Методом молекулярной динамики изучен процесс разворачивания лизоцима из белка куриного яйца в воде и ее смесях с диметилсульфоксидом (ДМСО) с содержанием ДМСО от 5 до 100 мольных процентов при повышенной температуре. Для каждого состава смеси записывались траектории длиной 30 нс, для воды - траектории длиной 130 нс. В воде за это время в значительной степени разрушается вторичная структура лизоцима и третичные контакты, однако белок остается в виде компактной глобулы. В смесях воды с ДМСО глобулярная структура за время симуляции теряется, причем и вторичная, и третичная структура разрушаются гораздо быстрее, чем в чистой воде. Средние времена разрушения третичной структуры, определенные с использованием разных критериев образования развернутой формы, хорошо согласуются между собой и убывают с увеличением концентрации ДМСО вплоть до 30 мольных процентов, а при дальнейшем ее повышении стабилизируются на постоянном уровне.
лизоцим, денатурация, молекулярная динамика, кинетика
1. Laurents D.V., Baldwin R.L. Characterization of the unfolding pathway of hen egg white lysozyme. Biochemistry (Mosc.), 1997, vol. 36, no. 6, pp. 1496-1504.
2. Esposito A. [et al.] Influence of Glycerol on the Structure and Thermal Stability of Lysozyme: A Dynamic Light Scattering and Circular Dichroism Study. J. Phys. Chem. B., 2009. , vol. 113, no. 51, pp. 16420-16424.
3. Voets I.K. [et al.] DMSO-Induced Denaturation of Hen Egg White Lysozyme. J. Phys. Chem. B., 2010, vol. 114, no. 36, pp. 11875-11883.
4. Bhattacharjya S., Balaram P. Effects of organic solvents on protein structures: observation of a structured helical core in hen egg-white lysozyme in aqueous dimethylsulfoxide. Proteins., 1997, vol. 29, no. 4, pp. 492-507.
5. Roy S., Jana B., Bagchi B. Dimethyl sulfoxide induced structural transformations and non-monotonic concentration dependence of conformational fluctuation around active site of lysozyme. J. Chem. Phys., 2012, vol. 136, no. 11, p. 115103.
6. Zheng Y.-J., Ornstein R.L. A Molecular Dynamics and Quantum Mechanics Analysis of the Effect of DMSO on Enzyme Structure and Dynamics: Subtilisin. J. Am. Chem. Soc., 1996, vol. 118, no. 17, pp. 4175-4180.
7. Vaney M.C. et al. High-Resolution Structure (1.33 Å) of a HEW Lysozyme Tetragonal Crystal Grown in the APCF Apparatus. Data and Structural Comparison with a Crystal Grown under Microgravity from SpaceHab-01 Mission. Acta Crystallogr. D Biol. Crystallogr., 1996, vol. 52, no. 3, pp. 505-517.
8. Walser R., Mark A.E., van Gunsteren W.F. On the Temperature and Pressure Dependence of a Range of Properties of a Type of Water Model Commonly Used in High-Temperature Protein Unfolding Simulations. Biophys. J., 2000, vol. 78, no. 6, pp. 2752-2760.
