在蛋白質(zhì)中，鹽橋影響蛋白質(zhì)的功能及理化性質(zhì)，如酶的催化、蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用、蛋白質(zhì)-DNA/RNA相互作用、分子識別等，但是鹽橋形成機制目前還不清楚。青島能源所仿真模擬團隊利用該團隊優(yōu)化的pH滴定方法，測量了GB3中4對鹽橋在不同溫度條件下鹽橋的強度（見圖1），并闡明了鹽橋形成的機制。
研究發(fā)現(xiàn)，蛋白質(zhì)鹽橋會隨著溫度的升高而增強，通過范德霍夫方程(-2.303DpKa = DH/RT -DS/R）擬合得到DH 和DS，DH > 0和DS > 0, 表明熵驅(qū)動了鹽橋的形成，而焓變不利于鹽橋的形成（表1）。隨后，我們采用分子動力學(xué)模擬方法計算了鹽橋自由能隨溫度的變化，結(jié)果和實驗結(jié)論一致。計算研究表明，去溶劑化熵對鹽橋的形成起到了主導(dǎo)作用（見圖2），即鹽橋的形成導(dǎo)致了原本圍繞在離子周圍的水分子被釋放，從而增加了溶劑的熵值。
以上研究由青島能源所仿真模擬團隊姚禮山研究員主持完成，獲得國家自然科學(xué)基金的支持。
圖1 優(yōu)化的pH滴定方法
表1 鹽橋的熱動力學(xué)參數(shù)
圖2 分子動了學(xué)模擬鹽橋（H31-E27）形成所需的自由能
Ning Zhang,? Yefei Wang,? Liaoyuan An, Xiangfei Song, Qingshan Huang, Zhijun Liu and Lishan Yao*
Entropy Drives the Formation of Salt Bridges in Protein GB3. Angew. Chem.-Int. Edit.,2017.( ?co-author, just accepted, DOI: 10.1002/anie.201702968)
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201702968/full
