Enhanced Stability of the Model Mini-protein in Amino Acid Ionic Liquids and Their Aqueous Solutions
利用分子动力学模拟对咪唑基氨基酸离子液体及其水溶液中的模型蛋白质结构进行了详细的表征。我们报告说，当AAIL作为共溶剂加入时，迷你蛋白更稳定。水被有机阳离子和阴离子完全取代进一步导致微型蛋白质的构象柔性受阻。这一观察结果表明，AAIL能够保护蛋白质免受热诱导变性。我们通过径向分布表明，由于良好的相互相容性，两种溶剂都能有效地溶解微小蛋白质。然而，基于氨基酸的阴离子在微型蛋白质的第一配位层中占优势。
2015-05-27 physics.bio-ph physics.chem-ph q-bio.BM
Symmetry Scheme for Amino Acid Codons
群论的概念在一个特定的模型中被调用来解释为什么在自然界中可能存在的64种氨基酸中只有20种氨基酸。我们使用的方法使我们能够证明最近发现的第二十一种氨基酸硒代半胱氨酸的存在，也使我们能够预测可能存在的两种尚未发现的氨基酸。
2003-08-25 physics.bio-ph q-bio.GN
Theoretical prevision of physical chemical properties of amino acids from genetic code
使用遗传密码的晶体基础模型，推导出氨基酸的物理化学性质之间的一组关系，并与实验数据进行比较。对三种氨基酸的未测代谢参数进行了预测。
2000-07-12 physics.bio-ph q-bio
Computational predictions of nutrient precipitation for intensified cell 1 culture media via amino acid solution thermodynamics
本研究利用氨基酸热力学和UNIFAC参数预测细胞培养基营养素沉淀，验证于三元/四元溶液，作为数字孪生优化培养基组成。
2025-09-08 physics.bio-ph q-bio.BM q-bio.QM
Informational Way to Protein Alphabet: Entropic Classification of Amino Acids
作为活细胞蛋白质机器的工作部分，蛋白质是由什么组成的？为了回答这个问题，我们需要一种技术来将蛋白质分解成基本的功能细节，并准备对这些细节的集中描述。这种集总描述可能具有多个材料实现（在氨基酸中）。我们的假设是，信息的方法来解决这个问题是可能的。我们提出了一种分层分类的方法，使蛋白质的一级结构最大限度地非随机。实现了建议的研究计划的第一步：最佳信息蛋白质二进制字母表的方法和分析。一般的方法是用来回答几个具体的问题，例如：（一）是否有一个语法之间的差异球状和膜蛋白？(ii)蛋白质是氨基酸的随机序列吗（一个很长的讨论）？对这些问题的回答如下：（1）球状蛋白和膜蛋白在句法上存在着明显的差异，并对这种差异进行了描述;（2）蛋白质中的氨基酸序列绝对不是随机的。
2007-11-05 physics.bio-ph q-bio.BM q-bio.QM
Supernovae and the Chirality of the Amino Acids
一种机制，总是选择相同的全球手性的氨基酸对映异构体被确定，随后的化学复制和银河系混合，将填充星系的主要物种描述。这包括：（1）氨基酸中或可能形成氨基酸的前体分子中的14 N的自旋与分子的手性偶联; 2）超新星发射出的中微子，加上新生中子星或超新星形成的黑洞产生的磁场，选择性地破坏14 N的一个取向，并因此选择与另一个14 N取向相关的手性;（3）化学演化，通过该化学演化，分子在相对短的时间尺度上复制并演化成单一手性的更复杂形式;（4）星系混合在更长的时间尺度上混合整个星系中的选定分子。
2010-01-21 astro-ph.EP astro-ph.GA physics.bio-ph
Microarrays for Amino Acid Analysis and Protein Sequencing
