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Unfolding Ubiquitin by force: water mediated H-bond destabilizationDespliegue de ubiquitina por la fuerza: desestabilización del enlace H mediada por agua

Resumen

Utilizando el protocolo de simulación "pull and wait" (PNW) a 300 K, estudiamos el despliegue por la fuerza de una molécula de ubiquitina. La PNW se implementó en el programa CHARMM usando un intervalo de tiempo de integración de 1 fs y una constante dieléctrica uniforme de 1. La molécula de ubiquitina, inicialmente solvatada, se sometió a estrés mecánico, ejerciendo fuerzas desde diferentes direcciones. La ruptura de cinco enlaces de hidrógeno entre las cadenas paralelas β1 y β5 tiene lugar durante la extensión de 13 a 15 Å, define una barrera mecánica para el despliegue y domina el punto de máxima fuerza de despliegue. Las simulaciones descritas aquí muestran que, dado el tiempo adecuado, una pequeña fuerza aplicada puede desestabilizar esos cinco enlaces H en relación con los enlaces que se pueden crear con las moléculas de agua; permitiendo la formación de enlaces H estables entre una sola molécula de agua y los grupos donador y aceptor de los enlaces H entre cadenas. Por lo tanto, las simulaciones realizadas con PNW muestran que la fuerza no es responsable de "romper" los enlaces H de la columna vertebral; simplemente los desestabiliza haciéndolos menos estables que los enlaces H que pueden formar con el agua. Simulaciones adicionales muestran que la fuerza necesaria para desestabilizar los enlaces H y permitir que sean reemplazados por enlaces H a las moléculas de agua depende en gran medida de la dirección de tracción. Mediante el uso de un protocolo de simulación que permite el equilibrio en cada extensión, hemos podido observar los detalles de los eventos que conducen al despliegue de la ubiquitina por la fuerza mecánica. las simulaciones realizadas con PNW muestran que la fuerza no es responsable de "desgarrar" los enlaces H de la columna vertebral; simplemente los desestabiliza haciéndolos menos estables que los enlaces H que pueden formar con el agua. Simulaciones adicionales muestran que la fuerza necesaria para desestabilizar los enlaces H y permitir que sean reemplazados por enlaces H a las moléculas de agua depende en gran medida de la dirección de tracción. Mediante el uso de un protocolo de simulación que permite el equilibrio en cada extensión, hemos podido observar los detalles de los eventos que conducen al despliegue de la ubiquitina por la fuerza mecánica. las simulaciones realizadas con PNW muestran que la fuerza no es responsable de "desgarrar" los enlaces H de la columna vertebral; simplemente los desestabiliza haciéndolos menos estables que los enlaces H que pueden formar con el agua. Simulaciones adicionales muestran que la fuerza necesaria para desestabilizar los enlaces H y permitir que sean reemplazados por enlaces H a las moléculas de agua depende en gran medida de la dirección de tracción. Mediante el uso de un protocolo de simulación que permite el equilibrio en cada extensión, hemos podido observar los detalles de los eventos que conducen al despliegue de la ubiquitina por la fuerza mecánica. Simulaciones adicionales muestran que la fuerza necesaria para desestabilizar los enlaces H y permitir que sean reemplazados por enlaces H a las moléculas de agua depende en gran medida de la dirección de tracción. Mediante el uso de un protocolo de simulación que permite el equilibrio en cada extensión, hemos podido observar los detalles de los eventos que conducen al despliegue de la ubiquitina por la fuerza mecánica. Simulaciones adicionales muestran que la fuerza necesaria para desestabilizar los enlaces H y permitir que sean reemplazados por enlaces H a las moléculas de agua depende en gran medida de la dirección de tracción. Mediante el uso de un protocolo de simulación que permite el equilibrio en cada extensión, hemos podido observar los detalles de los eventos que conducen al despliegue de la ubiquitina por la fuerza mecánica.

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