrinsically Disordered Proteins
内在无序蛋白（IDP）是一类重要的生物学功能蛋白。与折叠蛋白相反，某些IDP之间的分子识别是“模糊的”，因为它们的结合和/或相分离是由相互作用的IDP的氨基酸序列随机控制的，而它们组装的构象在很大程度上保持无序。为了帮助阐明这个迷人的，但知之甚少的现象的一个基本方面，一个同源或异源二聚体对polyampholytic IDP的结合建模统计力学使用集群扩展。我们发现，结合亲和力的二元模糊复合物的模型强烈相关的一个新衍生的简单的“jSCD”参数容易计算的对IDP的序列电荷模式。我们的分析理论的预测是在粗粒度的显式链模拟基本一致。这个计算效率高的理论框架，预计将广泛适用于合理化和预测序列特异性的IDP-IDP多静电相互作用。
2020-07-07 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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
Structural flexibility of intrinsically disordered proteins induces stepwise target recognition
内在无序蛋白（IDP）缺乏稳定的三维结构，而当其与靶分子结合时折叠成特定结构。在一些IDP-靶复合物中，并非所有的靶结合表面都暴露在外部，并且在它们的结合过程中观察到中间状态。我们认为，通过中间状态的逐步目标识别是IDP与具有"隐藏"结合位点的目标结合的特征。为了研究IDP与隐藏靶结合位点的结合，我们在HP模型的基础上构建了IDP晶格模型。在我们的模型中，IDP被建模为一个链和目标被建模为一个高度粗粒度的对象。我们引入运动和内部相互作用的目标，以隐藏其结合位点。在未隐藏的结合位点的情况下，观察到的自由状态和结合状态之间的两个状态的过渡，我们认为，这代表耦合折叠和绑定。引入隐藏的结合位点，我们发现了一个中间结合状态，在该状态下IDP形成各种结构以暂时稳定复合物。中间状态为IDP进入隐藏的结合位点提供了支架。我们称这个过程为多形式绑定。我们的结论是，IDPs的结构灵活性，使他们能够访问隐藏的结合位点，这是一个功能优势的IDPs。
2013-11-12 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
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
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
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
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
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
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
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
Sequence-specific polyampholyte phase separation in membraneless organelles
电荷/芳香富集的内在无序蛋白（IDP）的液液相分离对于无膜细胞器的生物学功能至关重要。这一最新发现的许多物理学原理仍有待阐明。在这里，我们提出了一个理论，在随机相位近似占聚两性电解质相分离的静电效应，产生的预测与最近的实验IDP Ddx 4一致。该理论适用于任何电荷模式，从而为研究IDP相分离的序列依赖性提供了一个通用的分析框架。
2016-09-21 cond-mat.soft 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
Subcompartmentalization of polyampholyte species in organelle-like condensates is promoted by charge pattern mismatch and strong excluded-volume interaction
两个内在无序蛋白（IDP）物种的系统的序列特异性相分离的多两性电解质场理论和显链分子动力学模型一致地表明，大量的聚合物排除体积和IDP序列电荷模式的显着失配可以协同作用，但不是孤立地，在缩合时将两个IDP物种分层。这一发现揭示了一个随机的，“模糊”的分子识别机制，可能有助于subcompartmentalization的无膜细胞器的能量几何相互作用。
2021-03-11 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
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
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
Active learning of the thermodynamics-dynamics tradeoff in protein condensates
本研究通过粗粒化模拟和主动学习策略，发现并打破了蛋白质凝聚体中热力学与动力学的强相关性，揭示了可独立调节凝聚体物理性质的序列设计规则。
2023-12-09 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.comp-ph
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
