Funis, caminhos e o panorama energético da dobragem de proteínas: Uma síntese

A compreensão, e até mesmo a descrição da dobragem de proteínas, é dificultada pela complexidade do processo. Grande parte dessa complexidade pode ser descrita e entendida por meio de uma abordagem estatística da energetics da conformação de proteínas, isto é, do panorama energético. A abordagem do panorama energético estatístico explica quando e por que comportamentos únicos, como caminhos específicos de dobragem, ocorrem em algumas proteínas e explica, de forma mais geral, a distinção entre processos de dobragem comuns a todas as sequências e aqueles peculiares a sequências individuais. Essa abordagem também fornece novas percepções quantitativas para a interpretação de experimentos e simulações da termodinâmica e cinética da dobragem de proteínas. Especificamente, a imagem oferece explicações simples para a dobragem como uma transição de fase de primeira ordem em dois estados, para a origem de estados dobrados metastáveis colapsados e para os gráficos de Arrhenius curvados observados tanto em experimentos de laboratório quanto em simulações de rede discretas. A relação dessas ideias quantitativas com os caminhos de dobragem, com o comportamento uniexponencial vs. multiexponencial em experimentos de dobragem de proteínas e com o efeito de mutações na dobragem também é discutida. O sucesso das ideias do panorama energético na previsão da estrutura de proteínas também é descrito. O uso da abordagem do panorama energético para analisar dados é ilustrado com uma análise quantitativa de algumas simulações recentes e uma análise qualitativa de experimentos sobre a dobragem de três proteínas. O trabalho unifica várias ideias anteriormente propostas sobre o mecanismo de dobragem de proteínas e delimita as regiões de validade dessas ideias sob diferentes condições termodinâmicas.