用粗粒正态分析淀粉样原纤维的力学特性

用粗粒正态分析淀粉样原纤维的力学特性

尹广灿，郭晋学，金在仁，罗成秀，严基豪

摘要

最近的实验研究表明，β肽聚合形成的淀粉样纤维具有与其他蛋白质材料(如肌动蛋白丝和微管)相当的优异力学性能。淀粉样原纤维的这些优异的力学特性与其在疾病表达中的功能作用有关。这表明有必要了解淀粉样纤维是如何通过具有结构层次的自聚集来获得显著的力学性能，突出了淀粉样蛋白的结构-性能-功能关系，而这种关系仍然是难以捉摸的。本文通过粗粒度正态分析，研究了人胰岛淀粉样多肽(hIAPP)的结构层次和结构形态。模拟结果表明，hIAPP纤维可以通过β多肽的反平行堆积等特定的聚集模式来获得良好的弯曲刚度。此外，我们还发现淀粉样蛋白的力学性质与长度有关。这种长度依赖的性质已从Timoshenko梁模型中阐明，该模型考虑了淀粉样蛋白弯曲的剪切效应。总之，我们的研究不仅揭示了编码纤维力学性能的分子结构的重要性，而且还揭示了剪切对纤维力学(弯曲)行为的影响。

这份手稿将于先进功能材料．