江瑛芝教授团队-叶沐晖提供(超算集群)
阿尔茨海默病与大脑中β-淀粉样肽(Aβ40,Fig. 1)的聚集有关。我们的合作者设计了一种环状短肽来抑制这种聚集过程。
Fig. 1
然后他们使用冷冻电子显微镜(cryo-EM)来确定环状肽是如何与Aβ40结合的。Fig. 2显示了冷冻电镜拍摄的图像,Aβ40在中间(青色),但环状肽的确切位置是不确定的:它可能在星号(***)标记的位置,也可能在美元符号($)标记的位置。
Fig. 2
为了将低温电镜图像与环状肽结合,我们进行了分子动力学(MD)模拟,以研究环状肽如何与Aβ40结合。MD模拟了一个基于牛顿定律的微观系统,并提供了关于原子细节的化学或生物过程的见解。于香港中文大学(深圳)的高性能集群上完成计算。
如Video 1所示,环状肽稍微展开,与β-淀粉样肽平行并结合到Aβ40上。将模拟结果与低温电镜图像叠加,我们可以看到环状肽与星号(***)标记的密度重叠良好,表明星号即为环状肽结合处。综上所述,本研究有助于揭示抗阿尔茨海默病药物的作用机制。
Fig. 3