本发明描述了一种方法，其中氨酰-tRNA合成酶系统用于产生非常小的装置，用于定量分析蛋白质中存在的氨基酸。该方法的基础是20种合成酶和/或对不同氨基酸特异的tRNA中的每一种在空间上分离（例如在微小的腔室中或在表面上）。以空间分辨的方式监测由所有20种合成酶催化的反应。每个单独定位的合成酶或tRNA将发出其同源氨基酸的信号。合成酶反应可以使用连续光谱测定法来监测。或者，由于延伸因子Tu;GTP（EF-Tu;GTP）特异性结合所有AA-tRNA，因此可以使用配体测定来监测由合成酶催化的氨酰化反应。建议用于氨基酸分析的微阵列。另外，氨基酸分析阵列可以与氨肽酶或羧肽酶二聚体整合以产生能够以飞摩尔-阿摩尔水平产生N-或C-末端序列数据的小型化酶促测序仪是可能的。许多样品在一个自动化的方式并行处理的可能性进行了讨论。
1999-08-10 physics.bio-ph q-bio
Entropic Approach for Reduction of Amino Acid Alphabets
用于推导Miyazawa-Jernigan接触能或BLOSUM得分的原始数据是对频率计数。每个氨基酸对应一个分布。以两种概率分布的Kullback-Leibler距离为相似系数，将聚类与混合群体联系起来，对基于频率计数数据的氨基酸进行聚类分析。此外，Ward的聚类也得到了采用的平均得分作为目标函数。一个有序的同胚被引入到比较不同的聚类方法的结果。
2001-06-22 physics.bio-ph q-bio.QM
Comparison of metal-amino acid interaction in Phe-Ag and Tyr-Ag complexes by spectroscopic measurements
在这篇文章中，我们通过pH依赖的SERS测量比较了Tyr-Ag和Phe-Ag络合物中金属-氨基酸相互作用。通过分析SERS谱带的相对强度随氨基酸溶液pH值的变化，得到了氨基酸分子在银表面的取向和构象。我们的实验结果得到了能量最小化结构和观察到的分子不同末端的电荷分布的支持。这在某种程度上表明，SERS测量不仅表现出与Ag簇的氨基酸分子的相互作用，但也证明了他们周围it. We的取向已经解决了一个长期存在的疑问，是否胺基团直接与银表面连同羧酸基团和$π$ -电子在这些系统中。此外，pH值依赖的光学吸收和透射电子显微镜测量已被执行，以了解所需的条件下出现的SERS光谱的光的聚集的金属颗粒和在溶胶中的热点的数量。我们的研究结果证实，在溶胶中的热位的形成起着直接的作用，形成一个稳定的银-配体配合物。此外，金属-氨基酸配合物的相互作用动力学已通过拉曼光谱和吸收测量进行了分析。
2005-09-06 physics.bio-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
Explaining the Variations in Isotopic Ratios in Meteoritic Amino Acids
对陨石氨基酸同位素丰度的测量发现，所研究的陨石中氨基酸的$^2$ H/H、$^{15}$ N/ $^{14}$ N和$^{13}$ C/ $^{12}$ C都有所增加。我们表明，它们是一致的陨石成分的电子反中微子，预计从核心坍缩超新星或中子星合并的处理。使用理论的电子反中微子截面，我们能够预测这些同位素比例的变化取决于时间积分的反中微子通量在该网站的氨基酸处理。
2020-05-12 astro-ph.EP physics.bio-ph physics.space-ph
PARCE: Protocol for Amino acid Refinement through Computational Evolution
作为结合剂的肽和蛋白质的计算机设计由于它们的低副作用和主要特异性而可用于诊断和治疗。为了选择最有希望的候选物，关键问题是了解它们与蛋白质靶标的相互作用。在这项工作中，我们提出了PARCE，一个开源的协议，通过计算进化的氨基酸细化，实现了一个先进的和有前途的方法设计的肽和蛋白质。该方案在结合剂序列中进行随机突变，然后使用分子动力学模拟对结合的构象进行采样，并通过多个评分评估蛋白质相互作用。最后，它通过应用基于结合分数的一致性标准来接受或拒绝突变。迭代该过程的目的是有效地探索新的序列与潜在的更好的亲和力对他们的目标。我们还提供了一个教程运行和再现的方法。
2020-04-27 physics.bio-ph q-bio.BM q-bio.QM
A Review of Salam Phase Transition in Protein Amino Acids: Implication for Biomolecular Homochirality
