Membrane-Spanning DNA的分子动力学通道:电导机制,Electro-Osmotic运输、和机械控制
DNA自组装成为一个新范式设计仿生膜通道。几个实验团体已经演示了组装和DNA频道插入脂质双分子层膜;然而,渠道的结构及其传导机制仍然待定。在这里,我们报告分子动力学模拟的结果,为DNA膜通道的生物物理性质与原子精度。我们表明,虽然总体保持稳定,当地的渠道结构经历了相当大的波动,离开理想化的设计。跨膜离子电流通过中央的孔隙通道以及沿着墙壁和DNA通过DNA结构的缺口。令人惊讶的是,我们发现DNA通道的电导依赖于膜张力,使他们有可能适合电阻值的应用程序。最后,我们表明,透过电渗透控制druglike分子通过DNA的运输通道。
电影1。内部结构的DNA折纸通道(System I)的最后70 - ns平衡模拟。DNA支柱和基础是绿色和蓝色所示,替换为有效。就是secu * tanu减去vdW Ethyl-modifications显示的表示(碳,青色;氢,白色)。脂质分子与白分子键所示。
电影2。DNA的结构变动频道系统我在过去13 ns 40 ns仿真在缺席的情况下进行生产应用电场或机械应力。每个DNA链都有一个独特的颜色。脂质分子所示使用分子键表示(碳,青色;氧气,红色;氮、蓝色;磷、赭石)。
电影3。跨膜运输的K +(蓝色球体)和Cl−(红色球体)离子通过DNA折纸的孔隙通道(System I) 600 mV跨膜的偏见;这部电影涵盖了5 ns MD轨迹的片段。这个模拟零张力脂质双分子层条件下进行。DNA以灰色显示,脂质和水分子没有显示清晰。
电影4。的典型轨迹ATP分子通过膜的大小从一个到另一个通过跨膜孔隙系统。ATP分子被移动的方向施加电场(负电荷)规定的相反方向。这部电影涵盖了300 ns MD轨迹。DNA骨干和基地所示绿色卡通和蓝色的分子键表示,分别。ATP分子由原子类型:球体所示颜色的氮、蓝色;氧气,红色;碳,青色;氢,白色。脂质分子以灰色显示分子键。