Large-Conductance跨膜孔蛋白由DNA折纸

Kerstin Gopfrich *, chen yu李*,玛丽亚·里奇萨提亚Prathyusha Bhamidimarri, Jejoong柳Bertalan Gyenes,亚历山大•Ohmann温特哈尔特马,阿列克谢Aksimentiev,乌尔里希大
ACS Nano10 (9)8207 - 8214 (2016)
DOI:10.1021 / acsnano.6b03759助理

DNA纳米技术允许创建三维结构的纳米尺度。在这里,我们使用DNA构建脂质膜最大的合成孔到目前为止,接近核孔复合体的尺寸和增加pore-area和电导十倍相比,以前的人工渠道。在我们的设计,19 cholesterol-tags锚megadalton漏斗状DNA折纸孔蛋白在脂质双分子层膜(见平衡轨道nanoHUB,需要登录)。共焦成像和离子电流记录揭示自发DNA的插入孔蛋白脂质膜,创建一个跨膜孔隙的数万nanosiemens电导(见离子电流轨迹)。所有原子分子动力学模拟描述电导机制在原子水平和独立证实DNA名叫“大离子电导。

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分子动力学模拟的DNA折纸在脂质双分子层膜孔蛋白。DNA链蓝色和黄色所示;胆固醇组灰色所示。脂质双分子层膜是画一个绿色的分子表面。滑杆在右下角显示的发展轨迹在纳秒(ns)。第一个32 ns说明平衡轨道,这是紧随其后的是一个模拟+ 100 mV的偏见。在电影的开头,一个静态渲染系统的旋转显示总体结构。第二阶段的电影展示了在平衡结构的波动;脂质分子面对的观众是隐藏的清晰度。在电影的最后阶段,一半的DNA折纸面临观众被移除和跨膜孔蛋白通道区域扩大说明离子运输。 Red spheres show instantaneous locations of potassium ions. For clarity, only those potassium ions that contribute significantly to the transmembrane ionic current (about 10% of all ions) are shown.