手征性的起源与地球上生命的进化密切相关，长期以来一直存在争议。1991年，Abdus Salam提出了一种通过相变实现生物分子同手性的新方法。在他随后的出版物中，他预测这种相变最终会使D-氨基酸变成L-氨基酸，因为C-H键会断裂，H原子变成一个H原子。由于许多实验否定了氨基酸的构型变化，萨拉姆假说引起了人们的怀疑。本文旨在为丙氨酸、缬氨酸单晶的相变提供直接的实验证据，但否认D-到L-对映体的构型变化。对Salam相变提出了新的看法，重新证实了它在同手征起源中的重要性。
2002-12-22 physics.bio-ph physics.chem-ph q-bio
Amino Acids in Comets and Meteorites: Stability under Gamma Radiation and Preservation of Chirality
太阳系天体中的氨基酸可能在导致地球生命起源的化学过程中发挥了关键作用。我们目前的实验室研究测试对γ辐射光解的氨基酸的稳定性。目前地球生物化学的蛋白质中使用的左旋形式的所有20种手性氨基酸都在固态下接受了3.2 MGy剂量的伽马辐射，这相当于1.05x109年内彗星和小行星中放射性核素衰变产生的剂量。对于每种氨基酸的辐解度和放射外消旋度通过差示扫描量热法（DSC）和旋光色散（ORD）光谱测量。根据这些测量，确定了每种氨基酸的辐解速率常数kdsc和放射外消旋速率常数krac，并外推到14 MGy的剂量，这相当于4.6x109年（太阳系的年龄）内天然放射性核素衰变对彗星和小行星中所有有机分子的预期总剂量。结果表明，所有的氨基酸研究可以生存的辐射剂量为14 MGy的显着数量，虽然他们的一部分是在辐解过程中丢失。类似地，伴随辐解的辐射外消旋化过程也不会消除手性。辐解和放射外消旋速率常数的知识可以允许从今天在碳质方解石中发现的浓度开始计算太阳系形成时氨基酸的原始浓度。对于某些氨基酸，太阳前星云中的浓度可能比目前在陨石中观察到的高出6倍。
2010-07-26 astro-ph.EP physics.bio-ph q-bio.OT
The Biosynthetic Order of Amino Acid Addition to the Genetic Code
先前制定的遗传密码进化模型表明，澄清了为什么一些前体氨基酸的碱基三联体与产物氨基酸密码子相差一个碱基，而其他氨基酸的同源性较低。首先，该模型表明，代码演变的方向从N-固定器代码（阶段2）的扩展改变。通过在GNN、ANN、CNN和UNN行中分配密码子，从NAN列（N，任何标准核苷酸）中的16个密码子进行密码子的生长。扩展阶段（阶段4至7）前体/产品对，跨越这一转变包括天冬氨酸/苏氨酸，天冬氨酸/甲硫氨酸和谷氨酸/脯氨酸。5'和中间碱基在这些对中的每一个的密码子上都不同。第二，扩增后添加（第9至14阶段）需要密码子重新分配，消除初始相关性。扩增后对天冬氨酸（谷氨酸）/精氨酸的密码子在5'和中间碱基位点也不同。第三，核心结构群在受体之间的分布表明，特异于同胞而不是前体的变体tRNA通常作为辅助因子参与早期氨基酸合成。同胞对，而不是前体/产物对，则表现出密码子相关性。在去除这些变异来源后，分配给生物合成相关氨基酸的密码子之间出现了高度显著的相关性。
2002-10-28 physics.bio-ph q-bio
Simplified amino acid alphabets based on deviation of conditional probability from random background
用于推导Miyazawa-Jernigan接触能或BLOSUM得分矩阵的原始数据由成对频率计数组成。每个氨基酸对应于条件概率分布。基于这种条件概率与随机背景的偏差，提出了一种氨基酸字母表约简方案。从Miyazawa-Jernigan和BLOSUM的残基对计数的原始数据中得到的简化字母表之间存在明显的差异。以同源序列数据库SCOP 40为测试集，利用粗粒度置换矩阵进行同源性检测。经验证，得到的简化字母表很好地保留了原20个字母表中包含的信息。
2002-11-07 physics.bio-ph physics.data-an q-bio
Optimality of the genetic code with respect to protein stability and amino acid frequencies
