3D МЕЗОНИТИ

Главная  / Новости / 3D МЕЗОНИТИ

Спасибо нашим инвесторам из казино пин ап

3D-мезонити –

новое слово в фейс — лифтинге и армировании лица.

 3D-мезонити – уникальная система установки нитей, состоящей из инъекционной иглы – «проводника» и самой нити, закрепленной на игле – «проводнике», которые после установки нити в ткань, легко удаляются.

              3D-мезонити называются так из-за необычных свойств Инъекционной  иглы – «проводника» позволяющей проводить полноценной 3D — моделирование ткани на всех глубинах и во всех направлениях.

               Мезонити – рассасывающиеся плетеные синтетические нити на основе полидиоксанона и с покрытием из полигликолевой кислоты (полигидрокси – ацетиловой – ПГА) на инъекционных иглах – «носителях» различной длины 25, 40 и 60 мм.

Высокая упругость нитей позволяет им обеспечить «пружинный» эффект многократно накапливающий свое действие при установке сразу несколько нитей в одной  зоне при соблюдении определенной архитектуры при их установке. Создаваемый мягко – жесткий объемный каркас очень гармонично интегрирует в ткань, не вызывая внутреннего дискомфорта и внешне заметных деформаций (возможных при активной мимике  при других методах).

               Мягко-жесткий объемный  каркас создает «пружинно-арочную»

 архитектуру – своеобразные ребра жесткости в тканях, которые создаются по четким и определенным правилам, с учетом анатомических особенностей лица.

     Нити в живых тканях подвергаются распаду на привычные для организма метаболиты – воду и углекислый газ. Нити очень прочные и по истечении 60-80 суток сохраняют до 50 % прочностных свойств. По прошествии 180-240 суток они полностью рассасываются. Высокая скорость рассасывания нитей – их главное преимущество, так как не несет за собой нарушение микроциркуляции в зоне установки, не образует плотного фиброза в отличии от нитей более толстого диаметра, с большим периодом рассасывания (золотые и платиновые нити, нити – аптос, нерассасывающиеся нити).

В зоне установки нитей, которые полностью рассасываются через 180-240 суток остается легкое уплотнение соединительной ткани, которое и продолжает нести «каркасную» функцию в течение 18-24 месяцев. Затем процедуру необходимо повторить.

Подтяжка лица 3D – мезонитями не травматична для пациента (ввиду использования очень тонких нитей). При процедуре на коже не делается разрезов, а точечные места входа игл заживают быстро и не оставляют после себя следов. Данная процедура проводится под местной анестезией (крем) и практически безболезненна.

Доступная стоимость приятно радует не только врачей, но и потребителей. Эффект виден сразу. Еще примерно через 2 месяца вокруг мезонитей образуется каркас из молодой соединительной ткани и происходит уплотнение ткани в зоне установленной нити, что существенно укрепляет овал лица.

Показания для применения 3D – мезонитями:

1. 1.      Складки кожи и морщины на лице:

А) ярко выраженные носогубные складки,

Б) вертикальные лобные складки,

В) носо — слезная борозда,

Г) кисетные морщины и горизонтальные морщины лба,

Д) периорбитальные морщины,

Е) складки перед и за ушной раковиной.

      2. Гравитационный птоз подбородка и брылей.

      3. Опустившиеся наружные края бровей.

      4. Коррекция ассиметричных бровей и углов рта.

      4. Складки кожи на подбородке, шее, груди.

      5. Подвисы ткани на ягодицах, животе, руках и ногах.

 

Противопоказания:

1)    Различные острые инфекционные заболевания (ОРВИ, грипп и т. п.)

2)    Воспаление кожи в области будущего введения нитей.

3)    Онкологические заболевания.

4)    Некоторые заболевания крови (например, нарушения свертываемости крови).

5)    Беременность и лактация.

Подтяжка лица 3D мезонитями по доступной цене в Долгопрудном

Процедура 3d-мезонити представлят собой установку нитей в коже по определенным схемам для достижения наилучших результатов уплотнения кожи и уменьшения глубины морщин. Хорошие результаты 3d-мезонити дают при коррекции морщин в области межбровья и лба у пациентов, нечувствительных к ботулиническому токсину. При омоложении кожи подбородочной области, шеи и декольте использование мезонитей позволяет значительно уменьшить дряблость кожи в этих областях.

Стоимость 3d-мезонитей

Услуга	Время	Цена
Мезонити
Линейные мезонити (1 нить). Для армирования одной области используется 10-20 нитей.		800р
Спиральные мезонити (1 нить). Для армирования одной области используется 10-20 нитей.		1200р
Обезболивание
Крем «Акриол Про»	30 мин	500р

Планируете омоложение кожи 3d-мезонитями? Записывайтесь на консультацию и процедуру к профессиональным врачам-косметологам клиники Beauty Medicine!

Записывайтесь на прием

МЕЗОНИТИ – это система, состоящая из инъекционной иглы-проводника и самой нити, которая закреплена на остром конце иглы. После установки нити в ткань, на обратном ходе иглы, нить легко отделяется от проводника.

ИГЛА-ПРОВОДНИК произведена из специальной медицинской стали, повышенной гибкости, что обеспечивает высокое качество моделирования рельефа кожи.

НИТЬ состоит из рассасывающегося биосовместимого шовного материала ПОЛИДИОКСАНОНА. Полное рассасывание нити проходит в течение 180 – 200 дней (6-9 месяцев) с сохранением результата, за счет образования собственного коллагена, в течение 1,5 — 2 лет. Полидиоксанон используется в хирургии более 30 лет, хорошо изучен и безопасен для организма.

КАК ПРОХОДИТ ПРОЦЕДУРА

• Перед процедурой установки 3d-мезонитей врач-косметолог проводит подробную консультацию и наносит разметку.
• Затем наносится обезболивающий крем на 20-30 минут
• По нанесенной разметки врач проводит установку 3d-мезонитей. Минимальная травматизация обеспечивает короткий период реабилитации. Одномоментно введённые нити образуют равномерный каркас.

Уплотнение кожи происходит постепенно, за счет стимуляции клеток дермы, направленных на выработку коллагена и эластина. Эффект от процедуры нарастает на протяжении 1-2 месяцев (2-4 месяца у пациенток в преклимактерическом и климактерическом периоде).

Для процедур 3d-мезонити в клинике косметологии Beauty Medicine используются нити , производимые Южнокорейской компанией Jeil Tech Co. Ltd, Сеул — Tightening Threa, безопасность которых подтверждена регистрационным удостоверением минздрава РФ — РУ №РЗН 2013/1256.

Материал подготовлен: Врач дерматолог-косметолог Соловых Н.А.

---

* Имеются противопоказания. Требуется консультация врача.

---

Поделиться:

---

С вами работают:

Вам также будет интересно:

Не знаете, какую процедуру выбрать?
Пройдите онлайн-тестирование и получите индивидуальный план косметологических процедур!

3D-мезонити: как проводится процедура и каков результат

Такое направление эстетической медицины, как подтяжка кожи лица (лифтинг) с помощью нитей, давно не является новинкой. Применяемые методики, пройдя путь от использования материалов на основе золота и платины, достигли совершенства в технологии подтяжки кожи 3D-мезонитями, иногда называемой тредлифлингом.

Что это?

Мезонитью называют систему, которую составляют невероятно тонкие (не толще 0,03 см) игла из медицинской стали и нить из синтетического полимерного материала – полидиоксанона.

Такое химическое вещество способно контролируемо (в среднем – за 200 дней) разрушаться в биологической среде организма.

Как и почему это работает?

Благодаря своей уникальной толщине, мезонить вводится в подкожно-жировую клетчатку без повреждения тканей. Когда иглу удаляют, нить остается под кожей в виде сетки, которая за время своей жизни оплетается волокнами коллагена с формированием своеобразного поддерживающего каркаса. После растворения полимерного материала коллагеновый каркас поддерживает эффект еще порядка двух лет.

Использование нитей разной толщины позволяет проводить подтяжку кожи не только лица, но и других проблемных участков – зоны декольте, бедер.

Кому поможет?

Методика тредлифтинга малоэффективна только в ситуации с очень толстой кожей или при значительно выраженном птозе (опущении века). Во всех остальных случаях подтяжка лица (и не только) 3D-нитями зарекомендовала себя великолепно.

Подтяжка кожи показана тем, кому требуется:

• убрать мелкие морщинки на лбу, в уголках глаз, межбровье, вокруг рта;
• подтянуть небольшие брыли;
• сделать четким контур лица;
• приподнять внешние края бровей;
• подтянуть кожу в области декольте, на бедрах, руках и пр.;
• нормализовать упругость кожи после резкой потери веса;
• профилактика возрастных процессов.

Каковы противопоказания?

Не проводится подтяжка кожи мезонитями при:

• инфекционных, аутоиммунных и онкологических заболеваниях;
• нарушениях процессов свертывания крови;
• психических расстройствах;
• выраженных патологиях сердечно-сосудистой системы;
• наличии воспалений в области вмешательства;
• беременности и кормлении грудью;
• склонности к формированию гипертрофических рубцов, келоидов и т. п.;
• наличии установленных ранее несаморазрушаемых филлеров.

Как подготовиться?

1. За неделю до процедуры следует исключить прием ацетилсалициловой кислоты, антикоагулянтов.
2. Нежелательно проведение манипуляций во время менструации.
3. Непосредственно перед установкой мезонитей, на кожу наносят крем с анестетическим эффектом.

Возможны ли осложнения?

Процедура переносится очень хорошо, хотя в зоне коррекции возможны:

• образование мелких гематом;
• ощущение онемения и покалывания;
• легкий дискомфорт.

Проведение процедуры в клинике «Лазерный доктор» высокопрофессиональными специалистами позволит исключить проблемы, обуславливаемые неправильной установкой, такие как:

• асимметрия лица;
• контурирование нити;
• эффект гармошки и др.

Какой эффект наблюдается?

• молодость и здоровый внешний вид;
• эластичность, упругость, гладкость и шелковистость кожи;
• нормализация мышечного тонуса;
• улучшение контуров лица и/или тела;
• уменьшение лишних объемов.

Узнайте больше о лифтинге мезонитями на сайте Лазерного Доктора

Записаться на прием on-line

Ordinacija Opal |

Представляют собой инновационные технологии подтяжки, лифтинга и омоложения кожи и подкожной клетчатки.

Мезонить тонкая, мягкая, гибкая и нить, изготовленная из биоразлагаемого материала — полидиоксанона. Это материал, который давно используется в хирургии, безопасен и имеет сертификаты FDA и CA.

