# Моделирование мини-белка Trp-cage: при витрификации для крио-ЭМ доли конформаций смещаются слабо

- Опубликовано: 2026-11-05 03:31 UTC
- Раздел: Жизнь и здоровье › Биология и биохимия
- Теги: крио-ЭМ, витрификация, мини-белок Trp-cage, молекулярная динамика, марковская модель состояний, скорость охлаждения, конформационный ансамбль, равновесные населённости, стекловидный лёд
- Адрес: https://realtech.media/ru/news/rt-e0338209a995349f41be43d6_modelirovanie_mini_belka/

**Молекулярная динамика Trp-cage при семи скоростях охлаждения, самые медленные из которых соответствуют эксперименту, показала малые, но заметные сдвиги населённостей и способ их учесть.**

![Simulations of Trp-cage miniprotein show cryo-EM vitrification shifts conformer populations only slightly](https://sgzwpqqelzmajkcubgkl.supabase.co/storage/v1/object/public/rt-media/2026/11/14645b4fd59dda04.jpg)
*Yitzilitt, Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0*

Исследователи с помощью молекулярной динамики проверили, как быстрое охлаждение при подготовке образцов для крио-ЭМ меняет распределение конформаций белка. Работа опубликована в Proceedings of the National Academy of Sciences и охватывает более 50 миллисекунд симуляций мини-белка Trp-cage в равновесии и при охлаждении [1]. В одночастичной крио-ЭМ образец погружают в криоагент и витрифицируют, на что уходит около 22 микросекунд. Как этот этап влияет на ансамбль биомолекул, до сих пор было неизвестно [1].

## Скорости охлаждения и поведение воды

Авторы смоделировали семь скоростей охлаждения, различающихся на три порядка. Самые медленные из них соответствуют экспериментальным скоростям, при которых витрификация ещё происходит [1]. Они проанализировали подвижность молекул и уравнения состояния «плотность — температура» для воды с белком и без него. По их выводу, белок не изменяет витрификацию воды [1].

Чтобы отследить изменения конформации и связать их с кинетикой, команда построила марковскую модель состояний (MSM) Trp-cage. Она основана на 5,4 миллисекунды равновесной выборки при 277 K [1].

## Сдвиги населённостей и восстановление равновесия

Состояния MSM, характерное время которых превышает длительность неравновесного охлаждения, в целом были устойчивее к артефактам охлаждения [1]. В равновесном ансамбле при 230 K часть состояний исчезает. В ансамблях, полученных неравновесным охлаждением, не исчезло ни одно [1]. По данным авторов, вызванные охлаждением сдвиги населённостей малы, но наблюдаемы [1].

Для более лабильных состояний, которые охлаждение возмущает сильнее, авторы разработали термодинамическую схему вывода. Она восстанавливает равновесные населённости по измеренным витрифицированным ансамблям [1]. На этом основании они делают вывод, что крио-ЭМ может быть надёжным и точным биофизическим методом для изучения ансамблей биомолекул [1]. Расчёты выполнены для одного мини-белка — Trp-cage.

## Источники

1. [Proceedings of the National Academy of Sciences](https://doi.org/10.1073/pnas.2619560123)

---

Источник: RealTech, realtech.media — https://realtech.media/ru/news/rt-e0338209a995349f41be43d6_modelirovanie_mini_belka/