自然遗传密码对于误译错误的鲁棒性如何？人们早就知道遗传密码在限制点突变的影响方面非常有效。一个误读的密码子通常会编码相同的氨基酸或类似的生化特性，因此编码蛋白质的结构和功能保持相对不变。以前的研究试图更定量地解决这个问题，即通过统计估计随机生成的代码的比例，这些代码在整体鲁棒性方面比遗传代码做得更好。在本文中，我们扩展了这些结果，通过调查氨基酸频率的遗传密码的最优性的作用。当测量自然密码相对于随机密码的相对适合度时，假设在相同的突变成本下，影响常见氨基酸的翻译错误比影响罕见氨基酸的翻译错误更不利确实是很自然的。我们发现，考虑氨基酸频率相应地减少了击败自然代码的随机代码的比例，使后者相对更鲁棒。当使用比疏水性更精细的氨基酸取代成本的测量时，这种效果特别明显。为了证明这一点，我们设计了一个新的成本函数，通过计算机实验评估在一组已知的蛋白质结构中所有可能的单位点突变引起的折叠自由能的变化。有了这个成本函数，我们估计，当考虑氨基酸频率时，1亿个随机代码中的一个比自然代码更合适。因此，遗传密码的结构似乎是为了最大限度地减少翻译错误对蛋白质3D结构和稳定性的影响。
2001-02-14 physics.bio-ph q-bio
Chiral Selection, Isotopic Abundance Shifts, and Autocatalysis of Meteoritic Amino Acids
陨石中氨基酸的发现为陨石形成后的加工过程提供了两条线索：一是某些陨石中的左旋倾向，二是某些陨石的组成原子中的同位素异常。在这篇文章中，我们提出了超新星中微子氨基酸加工（SNAAP）模型的理论结果，该模型使用电子反中微子和来自超新星或碰撞中子星等源物体的磁场来选择性地破坏一种氨基酸手性并产生同位素丰度变化。对于合理的磁场和电子反中微子通量，非零，积极的对映体过量，$ee$的，定义为相对左/右不对称的氨基酸人口，审查两个氨基酸，和条件的建议，将产生$ee>0$的所有的$α$ -氨基酸。产生$ee$的相对高能量的反中微子也不可避免地会产生同位素异常。一个核反应网络被开发来描述由它们和陨石中的核素引起的反应。在类似的反中微子通量下，假设的反中微子相互作用产生的碎片的复合显示出与D/ $^1$ H和$^{15}$ N/ $^{14}$ N观察到的定性一致的明显的同位素异常。预测$^{13}$ C/ $^{12}$ C的同位素异常很小，正如也观察到的那样。对于任何模型来说，要产生在陨石中观察到的最大的$ee$，自催化作用都是必要的。这使得原来的SNAAP模型的约束条件得以放松，增加了流星体在氨基酸加工可能的位点存活的概率。这些结果对地球上生命的起源有明显的影响。
2021-06-03 astro-ph.EP physics.bio-ph physics.geo-ph
Detection of simplest amino acid glycine in the atmosphere of Venus
氨基酸被认为是化学中的主要成分，导致生命。甘氨酸是最简单的氨基酸，最常见于动物蛋白质中。它是一种生糖和非必需的氨基酸，由生物体天然产生，在产生其他几种重要的生物化合物和蛋白质中起关键作用。我们报告的第一个光谱检测的旋转吸收线的最简单的氨基酸甘氨酸（NH $_{2}$ CH $_{2}$ COOH）与确认剂I和II在金星大气中使用的档案数据从阿塔卡马大毫米/亚毫米阵列（ALMA）。我们检测到NH $_{2}$ CH $_{2}$ COOH在$ν$ = 245 $-$ 262 GHz频率范围内的11条转动吸收线，其中$\geq$ 3 $σ$具有统计学意义。计算出金星大气中甘氨酸的总柱密度为$N$（NH $_{2}$ CH $_{2}$ COOH）$\sim$ 5 $\times$ 10 $^{14}$ cm $^{-2}$ .利用甘氨酸的柱密度信息，计算出金星大气中甘氨酸的丰度为$\sim$ 1.6 $\times$ 10 $^{-9}$。金星大气中甘氨酸的发现可能是了解金星大气中益生元分子形成机制的关键之一。甘氨酸的检测表明，金星的高层大气可能正在经历与数十亿年前地球几乎相同的生物学方法。
2021-04-22 astro-ph.EP physics.bio-ph
Efficient Proton Relay Orchestrated by Covalent Bond Switching of Active Amino Acids in Protein Channels