Мезонити

имеют тонкий диаметр и через 6-8 месяцев полностью разлагаются в тканях, что отрицательно сказывается на инвалидах.

Мезонити утоплены внутри эластичной иглы. Игла служит для легкого и быстрого продвижения по коже в разных направлениях и на разных уровнях, благодаря чему кожа обеспечивает прочную механическую поддержку в виде армирующей сетки. Через 6-8 месяцев либо полностью разрушается, либо служит для стимулирования комплекса репаративных процессов, которые приводят к подтяжке и омоложению кожи.

Кроме того, нити Meso имеют функцию:

• стимулируют выработку новых коллагеновых волокон, которые обеспечивают упругость и упругость кожи
• стимулирует выработку эластина, придавая коже эластичность
• производит гиалуроновую кислоту и множество факторов роста
• улучшает микроциркуляцию кожи увеличивает поступление кислорода и питательных веществ

Результатом всех этих процессов является подтянутая кожа с меньшим количеством морщин, более увлажненная и эластичная.

Растворимые мезонити революционны, потому что они предназначены для стимулирования выработки нашего собственного коллагена, который остается в коже и даже полностью исчезает. Эффект подтяжки кожи продлевается на несколько лет с сохранением естественной мимики и внешнего вида.

Омолаживающая процедура

Mesothreads идеально подходит для людей, которым не требуется хирургическая подтяжка лица и которые хотят подтянуть кожу лица, укрепить и тонизировать морщины. Эфкасан для подтяжки верхней трети лица с коррекцией вертикальных и горизонтальных морщин на лбу, вокруг глаз, средней трети людей с носогубными морщинами.Дает отличные результаты при подтяжке кожи нижней трети лица и шеи, где дряблая кожа особенно заметна. Каждую из этих областей можно рассматривать отдельно или в целом.

Заявка на патент США на МНОГОКОМПОНЕНТНУЮ МЕСО НИТУ, СОДЕРЖАЩУЮ ГИАЛУРОНОВУЮ КИСЛОТУ И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОДИНАКОВЫХ (ВАРИАНТОВ) Патентная заявка (Заявка № 20180064614 от 8 марта 2018 г.)

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

Настоящая заявка является национальной фазой входа в международную патентную заявку №PCT / RU2016 / 000208, поданная 11 апреля 2016 г. , и испрашивает приоритет по заявке на патент России № 2015116096, поданной 28 апреля 2015 г., все спецификации обеих из которых прямо включены в настоящий документ посредством ссылки.

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Группа изобретений относится к области эстетической, пластической и реконструктивной косметологии / медицины, а именно к мезотерапевтическим нитям, используемым для коррекции эстетических и возрастных изменений кожи, а также к способам их устранения. изготовить их.

Уровень техники

На сегодняшний день одним из направлений в индустрии материалов для косметологии и пластической хирургии является разработка и производство мезотерапевтических нитей (микронити, 3D-нити), косметологических нитей, используемых для выполнения малоинвазивной техники тредлифтинг. Метод заключается в подкожном введении мезонити для укрепления тканей лица и устранения птоза с помощью биоразлагаемых мезонити, которые позволяют моделировать ткани на любых участках, включая части лица и тела, которые не поддаются лечению другими технологиями. Мезонить — это нить, используемая для трехмерного моделирования контуров лица и тела, а также для соединения тканей с образованием рубца или эпителизации. Мезонити могут выравнивать рельеф кожи благодаря сжимающему действию подкожно введенных нитей. Обязательным условием клинического эффекта биоармирования является создание стрингеров, обеспечивающих выраженный и длительный подъем мягких тканей.

Мезонити изготавливаются из нитей с моноволоконной структурой, высокой биосовместимостью, оптимальными физико-механическими свойствами (прочность, жесткость, деформационные характеристики, «эффект памяти» нити) и устойчивостью к инфекциям.Выполнив свои функции и образовав нормальный прочный рубец, мезонити должны полностью разрушиться, а продукты их распада будут включены в метаболизм организма, не оказывая на него отрицательного воздействия. Другими словами, процедура нитевого лифтинга должна быть обратимой (с сохранением эффекта от 0,5 до 2 лет) и совместимой с другими омолаживающими процедурами.

Это точный перевод PCT / RU2016 / 000208

В настоящее время существуют различные мезонити из разных материалов.В эстетической терапии используется подтяжка кожи с помощью золотых нитей (например, патент KR 1020140071885, 6 декабря 2014 г.). Этот метод эффективен, но все же имеет свои недостатки. Золотые нити не разлагаются биологически и могут вызывать аллергию, поскольку содержат металлы; Пациентам, у которых была подтянута кожа с помощью золотых нитей, больше не допускается большинство инструментальных физиотерапевтических процедур и пластических операций.

Наиболее подходящим материалом для изготовления мезонитей являются биоразлагаемые полимеры.Одним из наиболее широко используемых в настоящее время является полидиоксанон (PDO). Нити из него обладают исключительной биосовместимостью и разлагаются в течение 8 месяцев, эластичны, не производят эффекта «пилы» и атравматичны.

На техническом уровне патент РФ № 2524610, опубликованный в 2014 г. (прототип), описывающий многокомпонентную мезонить, состоящую из полидиоксанонового ядра и покрытия из полигликолевой кислоты, для коррекции эстетических и возрастных изменений кожи. .

К недостаткам мезонитей на основе PDO можно отнести: такие нити полностью разлагаются в организме человека путем гидролиза в течение 4-8 месяцев; промежуточные продукты гидролиза накапливаются в организме рядом с участками введения мезонити.Поскольку продукты гидролиза мезонитей на основе PDO имеют кислую природу, они вызывают локальное снижение уровня pH окружающей среды и, следовательно, умеренную (от низкого до среднего) тканевую реакцию. Пока нет способа избежать этого, поскольку PDO разлагается только за счет гидролиза воды, когда кислая среда запускает автокаталитический эффект, который ускоряет дальнейшее разложение PDO. Исследования показывают, что PDO в некоторой степени подавляет адгезию макрофагов и вызывает эффект местной иммуносупрессии в области имплантации: наблюдается снижение как уровня гуморального, так и клеточного иммунитета, в основном NK-лимфоцитов. Уменьшение количества NK-лимфоцитов приводит к развитию онкологических заболеваний и обострению вирусных инфекций.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Группа, занимающаяся настоящим изобретением, стремится создать прочные мезонити из натуральных полимеров, биосовместимые с тканями тела и разрушающиеся в течение 0,5-2 лет, в зависимости от толщины покрытия.

Технический результат — создание мезонитей, которые лучше биосовместимы с тканями человека и тем самым исключают тканевые реакции, риск инфильтрации, аллергии или гематом.

Для решения данного вопроса и обеспечения технического результата предлагается многокомпонентная мезонить, состоящая из сердцевины и покрытия. Ядро представляет собой нить (нити) из фиброина, а покрытие содержит гиалуроновую кислоту (HA) или ее соль, или полиэлектролитный комплекс (PEC) гиалуроновой кислоты или ее соли с хитозаном или его солью.

Может использоваться одна из следующих солей гиалуроновой кислоты: тетраалкиламмоний, литий, натрий, калий, кальций, магний, барий, цинк, алюминий, медь, аурат или смешанная соль и гидросоль гиалуроновой кислоты.

В качестве хитозана предлагается использовать хитозан со степенью деацетилирования более 50%. В качестве соли хитозана мы предлагаем использовать ацетат хитозана, хлорид хизотана или лактат хитозана.

Ядро и / или покрытие могут также содержать пластифицирующий агент. Пластифицирующим агентом может быть, в частности, поливиниловый спирт.

Покрытие может дополнительно содержать противоинфекционный и / или антисептический агент, и / или антибиотик. В качестве противоинфекционного агента можно использовать бета (5-нитрофурил-2) -акролеин.В качестве антисептика используется моногидрат хлорида бензилдиметил [3- (миристоиламино) пропил] аммония.

Покрытие может дополнительно содержать связующий (герметизирующий) агент, являющийся одним из следующих: диглицидиловый эфир этиленгликоля, диглицидиловый эфир диэтиленгликоля, диглицидиловый эфир триэтиленгликоля, диглицидиловый эфир полиэтиленгликоля, диглицидиловый эфир пропиленгликоля, 1,4-бутандиол , Диглицидиловый эфир 6-гександиола, генипин.

Мы также предлагаем многокомпонентную мезонить, состоящую из ядра и покрытия, ядро ​​представляет собой фиброиновую нить и покрытие, содержащее гиалуроновую кислоту или ее соль или полиэлектролитный комплекс гиалуроновой кислоты или ее соли с хитозаном или его солью, а также а также поливиниловый спирт в качестве пластификатора.

Мы предлагаем способ получения двухкомпонентной мезонити, состоящей из ядра, представляющего собой фиброиновую нить, и покрытия, содержащего гиалуроновую кислоту или ее соль. Этот способ включает, во-первых, приготовление образующего раствора гиалуроновой кислоты или ее соли, предварительно набухшей и растворенной в воде; после растворения в раствор вводят 10-40 мас.% этилового спирта; Готовый раствор выдерживают 22 ± 2 часа при температуре 22 ± 2 ° С до полной готовности (до созревания) и деаэрации.Затем фиброиновая нить протягивается через формирующий раствор гиалуроновой кислоты или ее соли и калиброванное сопло (фильеру) и сушится.

Мы также предлагаем способ получения многокомпонентной мезонити, состоящей из ядра, представляющего собой фиброиновую нить, и покрытия, содержащего полиэлектролитный комплекс гиалуроновой кислоты или ее соли с хитозаном или его солью. Этот метод предполагает, что образующийся раствор гиалуроновой кислоты или ее соли сначала готовят следующим образом: гиалуроновую кислоту или ее соль предварительно набухают и растворяют в воде; после растворения в раствор вводят 10-40 мас.% этилового спирта; готовый раствор выдерживают 22 ± 2 часа при температуре 22 ± 2 ° С.до полной готовности и деаэрации. Затем образующийся раствор хитозана или его соли готовят следующим образом: хитозан или его соль предварительно набухают в воде, затем постепенно смешивают с количеством концентрированной уксусной кислоты, равным содержанию хитозана; после растворения хитозана вводят 10-40 мас.% этилового спирта. Готовый раствор выдерживают 22 ± 2 часа при температуре 22 ± 2 ° С до полной готовности. На первом этапе фиброиновая нить протягивается через формирующий раствор гиалуроновой кислоты или ее соли и калиброванное сопло и сушится.На втором этапе полученная на первом этапе нить протягивается через формирующий раствор хитозана или его соли или формирующий раствор гиалуроновой кислоты или его соли таким образом, чтобы слои гиалуроновой кислоты или ее соли чередовались со слоями. хитозана или его соли. Затем нить протягивается через калиброванную насадку и сушится. Второй этап повторяется n раз.

