蛋白的结构、动力学和离子电导受五聚物

克里斯托弗Maffeo,阿列克谢Aksimentiev
Biophys J96 (12)4853 - 65 (2009)
DOI:10.1016 / j.bpj.2009.03.053PMID:19527644助理

突出

肌肉细胞应对外部神经的刺激通过释放钙离子信号离子从存储细胞器称为肌浆网(SR)。肌动蛋白丝的Ca2 +公开肌凝蛋白结合位点,沿肌动蛋白肌球蛋白可以棘轮和导致细胞收缩。为了使肌肉纤维放松,Ca2 +必须从细胞质运送回老Ca2 + ATP酶存在于膜SR和传输两个Ca2 +离子浓度梯度利用能源的ATP水解。Ca2 +的吸收Ca2 + atp酶是由细胞膜蛋白质受磷(PLN),它充当一个抑制剂。尽管超过75%的PLN pentameric脂质双分子层膜,唯一已知PLN的函数,例如Ca2 + atp酶抑制,包括PLN单体而不是五聚物。使用所有原子和粗粒度的分子动力学模拟,我们最近报道的研究结构动力学和电导性质NMR PLN五聚物的结构。我们的模拟表明,在脂质双分子层膜或洗涤剂胶束,cytopasmic五聚物的一部分经历结构波动大,同时跨膜部分的五聚物收缩,变得不对称。束缚态之间相邻的细胞质螺旋线观察表明胞质地区可能促进oligomerizing之间的识别原体。使用引导分子动力学模拟,我们调查的可行性通过PLN五聚物孔隙的离子电导。结果近似潜力意味着力量表明PLN五聚物不太可能作为离子通道功能。 This work is described in a报告出现在生物物理期刊上。

文摘

52-residue膜蛋白,受(PLN)是一种抑制剂的腺苷-triphosphate-driven钙泵,Ca2 +腺苷三磷酸酶。尽管Ca的抑制2 +腺苷三磷酸酶涉及PLN单体,在脂质双分子层膜,PLN单体形成稳定的五聚物未知的生物功能。最近的核磁共振PLN五聚物的结构描述了细胞质螺旋线延长正常的双分子层所谓的吊钟花构象。显示跨膜螺旋结构形成一个疏水孔隙直径4 a,这是让人想起早些时候的报道可能通过PLN五聚物离子电导。然而,最近烦恼测量建议另一种为PLN五聚物结构,称为纸风车模型,这档节目的特点就是一个狭义的跨膜孔隙和细胞质螺旋线,双分子层。在这里,我们报告结构动力学和电导特性PLN五聚物的所有原子(AA)和粗粒度(CG)分子动力学模拟。我们AA风铃草模型的模拟表明,在脂质双分子层膜或洗涤剂胶束,细胞质螺旋线进行大型结构的波动,而跨膜孔隙收缩,变得不对称。中可观察到类似的跨膜区域不对称AA纸风车模型的模拟;细胞质双层螺旋保持接触。使用CG方法,结构动力学模型研究了微秒的时间尺度。CG风铃草的细胞质螺旋模型观察倒在双分子层,而在CG纸风车模型细胞质螺旋保持稳定的构象。 Using steered molecular dynamics simulations, we investigated the feasibility of ion conductance through the pore of the bellflower model. The resulting approximate potentials of mean force indicate that the PLN pentamer is unlikely to function as an ion channel.