Nanjing University of Aeronautics and Astronautics（南京航空航天大学）；National Key Laboratory of Mechanics and Control for Aerospace Structures and Key Laboratory for Intelligent Nano Materials and Devices of the Ministry of Education, Institute for Frontier Science, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics（航空航天结构力学与控制国家重点实验室与教育部智能纳米器件重点实验室前沿科学研究院，南京航空航天大学）；Max Planck–NTU Joint Lab for Artificial Senses, School of Materials Science and Engineering, Nanyang Technological University（南洋理工大学材料科学与工程学院马克斯·普朗克-南洋理工联合人工感觉实验室）；Nanyang Technological University（南洋理工大学）；School of Aerospace Engineering, Xi’an Jiaotong University（西安交通大学航天航空学院）
通过质子通道关键位点的系统突变模拟，发现20种标准氨基酸中有13种通过共价键开关实现质子传递，其余7种因侧链末端为sp3杂化碳氢键而不具活性；活性残基具有负静电势极值和较低能垒，非活性残基反之。
2026-06-26 physics.bio-ph
Entropy and enthalpy of interaction between amino acid side chains in nanopores
了解蛋白质在纳米孔中的稳定性需要定量描述限制诱导的氨基酸侧链之间的相互作用。我们使用分子动力学模拟来研究侧链对ALA-PHE、SER-GLU和LYS-GLU之间在本体水和水填充的纳米孔中的相互作用的性质。的温度依赖性的平均力和相互作用的自由能在圆柱形和球形的纳米孔的本体溶剂的潜力是用来确定相应的熵和熵分量。ALA和PHE在本体水中的熵稳定的疏水相互作用取决于侧链之间的相对取向，在限制时在热力学上占主导地位。在SER-β的情况下，在本体水中相似的氢键构型在圆柱形孔中是不同的，从而使旋转异构体分布不同于本体中的那些。值得注意的是，与本体相比，LYS-GLU之间的盐桥形成通过熵来稳定。简要概述了我们的研究结果对限制诱导的蛋白质稳定性改变的影响。
2014-11-07 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.chem-ph
The Design of Life: Information Technology, "Knapsack" and "Synprops" Used to Engineer the Sequence of Amino Acid Residues in Proteins
显示了一个将蛋白质的性质与蛋白质的结构、序列、功能和进化历史联系起来的计算机模型。蛋白质中氨基酸残基的理想序列可以被认为是实际蛋白质家族结构及其功能的吸引子。然后，Hopfield网络1可以充当GCM（通用内容可寻址存储器），当它们被训练为在呈现与该状态相关联的信息时回忆起独特的预定状态。蛋白质的三级结构是由残基之间的结构强制相互作用决定的，它们有助于阐明蛋白质中表现出的共同基序。蛋白质骨架上取代的接受（或拒绝）符合非线性响应，并可能导致涌现行为。
2003-05-19 cond-mat physics.bio-ph q-bio
Amino Acids and Their Biological Derivatives Modulate Protein-Protein Interactions In an Additive Way
本研究发现氨基酸及其衍生物通过减弱净吸引作用普遍调节蛋白质-蛋白质相互作用，且该调节效应在混合物或短肽中呈加性，为设计生物相容性分子稳定蛋白质相互作用提供了依据。
2024-03-25 physics.bio-ph
Raman spectra of amino acids and peptides from machine learning polarizabilities