Формирующий раствор гиалуроновой кислоты и / или формирующий раствор хитозана дополняется связующим агентом (до 10 мас.% От веса полимера), который является одним из следующих: диглицидиловый эфир этиленгликоля, диглицидиловый эфир диэтиленгликоля, диглицидиловый эфир триэтиленгликоля, диглицидиловый эфир полиэтиленгликоля, диглицидиловый эфир пропиленгликоля, диглицидиловый эфир 1,4-бутандиола, диглицидиловый эфир 1,6-гександиола, глутаровый альдегид, генипин.

Формирующий раствор гиалуроновой кислоты или формирующий раствор хитозана дополняется связующим агентом (поливиниловым спиртом).

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Нить, сделанная из фиброина (предпочтительно фиброина шелка), очень гигроскопична и адгезионна для макромолекул хитозана и гиалуроновой кислоты. В качестве фиброиновой нити может использоваться хирургическая шелковая нить, содержащая более 99% фиброина, без покрытия.

Хитозан — линейный катионный полисахарид с высокой биосовместимостью, а также антибактериальными, ранозаживляющими, кровоостанавливающими и антисептическими свойствами.В организме человека хитозан метаболизируется до D-глюкозамина с лизоцимом. Гиалуроновая кислота — это линейный анионный полисахарид, один из компонентов внеклеточного матрикса, с высокой адсорбционной и водоудерживающей способностью и важной ролью в пролиферации и миграции клеток.

Поскольку полисахариды имеют очень высокий уровень энергии когезии, почти все они не плавятся: их температура плавления выше, чем температура их разложения. Полисахариды можно перерабатывать в продукты, в том числе нити, только с помощью растворов.

Технологически простой способ получения нитей, содержащих ГК, заключается в обработке волокнистых материалов растворами полимера (или полимерной композиции) с последующим испарением растворителя. Покрытие затвердевает в результате испарения растворителя или дисперсионной среды, а также в результате химической реакции с отвердителем или осадителем. Следует отметить, что технологический процесс определяется требованиями, предъявляемыми к готовым ниткам как к медицинским материалам.

Присутствие аминогруппы, свободной от макромолекул хитозана, в каждом элементарном звене (карбоксильная группа для гиалуроновой кислоты) придает им свойства полиэлектролитов, полиоснований и поликислот, соответственно. Следовательно, при нанесении слой за слоем хитозан или его соль и гиалуроновая кислота или его соль образуют полиэлектролитные комплексы (PEC) в виде монослоев полиэлектролитов (PEM). Каждый раз при нанесении слоя небольшое количество полиэлектролита адсорбируется, и поверхностный заряд восстанавливается. Этот подход представляет собой способ постепенного и контролируемого формирования слоев поликатион-полианион в виде электростатически запечатанных пленок. Основное преимущество резьбы с покрытием PEC заключается в том, что нет необходимости использовать дополнительные связующие вещества. Полиэлектролитические комплексы гиалуроновой кислоты с хитозаном не растворимы в воде, и в живом организме они биоразлагаются медленнее, чем их отдельные компоненты.

Добавление поливинилового спирта (ПВС) в формовочный раствор снижает его поверхностное натяжение и увеличивает прядь.Мезонить с пластифицирующим агентом ПВА имеет более гладкую поверхность, высокую эластичность и более длительное время биодеградации в организме. В качестве пластифицирующего агента используется ПВС со степенью деацетилирования более 99% и молекулярной массой 5-100 кДа. Водный раствор ПВС готовят на водяной бане при температуре 88 ± 2 ° С. После полного растворения ПВС в раствор вводят до 20 мас.% Этилового спирта. ПВА добавляется в виде раствора таким образом, чтобы содержание ПВА составляло 0.1-20 мас.% По отношению к хитозану или гиалуроновой кислоте.

Молекулярная масса гиалуроновой кислоты, используемой для изготовления мезонити, находится в диапазоне от 2 до 2000 кДа.

Молекулярная масса хитозана, используемого для изготовления мезонити, находится в диапазоне от 1 до 1000 кДа.

В некоторых случаях предлагается ввести в структуру нити антисептические средства, чтобы придать ей лучшие противоинфекционные свойства. Антисептик может представлять собой, например, мирамистин (моногидрат бензилдиметил [3- (миристоиламино) пропил] аммонийхлорида), хлоргексидин или бриллиантовый зеленый.

Предпочтительным связывающим агентом для хитозана, гиалуроновой кислоты и фиброина является генипин. Генипин — химическое соединение, содержащееся в экстракте плодов гардении. Это отличный связующий агент для белков и хитозана. Он имеет самую низкую токсичность среди связующих агентов. Генипин придает нитям фиолетовый цвет. Добавление генипина делает нить более заметной на рабочем поле, поэтому нет необходимости вводить краситель в рецептуру нити. По мере разрушения нити фиолетовый исчезает.Генипин обладает выдающимися противовоспалительными свойствами.

Связующий агент внутри нити помогает удерживать воду внутри, делая нить более эластичной и позволяя ей оставаться в тканях в течение более длительного времени (необходимого для восстановления ткани), тем самым позволяя контролировать период биодеградации нити.

Изобретение поясняется следующими примерами.

Для всех растворов масса полимеров рассчитывалась исходя из удельного объема и концентрации раствора, учитывая также влажность полимеров.

Пример 1

Шелковая хирургическая нить с условным числом 10/0 (истинный диаметр 0,020-0,029 мм) протягивается через раствор гиалуроновой кислоты (концентрация HA составляет 1,0% масс, молекулярная масса HA составляет 1000 кДа) и калиброванная насадка диаметром 0,7 мм. Затем нить проходит через термическую печь с температурой 100-120 ° C и закалочный канал высотой 1,5 м при температуре 60-80 ° C, где она сушится. Скорость формования составляет 3 м в минуту. Полученная мезонить имеет покрытие из гиалуроновой кислоты толщиной 4 мкм.Содержание гиалуроновой кислоты 3%. Относительная прочность на разрыв резьбы составляет 15 сН / текс, удлинение при разрыве составляет 18,0%, а модуль упругости составляет 6 гПа. Полученная нить представляет собой псевдомонить, не имеющую капиллярных каналов между нитями и хорошо совместимую с тканями тела. Общая оценка тканевой реакции на 15-й день после инъекции низкая-средняя, ​​а через 4 и 6 месяцев — низкая. Потеря прочности шелковой нити с покрытием после введения в организм происходит через 2-3 месяца; нить полностью разрушается в течение 4-6 месяцев.

Пример 2

Шелковая хирургическая нить с условным числом 8/0 (истинный диаметр 0,040–0,049 мм) протягивается через раствор гиалуроновой кислоты (концентрация HA составляет 0,5 мас. %, Молекулярная масса HA составляет 1000 кДа) и калиброванная насадка диаметром 0,7 мм. Затем нить проходит через термическую печь с температурой 100-120 ° C и закалочный канал высотой 1,5 м при температуре 60-80 ° C, где она сушится. Скорость формования 5 м / мин. Полученная нить имеет покрытие из гиалуроновой кислоты толщиной 3 мкм.Содержание гиалуроновой кислоты 2%. Относительная прочность на разрыв резьбы составляет 20 сН / текс, удлинение при разрыве составляет 18,5%, модуль упругости составляет 5,8 гПа. Полученная нить представляет собой псевдомонить, не имеющую капиллярных каналов между нитями и хорошо совместимую с тканями тела. Общая оценка тканевой реакции средняя на 15-й день после инъекции, низкая-средняя через 4 и 6 месяцев и низкая через 8 месяцев. Потеря прочности шелковой нити с покрытием после введения в организм происходит через 2-3 месяца; нить полностью разрушается в течение 10 месяцев.

Пример 3

Шелковая хирургическая нить с условным числом 3/0 (истинный диаметр 0,20-0,29 мм) протягивается через раствор гиалуроновой кислоты (концентрация ГК составляет 2,0% масс, молекулярная масса ГК составляет 1000 кДа) и калиброванная насадка диаметром 1,5 мм. Затем нить проходит через термическую печь с температурой 110-130 ° C и закалочный канал высотой 1,5 м при температуре 80-100 ° C, где она сушится. Скорость формования 2 м / мин. Полученная нить имеет покрытие из гиалуроновой кислоты толщиной 15 мкм.Содержание гиалуроновой кислоты 18%. Относительная прочность на разрыв резьбы составляет 33 сН / текс, удлинение при разрыве составляет 17,0%, а модуль упругости составляет 7,1 гПа. Полученная нить представляет собой псевдомонить, не имеющую капиллярных каналов между нитями и хорошо совместимую с тканями тела. Общая оценка тканевой реакции на 15-й день после инъекции низкая-средняя, ​​через 4 и 6 месяцев — низкая, а через 8 месяцев — низкая. Потеря прочности шелковой нити с покрытием после введения в организм происходит через 3-4 месяца; нить полностью разрушается в течение 12 месяцев.Нить обладает выдающимися характеристиками стрессоустойчивости и оптимальной тканевой реакцией на ее присутствие в организме.

Пример 4

В отличие от примера 1 нить протягивают через раствор гиалуроновой кислоты (концентрация HA составляет 8,0 мас. %, Молекулярная масса HA составляет 30 кДа). Полученная нить имеет покрытие из гиалуроновой кислоты толщиной 73 мкм. Содержание гиалуроновой кислоты 82%. Относительная прочность на разрыв резьбы составляет 15 сН / текс, относительное удлинение при разрыве составляет 15.1%, модуль упругости 8,4 гПа. Полученная нить представляет собой псевдомонить, не имеющую капиллярных каналов между нитями и хорошо совместимую с тканями тела. Общая оценка тканевой реакции низкая на 15-й день после инъекции и низкая через 4 месяца. Потеря прочности шелковой нити с покрытием после введения в организм происходит через 1 месяц; нить полностью разрушается в течение 5 месяцев. Фиброиновая нить с покрытием из концентрированного раствора ГК с низкой молекулярной массой способствует быстрой васкуляризации ретикулярной соединительной ткани в естественных условиях без каких-либо следов фиброза, сохраняя относительную прочность нити.Нить имеет высокий модуль упругости, благодаря чему проявляется ярко выраженный «эффект памяти». Его особенность в том, что его толщина обусловлена ​​полисахаридным слоем ГК, который фактически контактирует с тканями тела.

