التغيرات الهيكلية والكيميائية الناتجة عن الحرارة في بروتين صغير مصمم حاسوبيًا

ملخص لقد ظهرت التصميمات الجديدة لبروتينات مثبطة صغيرة مؤخرًا كتكنولوجيا جديدة لإنشاء بروتينات ترتبط بقوة عالية مع أهداف علاجية محددة. حجمها وسهولة التعبير عنها وثباتها الواضح يجعلها مرشحة ممتازة لفئة جديدة من الأدوية البروتينية. ومع ذلك، بخلاف تجارب الانكسار الدائري وتبادل الهيدروجين/الديوتيريوم، يُعرف القليل عن ديناميكياتها، خاصة في درجات الحرارة المرتفعة التي تتسامح معها بشكل جيد. للتعامل مع ذلك واكتساب رؤى للتصاميم المستقبلية، ركزنا على تحديد التغيرات الهيكلية والكيميائية الناتجة عن الحرارة غير المقصودة والتي تم تجاهلها سابقًا في نموذج بروتين صغير مستقر بشكل خاص، EHEEᵣd2₀005. تشير دراسات الرنين المغناطيسي النووي (NMR) إلى وجود ديناميكيات على مقاييس زمنية وحرارية متعددة. تؤدي زيادة مؤقتة في درجة الحرارة إلى ديميدات كيميائية تلقائية تظهر في طيف NMR، والتي نتحقق منها باستخدام تجارب الفصل الشعري والمطيافية الكتلية (MS). تؤدي درجات الحرارة المرتفعة أيضًا إلى تسريع كبير في معدلات تبادل الهيدروجين الذاتية وفقدان الإشارة في أطياف تداخل المونات النووية غير المتجانسة من التفكك المحلي. هذه الخسائر تتفق تمامًا مع تجارب تبادل الهيدروجين في درجة حرارة الغرفة وإرباك الروابط الهيدروجينية في محاكاة ديناميات الجزيئات. يكشف تحليلنا عن مبادئ مهمة لتصاميم البروتينات الصغيرة المستقبلية وإمكانية أن تؤدي الثبات العالي إلى حالات شكلية بديلة طويلة الأمد.