本研究训练机器学习模型预测20种氨基酸极化率，结合经典力场分子动力学模拟拉曼光谱，发现神经网络模型可迁移性更佳，且在训练集中加入肽键结构可显著提升小肽预测精度。
2024-04-29 physics.bio-ph physics.comp-ph
Local sequence-structure relationships in proteins
我们试图了解蛋白质中氨基酸序列和局部结构之间的相互作用。某些氨基酸是否具有独特的能力，能够和谐地融入某些局部结构？序列在从无数可能的构象中塑造假定的天然状态折叠中扮演什么角色？为了解决这些问题，我们用两个角度θ和μ来表示蛋白质的每个C-α原子的局部结构，并分析了PDB中4000多个蛋白质结构的集合。我们使用一个层次聚类方案，分为六个不同的组的基础上，他们彼此之间的相似性，在拟合局部结构空间的20个氨基酸。我们提出了一个详细的分析结果的模式，氨基酸的特异性，在采用本地的结构构象和序列结构的相关性不是很强的随机分配的序列结构相比。然而，我们的分析可能是有用的，以确定一个有效的评分标尺量化匹配的氨基酸，其推定的局部结构。
2021-01-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Current-voltage characteristics of seven-helix proteins from a cubic array of amino acids
一组七螺旋跨膜蛋白，其空间排列（3D结构）是已知的，通过使用规则阵列的氨基酸的电特性进行了研究。这些结构，特别是立方体，具有与所选蛋白质所示的拓扑特征相似的拓扑特征。理论结果表明，从一个立方体阵列和从一个详细的3D结构获得的预测的电流-电压特性之间有很好的协议。该协议是由细菌视紫红质的可用实验证实。此外，所有分析的蛋白质被发现共享相同的临界行为的电压依赖性电导和其方差。特别地，立方排列证明了在高电压下的过量电导及其变化的短平台。本研究的结果表明，即使在没有详细了解其三维结构的情况下，也有可能预测多蛋白质样品的I-V特性。
2015-07-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.bio-ph
Evolutionary conservation of the folding nucleus
在这篇通讯中，我们提出了9种蛋白质的同源序列家族的保守谱的统计分析，这些蛋白质的折叠核是由蛋白质工程方法确定的。我们发现，在所有，但一个蛋白质（AcP）折叠核残基显着比其余的蛋白质更保守。我们的研究有两个方面特别重要：1）根据氨基酸的物理化学性质将其分组; 2）氨基酸概率的适当标准化，反映了进化压力保护某些氨基酸类型本身可能影响蛋白质家族中各种氨基酸类型的浓度。这两个因素中的任何一个都可能使保护概况中的物理和生物"信号“消失。
2000-12-01 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph physics.chem-ph
A model for the emergence of the genetic code as a transition in a noisy information channel
遗传密码将64个核苷酸三联体（密码子）映射到20个氨基酸。有些人认为，含有20个氨基酸的密码的特殊形式可能是一个“冻结事故”，因为任何进一步的变化都会产生压倒性的影响。其他人则认为这是原始生物化学途径及其进化的结果。在这里，我们研究了一个场景，进化通过选择最小化错误影响的氨基酸图谱来驱动遗传密码的出现。我们把随机映射的密码子的氨基酸作为一个嘈杂的信息通道与自然的适应度措施。生物体通过它们的密码子的适应性进行竞争，结果，当密码子到氨基酸的映射变得非随机时，遗传密码在噪声通道中的超临界跃迁处出现。在相变处，小的扩展是有效的，并且紧急代码由误差的拉普拉斯算子的平滑模式控制。这些模式反过来又受错误图的拓扑结构的控制，在错误图中，如果密码子可能被混淆，则它们是连接的。这种拓扑结构为可能的氨基酸数目设定了一个上限，这与经典的地图着色问题有关。所提出的设想是通用的，可能描述了其他易错生物密码的形成机制，如转录调控网络中蛋白质对DNA位点的识别。
2010-07-23 cond-mat.stat-mech cs.IT math.IT