Пример 5

В отличие от примера 4, связывающий агент добавляют в образующий раствор гиалуроновой кислоты, а именно 1,4-бутандиолдиглицидиловый эфир (BDDE) и мирамистин в качестве антисептика. Добавка BDDE составляет 1% от веса гиалуроновой кислоты, модуль упругости 6.4 гПа. Полученная нить имеет покрытие, содержащее ГК, которое не растворяется в воде, но может набухать в воде. Толщина покрытия 39 мкм. Содержание гиалуроновой кислоты 54%. Относительная прочность на разрыв резьбы составляет 19 сН / текс, относительное удлинение при разрыве составляет 25,5%. Полученная нить представляет собой псевдомонить, не имеющую капиллярных каналов между нитями и хорошо совместимую с тканями тела. Общая оценка тканевой реакции низкая на 15-й день после инъекции и низкая через 4 месяца.Потеря прочности шелковой нити с покрытием после введения в организм происходит через 2-3 месяца; нить полностью разрушается в течение 6-7 месяцев. Фиброиновая нить с покрытием HA, где HA химически запечатана (не растворима в воде) с низким молекулярным весом, способствует быстрой васкуляризации ретикулярной соединительной ткани в естественных условиях без каких-либо следов фиброза, сохраняя относительную прочность нити. Нить представляет собой оптимальное сочетание модуля упругости и эластичности при набухании.Его способность удерживать воду увеличивает нежелательную проницаемость; однако присутствие мирамистина (антисептика) в формуле нити предотвращает появление воспалений.

Пример 6

Шелковая хирургическая нить с условным числом 11/0 (истинный диаметр 0,010-0,19 мм) протягивается через раствор хитозана (концентрация хитозана составляет 1,0 мас.%, 1,0 мас.% Для уксусной кислоты) и калиброванная насадка диаметром 1 мм. Затем нить проходит через термическую печь с температурой 100-120 ° C.и закалочный канал высотой 1,5 м при температуре 60-80 ° C, где он сушится. Скорость формования составляет 3 м в минуту. Затем нить протягивают через раствор гиалуроновой кислоты (концентрация ГА составляет 1,0 масс. И калиброванное сопло диаметром 1 мм. Затем нить пропускают через термическую печь с температурой 100-120 ° C и 1,0. м высотой закалочного канала при 60-80 ° С, где он сушится. Скорость формования составляет 3 м в минуту. В соответствии с выбранными условиями и параметрами применения (температура в печи и в закалочном канале, диаметр сопла, скорость формирования, концентрации хитозана и гиалуроновой кислоты, вязкость растворов) полученная нить имеет покрытие из полиэлектролитического комплекса гиалуроновой кислоты и хитозана толщиной 18 мкм.Содержание ПЭК гиалуроновой кислоты и хитозана составляет 10%. Относительная прочность на разрыв резьбы составляет 16 сН / текс, удлинение при разрыве — 16,0%, модуль упругости — 6,8 гПа.

Полученная нить представляет собой псевдомонить, не имеющую капиллярных каналов между нитями и хорошо совместимую с тканями тела. Общая оценка тканевой реакции низкая на 2-й день после инъекции, низкая на 15-й день и низкая через 3 месяца. Потеря прочности шелковой нити с покрытием после введения в организм происходит через 2 месяца; нить полностью разрушается в течение 4-5 месяцев.Фиброиновая нить с покрытием из ПЭК гиалуроновой кислоты и хитозана обладает кровоостанавливающими и антибактериальными свойствами, способствует васкуляризации ретикулярной соединительной ткани в естественных условиях без образования рубца.

Пример 7

В отличие от примера 6, используется шелковая нить с условным числом 9/0 (истинный диаметр 0,030-0,039 мм), поэтому полученная нить имеет покрытие из полиэлектролитного комплекса гиалуроновой кислоты с хитозаном, Толщина 20 мкм. Содержание ПЭК гиалуроновой кислоты и хитозана составляет 16%.Относительная прочность на разрыв резьбы составляет 26 сН / текс, удлинение при разрыве составляет 16,0%, модуль упругости составляет 7,3 гПа. Полученная нить представляет собой псевдомонить, не имеющую капиллярных каналов между нитями и хорошо совместимую с тканями тела. Общая оценка тканевой реакции на 2-й день после инъекции низкая-средняя, ​​на 15-й день — низкая, а через 5 месяцев — низкая. Потеря прочности шелковой нити с покрытием после введения в организм происходит через 5 месяцев; нить полностью разрушается в течение 7-8 месяцев.Фиброиновая нить с покрытием из ПЭК гиалуроновой кислоты и хитозана обладает кровоостанавливающими и антибактериальными свойствами, способствует васкуляризации ретикулярной соединительной ткани в естественных условиях без образования рубца.

Пример 8

В отличие от примера 6, используется шелковая нить с условным числом 4/0 (истинный диаметр 0,15-0,19 мм), поэтому полученная нить имеет покрытие из полиэлектролитного комплекса гиалуроновой кислоты с хитозаном, Толщина 26 мкм. Общее содержание ПЭК составляет 21%.Относительная прочность на разрыв резьбы составляет 20 сН / текс, удлинение при разрыве составляет 16,5%, модуль упругости составляет 7,9 гПа. Полученная нить представляет собой псевдомонить, не имеющую капиллярных каналов между нитями и хорошо совместимую с тканями тела. Общая оценка тканевой реакции на 15-й день после инъекции низкая-средняя, ​​а через 8 месяцев — низкая. Потеря прочности шелковой нити с покрытием после введения в организм происходит через 6 месяцев; нить полностью разрушается в течение 10-12 месяцев.Фиброиновая нить с покрытием из ПЭК гиалуроновой кислоты и хитозана обладает кровоостанавливающими и антибактериальными свойствами, способствует васкуляризации ретикулярной соединительной ткани в естественных условиях без образования рубца. Эта нить отличается высоким модулем эластичности. После введения мезонити в подкожную складку нить пытается расшириться, тем самым сглаживая лицевую складку.

Пример 9

В отличие от примера 6, концентрация хитозана в формирующем растворе составляет 2%, а концентрация гиалуроновой кислоты в формирующем растворе составляет 3%, поэтому полученная нить имеет покрытие из полиэлектролитного комплекса гиалуроновой кислоты. с хитозаном, толщиной 20 мкм.Общее содержание ПЭК составляет 23%. Относительная прочность на разрыв резьбы составляет 19 сН / текс, удлинение при разрыве составляет 15,5%, модуль упругости составляет 9,1 гПа. Полученная нить представляет собой псевдомонить, не имеющую капиллярных каналов между нитями и хорошо совместимую с тканями тела. Общая оценка тканевой реакции на 15-й день после инъекции низкая-средняя, ​​а через 8 месяцев — низкая. Потеря прочности шелковой нити с покрытием после введения в организм происходит через 4 месяца; нить полностью разрушается в течение 8-9 месяцев.Эта нить выделяется своим модулем высокой эластичности, который придает нити «эффект памяти», и своей толщиной, обусловленной множеством слоев полиэлектролита, контактирующих с тканями тела.

Пример 10

В отличие от примера 9 скорость формования составляет 2 м в минуту, а диаметр сопла составляет 1,5 мм, поэтому полученная нить имеет покрытие из полиэлектролитного комплекса гиалуроновой кислоты с хитозаном толщиной 22 мкм. Общее содержание ПЭК составляет 28%. Относительная прочность на разрыв резьбы составляет 19 сН / текс, относительное удлинение при разрыве — 16.0%, модуль упругости 10,2 гПа. Полученная нить представляет собой псевдомонить, не имеющую капиллярных каналов между нитями и хорошо совместимую с тканями тела. Общая оценка тканевой реакции на 15-й день после инъекции низкая-средняя, ​​а через 8 месяцев — низкая. Потеря прочности шелковой нити с покрытием после введения в организм происходит через 4 месяца; нить полностью разрушается в течение 8 месяцев. Эта нить выделяется своим модулем высокой эластичности, который придает нити «эффект памяти», и своей толщиной, обусловленной множеством слоев полиэлектролита, контактирующих с тканями тела.

Пример 11

В отличие от примера 6, концентрация хитозана в формирующем растворе составляет 0,5%, а концентрация гиалуроновой кислоты в формирующем растворе составляет 3%, а количество n проходов нити через формирующие растворы хитозана и гиалуроновой кислоты — 3. Полученная нить имеет покрытие толщиной 23 мкм из полиэлектролитического комплекса гиалуроновой кислоты и хитозана. Общее содержание ПЭК 30%. Относительная прочность на разрыв резьбы составляет 21 сН / текс, относительное удлинение при разрыве — 14.0%, а модуль упругости — 11,4 гПа. Полученная нить представляет собой псевдомонить, не имеющую капиллярных каналов между нитями и хорошо совместимую с тканями тела. Общая оценка тканевой реакции на 15-й день после инъекции низкая-средняя, ​​а через 8 месяцев — низкая. Потеря прочности шелковой нити с покрытием после введения в организм происходит через 5 месяцев; нить полностью разрушается в течение 6-7 месяцев. Эта нить выделяется своим модулем высокой эластичности, который придает нити «эффект памяти», и своей толщиной, обусловленной множеством слоев полиэлектролита, контактирующих с тканями тела.

Пример 12

В отличие от примера 11 пластифицирующий агент вводят в образующиеся растворы хитозана и гиалуроновой кислоты в виде готового раствора поливинилового спирта. Добавка ПВС составляет 20% от массы формирующего раствора как для хитозана, так и для гиалуроновой кислоты. Полученная нить имеет покрытие толщиной 47 мкм из полиэлектролитического комплекса гиалуроновой кислоты и хитозана. Общее содержание ПЭК 62%. Относительная прочность на разрыв резьбы составляет 28 сН / текс, относительное удлинение при разрыве — 27.0%, модуль упругости 6,4 гПа. Полученная нить представляет собой псевдомонить, не имеющую капиллярных каналов между нитями и хорошо совместимую с тканями тела. Общая оценка тканевой реакции низкая на 15-й день после инъекции и низкая через 10 и 14 месяцев. Потеря прочности шелковой нити с покрытием после введения в организм происходит через 6 месяцев; нить полностью разрушается в течение 14-16 месяцев. Нить отличается своей относительной эластичностью, высоким содержанием покрывающего полимера на шелковой (фиброиновой) нити, а гладкость поверхности нити означает, что она атравматична.

Пример 13

В отличие от примера 11 формирующий раствор гиалуроновой кислоты с ПВС готовят отдельно. Концентрация гиалуроновой кислоты составляет 8%, а концентрация ПВС — 0,3%. Для приготовления раствора ГК предлагается использовать ГК с молекулярной массой 30 кДа и ПВС с молекулярной массой 2 кДа. После 3-х проходов нити через формовочные растворы и зону сушки устанавливается сопло диаметром 2 мм. При 4-м проходе готовая нить с хитозан-гиалуроновым покрытием протягивается через раствор ГК-ПВС.Полученная нить имеет покрытие толщиной 96 мкм из полиэлектролитического комплекса гиалуроновой кислоты и хитозана. Содержание полимера 115%. Относительная прочность на разрыв резьбы составляет 14 сН / текс, удлинение при разрыве 10,0%, модуль упругости 15,6 гПа. Полученная нить представляет собой псевдомонить, не имеющую капиллярных каналов между нитями и хорошо совместимую с тканями тела. Общая оценка тканевой реакции на 15-й день после инъекции низкая-средняя, ​​а через 8 месяцев — низкая.Потеря прочности шелковой нити с покрытием после введения в организм происходит через 8 месяцев; нить полностью разрушается в течение 14-15 месяцев. Эта нить выделяется своим модулем высокой эластичности, который придает нити «эффект памяти», отсутствие шероховатости поверхности нити, а также ее толщина, вызванная множественными слоями полиэлектролита, контактирующими с тканями тела.

Пример 14

В отличие от примера 13 готовят раствор лактата хитозана (концентрация для хитозана 1.0 мас.%, 2,0 мас.% Для лактата), и связывающий агент генипин вводят в образующий раствор гиалуроновой кислоты в количестве 0,01% от массы полимерного хитозана. Полученная нить имеет покрытие толщиной 105 мкм из полиэлектролитического комплекса гиалуроновой кислоты и лактата хитозана. Содержание полимера 130%. Относительная прочность на разрыв резьбы составляет 18 сН / текс, удлинение при разрыве — 16,0%, модуль упругости — 12,1 гПа. Полученная нить представляет собой псевдомонить, не имеющую капиллярных каналов между нитями и хорошо совместимую с тканями тела.Общая оценка тканевой реакции: низкая-средняя на 15-й день после инъекции, низкая-средняя — через 8 и низкая — через 12 месяцев. Потеря прочности шелковой нити с покрытием после введения в организм происходит через 6 месяцев; нить полностью разрушается в течение 10-12 месяцев. Эта нить выделяется своим умеренным модулем эластичности, который придает нити «эффект памяти», отсутствие шероховатости поверхности нити, и своей толщиной, вызванной множественными слоями полиэлектролита, контактирующими с тканями тела, и, наконец, ее повышенной водоудерживающая способность. Терапевтическое количество молочной кислоты (лактата) в формуле нити улучшает кровообращение и, следовательно, образование новой ткани. Добавление генипина делает нить более заметной на рабочем поле, поэтому нет необходимости вводить краситель в рецептуру нити. По мере разрушения нити фиолетовый исчезает. Генипин обладает выдающимися противовоспалительными свойствами.

Максимальное количество покрытия в форме гиалуроновой кислоты или ее соли или полиэлектролитического комплекса гиалуроновой кислоты с хитозаном или его солью может привести к увеличению веса на 100–130%.Таким образом получается мезонить, представляющая собой многокомпонентную нить со структурой покрытия ядро.

Как видно из примеров, предлагаемые мезонити имеют следующие характеристики:

i. имеют гладкую и ровную поверхность и поэтому атравматичны;
ii. не впитывают канал перфоратора и не прилипают к его стенкам;
iii. обладают высокой биосовместимостью с тканями человеческого тела;
iv. исключить риск инфильтрации, аллергии или гематом;
v. Продукты гидролиза таких нитей не накапливаются в организме, не вызывают тканевых реакций и участвуют в восстановлении клеток и тканей.

Нити представляют собой моноволокно, не растворяются в воде и обладают «эффектом памяти», стремясь сохранить первоначальную форму нити. Нить всегда пытается выпрямиться. Эффект «памяти нити» — одна из главных особенностей мезонитей. После введения мезонити в подкожную складку нить пытается расшириться, тем самым сглаживая лицевую складку.

Молекулярное моделирование находит стабильные структуры во фрагментах белка G

Acta Chim Slov. Авторская рукопись; доступно в PMC 2010 5 мая.

Опубликован в окончательной редакции как:

Acta Chim Slov. 2008 26 января; 2008 (55): 385–395.

PMCID: PMC2864544

NIHMSID: NIHMS120664

Тяша Урбич

¹ Национальный институт химии Словении, Любляна, Словения

Томаж 9000, Словенский технологический университет,

, Химический факультет,, Томаж, Урбич,,

Франк Авбель

¹ Национальный институт химии Словении, Любляна, Словения

Кен А.

Dill

³ Кафедра фармацевтической химии, Калифорнийский университет, Сан-Франциско

¹ Национальный институт химии Словении, Любляна, Словения

² Факультет химии и химической технологии, Университет Любляны

, Словения ³ Кафедра фармацевтической химии Калифорнийского университета, Сан-Франциско

Реферат

Мы проводим компьютерное моделирование всего атома почти ста 6-, 8-, 10- и 12-мерных пептидных фрагментов протеина G и ищите стабильные состояния.Мы моделировали молекулярную динамику с обменом репликами, используя Amber7 с силовым полем parm96 и неявной моделью растворителя GB / SA (обобщенный Борн / доступный растворитель). Мы обнаружили, что полезной диагностикой для идентификации стабильных конвергентных структур являются конформационная энтропия и свободная энергия каждого состояния. Большой разрыв в свободной энергии основного состояния и низкая энтропия указывают на сходимость к одной предпочтительной конформации пептида. Мы обнаружили, что значительная часть таких структур имеет некоторый родовой характер.Такое основанное на физике моделирование может быть полезно для идентификации ранних ядер в кинетике сворачивания и для помощи в методах предсказания структуры белка, которые используют сборку пептидных фрагментов.

1. Введение

Давняя цель вычислительной биологии заключалась в разработке компьютерного алгоритма, который принимает на входе аминокислотную последовательность и дает на выходе трехмерную нативную структуру белка. Основная мотивация состоит в том, чтобы сделать открытие лекарств более быстрым и эффективным, заменив медленные дорогостоящие эксперименты по структурной биологии быстрым дешевым компьютерным моделированием.Есть много успешных биоинформатических подходов к этой проблеме. ^{1 — 5} Эти методы в значительной степени опираются на базы знаний известных нативных структур белков. Наш интерес здесь заключается в том, способны ли чисто физические модели силового поля, полностью состоящие из атомов, идентифицировать нативные исходные точки из небольших пептидных фрагментов.

Короткие пептидные фрагменты белков часто обладают внутренней предрасположенностью к образованию их нативных конформаций. Эксперименты ЯМР ⁶ показывают, что длинные пептидные фрагменты имеют нативные конформации. ^{7 — 11} Было также показано, что некоторые короткие пептиды в растворе принимают свои природные вторичные структуры: α-спирали ^{12 , 13} и β-шпильки. ^{14 — 18} Как следствие, конформационные склонности пептидов, взятые из банка данных белков (PDB), теперь широко используются в алгоритмах предсказания структуры белков. Большинство современных методов предсказания структуры белков в некоторой степени используют конформационные предпочтения, полученные из базы данных.Популярным набором конформаций пептидных фрагментов является библиотека I-сайтов Дэвида Бейкера и его сотрудников. Большинство успешных методов de novo начинаются с небольших фрагментов ^{21 , 22} , которые затем объединяются в предсказанную третичную структуру.

Однако было бы желательно достичь предсказания структуры белка с высоким разрешением в моделях, которые являются чисто физическими, по разным причинам.Такие прогнозы не будут основываться на информации, содержащейся в базах данных структуры белков. Во-первых, это поставило бы наше понимание белковых структур и движущих сил на более глубокую и физическую основу. Например, такие методы могут выяснить физические пути сворачивания белка. Во-вторых, это позволит предсказывать и ненативные состояния, которые представляют интерес для кинетики и стабильности сворачивания белков. В-третьих, это позволит нам лечить индуцированное связывание лигандов или другие конформационные изменения.

Имеются убедительные доказательства того, что физические модели могут отражать эти конформационные склонности пептидов. Простые физические модели могут воспроизводить структурные отклонения определенных пептидных фрагментов. ^{23 — 26} Однако на сегодняшний день такие исследования в основном сосредоточены на выбранных пептидах, которые, как ожидается, будут сворачиваться. Более того, несколько моделей кинетики сворачивания белков основаны на идее, что маршруты сворачивания начинаются с метастабильных структур небольших пептидных фрагментов. ^{27 — 30} В недавней работе Ho et al. ³¹ смоделировали 133 пептидных 8-мерных фрагмента из шести различных белков. В этой работе было обнаружено, что более 30 процентов пептидных фрагментов сходятся в предпочтительную структуру, некоторые из которых являются нативными. В настоящем исследовании мы выходим за рамки этой работы путем систематического изучения различных длин цепочек фрагментов. текущих типовых уровней выборки.Есть хорошо известные проблемы с широко используемыми силовыми полями молекулярной механики. Йода и др. ³² провели многоканоническое моделирование нескольких небольших пептидов (α-спиральный C-пептид рибонуклеазы A и C-концевой β-шпилька белка G) с использованием шести общих силовых полей (AMBER94, AMBER96, AMBER99, CHARMM22, OPLS / AA / L и GROM0S96) в явном растворителе и пришли к выводу, что все эти силовые поля имеют разную склонность к образованию вторичных структур из-за различий в энергии скручивания основной цепи. Кроме того, остается открытым вопрос, насколько хорошо эти неявные модели растворителя могут предсказать термодинамику, а также кинетику сворачивания белков. Zhou ³³ протестировал различные комбинации силовых полей и моделей сольватации на С-концевой β-шпильке белка G. Он обнаружил, что наиболее сбалансированной комбинацией является AMBER96 / GBSA, поэтому мы используем ее здесь.

Здесь мы изучаем 26 6-мерных пептидных фрагментов из белка G, 25 8-меров, 24 10-меров и 23 12-меров. Мы используем выборку молекулярной динамики с обменом репликами ³⁴ в Amber7 ³⁵ , с параметрами parm96 ³⁶ и неявной моделью растворителя GB / SA Tsui и Case ³⁷ .Нас интересует, может ли эта физическая модель идентифицировать нативные вторичные структуры в пептидных фрагментах. Мы систематически генерируем серию пептидных фрагментов с перекрывающимися последовательностями из исходной белковой последовательности. Соседние фрагменты перекрываются из 4–10 остатков (и имеют разрыв в два остатка). Мы моделируем каждый пептид, используя 16 реплик по 5 нс / реплика.

2. Детали вычислений

2. 1. Детали моделирования

Мы использовали молекулярную динамику обмена репликами (REMD) ³⁴ с использованием специальной оболочки сценария PERL (http: // www.dillgroup.ucsf.edu/∼jchodera/code/rex) вокруг программы молекулярной динамики SANDER для пакета молекулярного моделирования Amber7. ³⁵ REMD периодически пытается обмениваться конформациями между независимыми симуляторами молекулярной динамики, выполняемыми параллельно при разных температурах, на основе критерия, подобного метрополису. Это позволяет отдельным репликам нагреваться для преодоления препятствий, а затем снова охлаждаться до нужных температур. REMD имеет два преимущества. Он исследует больше конформационного пространства, чем традиционные методы молекулярной динамики. ³⁸ And, REMD выборки из канонического ансамбля при каждой температуре. Эта выборка дает правильные оценки свободных энергий, а не только энергий. Мы использовали 16 реплик, экспоненциально расположенных между 270 K и 690 K . Вероятность обмена-акцепта составляла примерно 50%. Обмен осуществлялся каждые 1 пс . Между попытками обмена использовалась энергосберегающая молекулярная динамика с временным шагом 2 фс . После каждой попытки обмена скорости были рандомизированы из соответствующих распределений Максвелла-Больцмана, чтобы гарантировать выборку из канонического ансамбля при соответствующей температуре.

Белок расщеплен на перекрывающиеся фрагменты длиной от 6 до 12 остатков. Фрагменты моделировались с помощью силового поля ³⁶ Amber Parm96 с неявной моделью растворителя GB и штрафом за площадь поверхности 5 кал · моль ⁻¹ · Å ⁻² Цуй и Кейса. ³⁷ Все фрагменты были кэпированы на N- и C-концах ацетильными и N -метиламиновыми блокирующими группами, чтобы избежать чрезмерного влияния со стороны цвиттерионных концов. Фрагменты инициализированы в развернутом состоянии.Связи с водородом были ограничены ВСТРЕЧИВАНИЕМ. ³⁹ Моделирование проводилось для 5 нс на реплику. Конфигурации сохранялись каждые 1 пс для анализа.

2. 2. Термодинамические свойства

Результаты были проанализированы с помощью анализа взвешенных гистограмм (WHAM). ^{40 , 41} Чтобы извлечь термодинамические наблюдаемые для целевой температуры T , мы должны повторно взвесить конфигурации, взятые из каждой температуры T _k , чтобы объединить их в репрезентативный ансамбль. ⁴¹

Сначала вычислим безразмерную свободную энергию f _k для каждой реплики k. Начнем с приблизительного значения для f _k и вычислим плотность состояний Ω _kE с энергией E в реплике k как

ΩkE = NkE∑l = 1KNklexp (fl − βlE) ,

(1)

, где N _kE — количество выбранных конфигураций с энергией E из реплики k . βl = 1kBTl обратная температура, k _B постоянная Больцмана и N _kl количество конфигураций реплики k при температуре T _l . Из обновленной плотности состояний мы можем вычислить обновленную оценку безразмерной свободной энергии на

fk = −In [∑EΩkEexp (βkE)].

(2)

Мы повторяем уравнения (1) и (2) до тех пор, пока свободная энергия не сойдется. Затем мы можем использовать эти данные, чтобы переназначить профиль F относительной свободной энергии состояния i на обратную заданную температуру, или мы можем вычислить оценку математического ожидания для любой наблюдаемой. ⁴¹

2. 3. Мезосостояния

Для анализа нашей даты мы формируем дискретные бины степеней свободы магистрали ³¹ . Этот процесс имеет долгую историю, восходящую к оригинальной работе Рамачандрана и др., ⁴² , которые разделили углы позвоночника φ — ψ на три районных области, которые известны как α, α _L и β Мы описываем конформацию пептидного остова как цепочку дискретных мезосостояния , которую мы называем мезострокой . Каждая мезоструна описывает состояние, которое отделено энергетическим барьером от других мезострун. Это означает, что каждая мезострока соответствует локальным минимумам в конформационном пространстве пептидного остова. Когда мы знаем все мезоструны, легко найти ту с наименьшей энергией и получить структуру из бассейна с наименьшей энергией. Это разделение на дискретные области в углах основной цепи наблюдалось при моделировании молекулярной динамики α-спирального пептида. ⁴³ Для анализа мезострун мы не можем использовать анализ базы данных для определения границ мезосостояния позвоночника, потому что текущие силовые поля не могут воспроизвести распределение в базе данных углов φ — ψ. ³¹ Ho и его коллеги ³¹ определяют границы мезосостояния позвоночника в терминах того же силового поля, которое мы используем здесь. Они провели моделирование обмена репликами дипептида аланина и дипептида глицина, чтобы определить границы различных мезосостояния. Они разбивают график Рамачандрана на следующие мезосостояния:

• [ b ]: (-180 ° < φ <0 °, 45 ° < φ <180 °)

• U (−180 ° < φ <0 °, −180 ° < φ <−135 °)

• U (120 ° < φ <180 °, 45 ° < φ <180 °)

• U (120 ° < φ <180 °, -180 ° < φ <−135 °)

• [ a ]: (-180 ° < φ <0 °, −135 ° < φ <45 °)

• U (120 ° < φ <180 °, −135 ° < φ <45 °)

• [ l ]: (0 ° < φ <120 °, −180 ° < φ <180 °)

• U (120 ° < φ <180 °, −135 ° < φ <45 °)

и для глицина

• [ b 9018 8]: (-180 ° < φ <0 °, 45 ° < φ <180 °)

• U (-180 ° < φ <0 °, -180 ° < φ <−135 °)

• U (0 ° < φ <180 °, 135 ° < φ <180 °)

• U (0 ° < φ <180 °, −180 ° < φ <−45 °)

• [ a ]: (−180 ° < φ <0 °, −135 ° < φ <45 °)

• [ l ]: (0 ° < φ <180 °, -45 ° <φ <135 °)

С использованием безразмерных свободных энергий f _k (Ур. (2)) мы переназначаем профиль свободной энергии F _i мезоструны и при обратной целевой температуре β как

Fx (β) = — 1βIn {∑E [∑k = 1KNikEexp (βE) ∑l = 1kNilEexp (fl − βlE)]}.

(3)

После использования WHAM для расчета относительных свободных энергий F _i мезострун i мы вычисляем вероятности p _i этой мезоструны на

pi = exp (−βFi) ∑ jexp (−βFj)

(4)

Когда каждое моделирование завершено, каждый фрагмент будет иметь разные популяции различных мезострун, а также разные свободные энергии.Наземная мезоструна — это мезосостояние с наибольшей населенностью и наименьшей свободной энергией. Затем мы определяем, обнаруживает ли каждый пептид метастабильную структуру. Мы определяем существование структуры во фрагменте в терминах двух свойств мезоструны. Сначала мы используем вероятность p _i наземной мезостроки. Во-вторых, мы используем свободную энергетическую щель ΔF между основной мезострокой и следующей мезострокой. Когда наземная мезоструна почти идентична следующей мезоструне, это указывает на отсутствие предпочтения силового поля для конкретной структуры.Если наиболее населенная (наземная мезострока) отличается только одним мезосостояниями, мы группируем их в консенсусную мезостроку, которая содержит одно неопределенное мезосостояние, обозначенное [-]. Когда мы группируем похожие мезоструны в консенсусную мезостроку, мы вычисляем разность свободной энергии для другой мезоструны j на

ΔF = −1βIn (pconsensuspj)

(5)

Энтропия основной цепи вычисляется по формуле Больцмана

энтропия полезна для измерения для данного фрагмента резкости распределения вероятностей мезостроки.Чем более пиковым является распределение и, следовательно, чем предпочтительнее мезострока, тем ниже энтропия остова. Таким образом, энтропия основной цепи указывает, является ли какая-либо одна конформация существенно предпочтительной по сравнению с другими для данного фрагмента. Фрагменты, имеющие низкую энтропию мезоструны, можно рассматривать как ранние ядра сворачивания, инициирующие сворачивание.

2. 4. Карты контактов

Трехмерная структура белка может быть компактно представлена ​​в виде симметричной квадратной матрицы попарных контактов между остатками, называемой картой контактов. ^{44 , 45} Карта контактов предоставляет полезную информацию о вторичной структуре белка, а также фиксирует нелокальные взаимодействия, дающие ключ к разгадке его третичной структуры.

Мы определяем, что два остатка x _i и x _j в белке находятся в контакте, если расстояние d _ij между α -атомами углерода остатков x _i и x _j ниже некоторого порогового значения.В нашем случае мы выбрали 7 Å. Расстояние d _ij определяется как

d _{i j} = | r _i — r _j |,

(7)

где 36 r _{8 и r j — координаты α -атомов углерода. Карта контактов для белка с остатками N представляет собой бинарную матрицу N × N S , в которой элементы S ij определены как}

Sij = {1dij <7A˚, | i− j |> 30 В противном случае

(8)

Обратите внимание, что нам требуется минимальное расстояние последовательности, равное 4, чтобы назвать это контактом.

3 Результаты и обсуждение

В этом исследовании мы расщепили белок G на 26 пептидных 6-мерных фрагментов, 25 8-мерных, 24 10-мерных и 23 12-мерных. Мы систематически генерируем серию пептидных фрагментов с перекрывающимися последовательностями из исходной белковой последовательности. Соседние фрагменты имеют перекрытие из 4–10 остатков (и разрыв из двух остатков). показывает последовательности фрагментов. Мы моделировали каждый пептид, используя 16 реплик по 5 нс на реплику. Мы сгруппировали наши конформации и проанализировали их с помощью анализа мезострун.Мы искали структурные отклонения в каждом пептиде. Мы использовали два критерия. Во-первых, мы используем зазор со свободной энергией ΔF между основной мезострокой и следующей мезострокой с более высокой свободной энергией. Во-вторых, мы используем вероятность p ₁ для определения заселенности наземной мезостроки. Мы идентифицировали стабильную структуру, если ΔF > 0,6 ккал / моль и p ₁ > 38%, что немного отличается от использованного ранее Ho et al. ³¹ Мы использовали окно нс для анализа мезострун. — показать данные для различных фрагментов на 4 нс от начала моделирования в окне 1 нс . Полужирным шрифтом выделены устойчивые конструкции. Ключевым открытием, согласующимся с выводом Ho et al, является сохранение существенной стабильной структуры даже в таких коротких пептидах, изученных здесь на более обширном наборе пептидов и на систематической серии цепочек различной длины: в 27% 6-мерных пептидов. фрагменты, 20% 8-меров, 17% 10-меров и 30% 12-меров. Мы классифицировали структуры стабильных фрагментов, используя определения Ho et al. ³¹

Таблица 1

Последовательности 6, 8, 10 и 12-мерных фрагментов, использованные в расчетах.

AATAQ87 907VD2 35-NDNGVD 9087 9087 9087 9087 9087 9087 9087 9087 9087 9087

Фрагмент	Последовательность 6-меров	Последовательность 8-меров	Последовательность 10-меров	Последовательность 12-меров
	frag1 90-87 MTYKLILN	1-MTYKLILNGK	1-MTYKLILNGKTL
	frag2 3-YKLILN	3-YKLILNGK	3-YKLILNGKTL	3-YKLILNGKTLKG
	frag3 5-LILNGK	5- LILNGKTL	5-LILNGKTLKG	5-LILNGKTLKGET
	frag4 7-LNGKTL	7-LNGKTLKG	7-LNGKTLKGET	7-LNGKTLKGETTT
	frag5 9-GKTLKG	9- GKTLKGET	9-GKTLKGETTT	9-GKTLKGETTTEA
frag6	11-TLKGET	11-TLKGETTT	11-TLKTEG88 3
frag7	13-KGETTT	13-KGETTTEA	13-KGETTTEAVD	13-KGETTTEAVDAA
frag8	15-ETTTEAV87	15-ETTTEDAA
frag9	17-TTEAVD	17-TTEAVDAA	17-TTEAVDAATA	17-TTEAVDAATAEK
frag10	19-EAVDAA 1987ATA 9088	19-EAVDAA 19 -87ATA 90 -88
frag11	21-VDAATA	21-VDAATAEK	21-VDAATAEKVF	21-VDAATAEKVFKQ
frag12	23-AATAQ87K87 90-AATAEK7	23-AATAQ87
frag13	25-TAEKVF	25-TAEKVFKQ	25-TAEKVFKQYA	25-TAEKVFKQYAND
frag14	2 7-EKVFKQ	27-EKVFKQYA	27-EKVFKQYAND	27-EKVFKQYANDNG
frag15	29-VFKQYA	29-VFKQYAND	29-VFKQYANDNG	29-VFKQYANDNGVD
frag16	31-KQYAND	31-KQYANDNG	31-KQYANDNGVD	31-KQYANDNGVDGE ​​
frag17	33-YANDNG	33-YANDNGVD		9088 YANDNGVD	35-NDNGVDGE ​​	35-NDNGVDGEWT	35-NDNGVDGEWTYD
frag19	37-NGVDGE ​​	37-NGVDGEWT	37-NGVDGEWTYD	37-NGVDGEWTYDDA
frag20	39-VDGEWT	39-VDGEWTYD	39-VDGEWTYDDA	39-VDGEWTYDDATK
frag21	41-GEWTYD	41-GEWTYD	41-GEWTYDDATK	41-GEWTYDDATKTF
frag22	43-WTYDDA	43-WTYDDATK	43-WTYDDATKTF	43-WTYDDATKTFTV
frag23	45-YDDATK	45-YDDATKTF	45-YDDATKTFTV	45-YDDATKTFTVTE
frag24	47-DATKTF	47-DATKTFTV	47-DATKTFTVTE
frag26	51-TFTVTE

Таблица 2

Собственная и наземная мезостроки (см. Определение в тексте для состояний a, b и l мезостроки), вероятность , разность свободной энергии, энтропия и среднеквадратичное значение 6-меров в временном окне 1 нс после уравнивания 4 нс .Жирным шрифтом выделены устойчивые фрагменты.

7 a7a77

Фрагмент	RMSD	Собственная мезострока	Наземная мезострока	P 1	Δ F 3774	Δ TS 377	779
	Å			%	ккал / моль	ккал / моль
bbbbbb	-aaaaa	50	0,71	1,20
frag2	3,9 9b1179		3,9	a 1,01
frag3	4,1	bbbaba	-aaabb	37	0,82	1,51
frag4	2. 6	babaab	bb-aab	64	0,65	0,92
frag5		frag5	9329 2,61179 frag5	9322,61179 —	49	0,92	1,38
frag6	4,1	abbbbb	bbb-aa	20	0. 39	1,87
frag7	4,3	bbbbbb	blaabb	20	0,28	1,56
bag8	3,688		3,688		a
frag9	3,5	bbbbab	aaaaa-	36	0,43	1,41
frag10	3,1	frag10 907aba	3,1	ab			a56	1,58
frag11	0,5	abaaaa	bbaaa-	51	1,10 7	1,10 7	9087 907	aaaaaa	bbaaa-	23	0,45	1,63
frag13	3,1	aaaaaa	b-aabb		2568	1,67
frag14	0,4	aaaaaa	-aaaaa	73		73	1. 21 907 907 9007 9007	911 907 907	aaaaaa	aaaaaa	23	0,43	1,59
frag16	3,5	aaaaaa	babaab		babaab	06	1,53
frag17	3,3	aaaaal	bbbbbb	18	0,40	1,75
frag18
frag18	9	1,70
frag19	4,2	albbab	bbbbbb	13	0,03	1,85
frag20	3,0b	bbb88		bbb8801	1,62
frag21	4,7	abbbbb	baaaab	36	0,99	1,56
frag22	a1,	ba1179	ba1179
	a	a	a	1,988
frag23	2. 1	bbaaal	ba-aaa	59	0.87	1.06
frag24	3.0	aaalbb	baaabb	18	0.18	1.62
frag25	3. 8	albbbb	aaaaab	24	0.20	1.45
frag26	3.9	bbbbbb	aaaaa-	60	1.41	1,20

Таблица 5

То же, но для 12-меров.

4 9007 90bb bbb-bbaaabbb frag12 5,7 AAAAAAAAAAAA bbabaaababb- 0,66

Фрагмент	RMSD	Собственная мезострока	Наземная мезострока	P 1	Δ F 3774	Δ TS 377	779
	Å			%	ккал / моль	ккал / моль
bbbbbbbabaab	bababaaaabba	32	0,63	1,49
frag2	5,0	bbbbbabaabbb	baaabbbbabbb	30	0,32	1,49
frag3	4,3	bbbabaabbbbb	aaabbaabbbbb	18	0,37	1,76
frag4	6. 0	babaabbbbbbb88		bblaaabbbbb88	bblaaabbbb 963	1,39
frag5	7,3	baabbbbbbbbb	bbbbbbbbbbbb	17	0,03			0,03	1,89
42	0,68	1,45
frag7	5,8	bbbbbbbbabaa	babaa88 911bb79	1,62
frag8	5,1	bbbbbbabaaaa	aaaaaaabbabb	33	0,50	1,38
frag9	4,7	bbbbabaaaaaa	baaaaaabbaab	23	0,13	1,57
frag10	4,4	bbabaaaaaaaa	babbaaaabbbb	42	0,13	0,91
frag11	5. 8		abaaaaaaaaaa bbbaaabbbbab	15		0,36 1,68
				42		1,42
frag13	4,2	aaaaaaaaaaa	baaaabaaabba	12	0,02	1. 66
frag14	5.6	aaaaaaaaaal	bbb-aaabbbbb	38	0,68	38	0,68 907 907 aaaaaaaaalbb	bbbbbaabbbbb	15	0,02	1,67
frag16	4,1	aaaaaaalbbabb	9007 9007 9007 9007 9007 9007 9007 9007 9007 9007 9007 9007 9007 9007 9007 9007 5	1,43
frag17	5,6	aaaaalbbabbb	bbbabbbb-aab	22	babbb88 90bb88		90bb88		90bb88			90bb88	2. 02
0,41	1,87
frag19	6,6	albbabbbbbaa	bbbababbbbaa	13	0,25	1.93
frag20	5,6	bbabbbbbaaal	babaaaaaaabb	24	0,28	1,49
frag21	5,5	abbbbbaaalbb	bbbaaabaaabb	21	0,06	1,53
frag22	4,4	bbbbaaalbbbb	babaaaabbaaa	40	0,17	0,94
frag23	5. 0	bbaaalbbbbbb	aabaaaaaaaaa	53	0.60	0.95

Из 98 смоделированных фрагментов найдены 22 фрагмента. Мы обнаружили, что шесть структурированных 6-меров, каждый из которых образует спиральный виток, а один другой — обратный виток. Точно так же для 8-меров три фрагмента образуют винтовой виток, а один — обратный виток. Для 10-меров все, кроме одного, имеют структуру спирального витка.12-меры могут образовывать более сложные структуры, часто представляющие собой комбинацию спирального и обратного вращения. Только один из 12-меров имеет стабильную спиральную структуру. Хотя обычно предполагалось, что такие короткие пептиды вряд ли будут иметь стабильную структуру, наша работа согласуется с выводами предыдущих более ограниченных исследований Ho et al.

В общем, есть 3 места в протеине G, где мы находим структурированные фрагменты: N-конец β -шпилька, спираль и С-конец β -шпилька.На N-конце поворот в шпильке β предсказывается основным состоянием 8-мера, называемым frag4. По ряду других фрагментов этот поворот относится к числу густонаселенных построек. Внутри спирали мы находим два 6-мерных и один 10-мерный с очень нативной структурой. Два 12-мера также стабильны, но с неродной структурой. В C-конце β -шпильки все наши стабильные фрагменты имеют спиральный виток, 8-мерный из которых является наиболее стабильным. Изолированная С-концевая β -шпилька оказалась стабильной, ¹⁴ , где эта стабильность отражена в структурном смещении, обнаруженном в пептидных фрагментах витка шпильки.Эти структурированные фрагменты также согласуются с исследованием Minor and Kim, ⁴⁶ , которые заменили последовательность α -спирали последовательностью, основанной на С-концевой шпильке. Мутант был способен складываться в ту же топологию, показывая, что в С-концевой шпильке имеется склонность к спирали. В этом исследовании мы обнаруживаем спиральные витки как в спирали α, , так и в повороте С-концевой шпильки, что демонстрирует взаимозаменяемость этих двух последовательностей в нашем моделировании.Все наши 6-мерные frag10 и frag11 и наши 10-мерные frag14 демонстрируют очень похожие на нативные спиральные структуры с очень низким среднеквадратичным отклонением от нативной и низкой энтропией.

On — построены карты контактов нативного белка G и стабильных фрагментов разного размера. Мы нашли значительное количество стабильных фрагментов в нужных местах, и они правильно предсказывают по крайней мере некоторые контакты. Мы также видим несколько стабильных фрагментов в местах, где нативный белок G не контактирует. Это, как правило, места, где основа переходит от одного структурного элемента к другому.

Карта контактов для разных 6-меров. Карта контактов нативного белка G показана ромбиками, для различных структурированных 6-меров крестиками.

То же, но для 12-меров.

Мы также проверили предположение о том, что сохранение пяти лучших мезострун для данного пептида, основанное на нашем анализе энтропии и свободной энергии, может захватывать нативные структуры во фрагментах. Результаты показаны в -. показывает 10-мерную спираль, для которой все верхние конформации являются нативными. На фиг.1 показаны структуры 12-мера в С-концевой β-шпильке.Здесь мы находим конкуренцию между спирально-поворотными структурами и правильной шпилькой. Популяция спирали составляет около 40% всех мезострун, шпилька — около 50%, и существует небольшая популяция других конформаций. Короче говоря, в этом случае, если оставить 2 или 3 лучших конформера, у них есть потенциал, чтобы в конечном итоге превратиться в нативную структуру. и показывают 8-мерный и 12-мерный от N-концевой шпильки. В этом случае все верхние конформации образуют правильную шпильку. Из общего количества 98 смоделированных пептидов мы находим как правильную нативную топологию, так и структуры, которые составляют менее 3 Ангстремов RMSD от нативного в 3 6-мерах (frag4, frag10 и frag14), одном 8-мере (frag4) и одном 10-мер (frag14). Другие фрагменты соответствуют одному или другому критерию, но не обоим. Следовательно, мы обнаруживаем, что эти короткие физические симуляции обладают значительной способностью идентифицировать полезные нативные структуры.

Структуры 10-мерного фрагмента 14. а) нативная структура в белке G, б) измельченная мезострока, в) 1 ^st высшая мезострока, г) 2 ^nd высшая мезострока, д) 3 ^rd высшая мезострока и f) 4 ^th высшая мезострока.Для каждой мезоструны мы показываем свободную энергию и населенность.

То же, что только структуры 12-мерного фрагмента frag22. Этот фрагмент нестабилен.

То же, что только структуры 12-мерного фрагмента frag4.

То же, что только структуры 8-мерного фрагмента frag4.

4. Выводы

В этой работе мы применили молекулярную динамику обмена репликами с использованием силового поля AMBER96 с моделью растворителя GB / SA для моделирования фрагментов белка длиной 6–12 остатков. Из 98 смоделированных фрагментов 22 были структурированы. Несмотря на то, что моделирование короткое по времени и проводится на очень коротких по длине пептидах, тем не менее, эти основанные на физике вычисления способны выделить некоторые структуры, подобные нативным. Это может быть полезно для моделирования кинетики сворачивания белка или для предсказания структуры нативного белка на основе физики.

То же, но для 8-меров.

То же, но для 10-меров.

Таблица 3

То же, но для 8-меров.

6 1,13 90g229 90g772 90g772 90g772

Фрагмент	RMSD	Собственная мезострока	Наземная мезострока	P 1	Δ F 3774	Δ TS 377	779
	Å			%	ккал / моль	ккал / моль
bbbbbbba	AAAAAAAA	30	0,43	1,34
frag2	5,5	bbbbbaba	baaaaabb	21	0,01	1,51
frag3	3,8	bbbabaab	bbbbbaab	28	0,31	1,38
frag4	3,0	babaabbb	bb-aab1179	bb-aab119 5788	5788	100	1,25
frag5	4,6	baabbbbb	bblaabbb	11	0,00	169
	90bb8	1,73
frag7	5,6	bbbbbbbb	bbaaaaaa	25	0,03	1,26
	frag8. 3	bbbbbbab	-aaaaaaa	55	0,68	1,18
frag9	b
frag9	9 907 988b	ab1179	907 988	907 988	907 988
frag10	2,5	bbabaaaa	b-baaaab	63	1. 29	1,22
frag11	4,0	abaaaaaa	bblaabbb	14	0,08	1,65
a1179a1179a1179a1179a2		a1179a2	1,48
frag13	4,3	aaaaaaaa	aaaaaaaa	30	0,41	1,34
	frag146	AAAAAAAA	baaaaaaa	44	0,37	1,01
frag15	4,5	AAAAAAAA	lbaaaabb	35	0,47	1,23
frag16	3,7	aaaaaaal	bbaaabbb	21	0,27	1,71
frag17	3,4	aaaaalbb	bbbaabbb	28	0. 42	1,46
frag18	3,4	aaalbbab	baababbb	12	0,11	2,08
frag19	bb88	b1179
1,77
frag20	4,4	bbabbbbb	babaaaab	41	0. 68	1,35
frag21	6,9	abbbbbaa	bbaaaabb	17	0,01	1,51
0,01	1,51
79	1,24
frag23	3,0	bbaaalbb	babaaa-b	78	1. 10	0,73
frag24	4,1	aaalbbbb	baaaaaaa	38	0,46	1,31
1,31
		alb88		alb88			1
	1,42

Таблица 4

То же, но для 10-меров.

2 1,22

Фрагмент	RMSD	Собственная мезострока	Наземная мезострока	P 1	Δ F 3774	Δ TS 377	779
	Å			%	ккал / моль	ккал / моль
bbbbbbbaba	aaaaaaaab-	43	0,82	1. 43
frag2	bab88	bbb88	bbb88			bbb88
frag3	4,3	bbbabaabbb	aaabbaabbb	36	0,66	1,42
frag4	5. 3	babaabbbbb	bblaaabbab	19	0,15	1,49
frag5	5,4	baabbbbbbb	baa488	9088	baa488	9088	baaaalbba- 911 907 907	907	abbbbbbbbb	babbbaaaaa	8	0,02	1,84
frag7	5,7	bbbbbbbbab	bbaaaaaaaa 13							10	1,67
frag8	4,6	bbbbbbabaa	baaaaaaaaa	30	0,23	1,30
frag9	4,7	bbbbabaaaa	bbaaaaaaaa	18	0,49	1,86
frag10	3,9	bbabaaaaaa	bbbaabbabb	26	0,39	1,57
frag11	4. 3	abaaaaaaaa	aaaaaaaabb	27	0,56	1,61
frag12	3,0	AAAAAAAAAA	baaaaaabbb	35	0,42	1,23
frag13	5,3	AAAAAAAAAA	bbbblbbabb	30	0,38	1,37
frag14	0,6	aaaaaaaaaa	aaaaaaaaa	aaaaaaaaa	aaaaaaaaa	aaaaaaaaaa 84	1,10
frag15	5,3	aaaaaaaaal	bbabblabbb	18	0,06	1,57
frag16	3,7	aaaaaaalbb	bbbbaaalbb	19	0,37	1,61
frag17	3,3	aaaaalbbab	abaabbabbb	21	0,75	1,94
	frag18 907. 4	aaalbbabbb	bbbbaabbbb	16	0,15	1,94
frag19	5,8	albbabbb7	5,8	albbabbb 7 907	albbabbb 9 907 907	albbabbb 7 b 9 1,59
frag20	5,4	bbabbbbbaa	babaaaaaaa	60	0. 87	0,95
frag21	4,1	abbbbbaaal	baaaaaaaaa	41	0,35	1,14		0,35	1,14		bb1179 90b1179	90b1179	1,14
frag23	3,8	bbaaalbbbb	baaaaaaaa	39	0,50	1,29
	frag246	aaalbbbbbb	baaaaaabba	27	0,06	1,30

Благодарности

Эта работа была поддержана Словенским исследовательским агентством (исследовательская программа P3–010201) и P1–0994. T.U. получил поддержку в рамках Программы молодых исследователей.

Ссылки

3. Oldziej S, Czaplewski C, Schafroth HD, Kazmierkiewicz R, Ripoll DR, Pillardy J, Saunders JA, Kang YK, Gibson KD, Scheraga HA. Proc Natl Acad Sci USA.2005. 102: 7547–7552. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 7. Дайсон Х. Дж., Мерутка Дж., Уолто Дж. П., Лернер Р. А., Райт ЧП. J Mol Biol. 1992; 226: 795–817. [PubMed] [Google Scholar] 8. Уолто Дж. П., Фехер В. А., Мерутка Г., Дайсон Г. Дж., Райт ЧП. Биохим. 1993; 32: 6337–6347. [PubMed] [Google Scholar] 10. Элиэзер Д., Чанг Дж., Дайсон Х. Дж., Райт ЧП. Биохим. 2000; 39: 2894–2901. [PubMed] [Google Scholar] 11. Мохана-Борхес Р., Гото Н.К., Кроон Г.Дж., Дайсон Г.Дж., Райт ЧП. J Mol Biol. 2004; 340: 1131–1142. [PubMed] [Google Scholar] 15.Сирл М.С., Уильямс Д.Х., Пакман LC. Nat Struct Biol. 1995; 2: 999–1006. [PubMed] [Google Scholar] 19. Bystroff C, Simons KT, Han KF, Baker D. Curr Opin Biotechnol. 1996; 7: 417–421. [PubMed] [Google Scholar] 32. Yoda YT, Sugita Y, Okamoto Y. Chem Phys. 2004. 307: 269–283. [Google Scholar] 34. Sugita Y, Okamoto Y. Chem Phys Lett. 1999; 314: 141–151. [Google Scholar] 35. Перлман Д.А., Дело Д.А., Колдуэлл Дж. В., Росс В. С., Читам Т. Е., III, ДеБолт С., Фергюсон Д., Сейбел Г., Коллман П. Comput Phys Comm. 1995; 91: 1–41. [Google Scholar] 36.Коллман П., Диксон Р., Корнелл В., Вокс Т., Чипот С., Похорилл А. Разработка / применение «минималистского» поля органических / биохимических молекулярных механических сил с использованием комбинации расчетов ab initio и экспериментальных данных. В: Wilkinson A, Weiner P, Van Gunsteren W., редакторы. Компьютерное моделирование биомолекулярных систем. Vol. 3. Эльзевир; 1997. С. 83–96. [Google Scholar] 39. Ryckaert JP, Ciccotti G, Berendsen HJC. J. Comp Phys. 1977; 23: 327–341. [Google Scholar] 40. Кумар С., Бузида Д., Свендсен Р. Х., Коллман П. А., Розенберг Дж. М..J. Comp Chem. 1992; 13: 1011–1021. [Google Scholar] 41. Chodera JD, Swope WC, Pitera JW, Seok C, Dill KA.