通过固态纳米孔SDS-assisted蛋白质运输
使用纳米孔单分子测序的蛋白质——类似于纳米孔测序DNA——面临多重挑战,包括复杂的蛋白质三级结构的展开和实施他们的单向通过纳米孔易位。这里,我们结合分子动力学(MD)模拟单分子实验探讨SDS(十二烷基硫酸钠)的效用为固态纳米孔易位展开的蛋白质,同时赋予他们更强的电荷。我们的模拟和实验证明SDS-treated蛋白质表现出相当大的损失的蛋白质结构在纳米孔易位。此外,SDS-treated蛋白质通过纳米孔的方向把规定的由SDS电泳力由于负电荷受损。总之,我们的研究结果表明,蛋白质SDS原因展开而促进蛋白质在电泳力的方向移位;这两个特点是有利的为未来的蛋白质使用固态纳米孔测序应用程序。
电影1。自组装的titin-SDS复杂。这部电影展示了一个300 ns显式溶剂所有原子MD模拟。蛋白质骨干蓝色所示,SDS分子青色和红色,水和0.4 M氯化钠现在显示。平滑滤波器应用于视觉降低分子的热运动。初始配置准备120年展开构象的蛋白质结合随机分布的SDS分子。系统模拟在200 ns 373 K第一。后,系统冷却到300 K在8个模拟运行时,减少系统的温度10 K之间运行。后,SDS-protein系统模拟另一个50 ns 300 K。
电影2。折叠的MD模拟肌转位。这部电影展示了一个60 ns显式溶剂下进行所有原子MD模拟500 mV偏见直接从底部到顶部的仿真系统。显示了纳米孔作为一个剖面的绿色分子表面,蛋白质(红色)漫画所示表示,水和0.4 M氯化钠现在显示。在仿真过程中,蛋白质的质心克制保持在纳米孔的对称轴。
电影3。MD模拟SDS-titin复杂易位。这部电影展示了一个100 ns显式溶剂下进行所有原子MD模拟250 mV偏见直接从底部到顶部的仿真系统。显示了纳米孔作为一个剖面的绿色分子表面;蛋白质的构象被描述为一个跟踪蛋白质骨架(红色)。SDS分子所示使用分子键表示:碳、硫和氧的原子所示青色,黄色和红色,分别氢原子没有显示。水和0.4 M氯化钠现在显示为好。在仿真过程中,重心SDS-protein复杂的约束保持在纳米孔的对称轴。平滑滤波器应用于视觉降低分子的热运动。由于周期性边界条件用于我们的MD模拟,同一SDS-protein复杂多次渗透穿过纳米孔。 Flickering of the molecules is produced by crossings between different periodic images of the simulation unit cell.
电影4。MD模拟SDS-titin二聚体复杂易位。这部电影展示了一个50 ns显式溶剂下进行所有原子MD模拟250 mV偏见直接从底部到顶部的仿真系统。显示了纳米孔作为一个剖面的绿色分子表面;蛋白质的构象被描述为一个跟踪蛋白质骨架(浅蓝色)。SDS分子所示使用分子键表示:碳、硫和氧的原子所示青色,黄色和红色,分别氢原子没有显示。水和0.4 M氯化钠现在显示为好。在仿真过程中,重心SDS-protein复杂的约束保持在纳米孔的对称轴。平滑滤波器应用于视觉降低分子的热运动。由于周期性边界条件用于我们的MD模拟,同一SDS-protein复杂多次渗透穿过纳米孔。闪烁的分子是由口岸不同周期的图像模拟单元细胞。
电影5。MD模拟SDS-beta淀粉酶复杂易位。这部电影展示了一个150 ns显式溶剂下进行所有原子MD模拟500 mV偏见直接从底部到顶部的仿真系统。显示了纳米孔作为一个剖面的绿色分子表面;蛋白质的构象被描述为一个跟踪蛋白质骨架(红色)。SDS分子所示使用分子键表示:碳、硫和氧的原子所示青色,黄色和红色,分别氢原子没有显示。水和0.4 M氯化钠现在显示为好。在仿真过程中,重心SDS-protein复杂的约束保持在纳米孔的对称轴。平滑滤波器应用于视觉降低分子的热运动。由于周期性边界条件用于我们的MD模拟,同一SDS-protein复杂多次渗透穿过纳米孔。闪烁的分子是由口岸不同周期的图像模拟单元细胞。
电影6。MD模拟SDS胶束易位。这部电影展示了一个85 ns显式溶剂下进行所有原子MD模拟250 mV偏见直接从底部到顶部的仿真系统。显示了纳米孔作为一个剖面的绿色分子表面。SDS分子所示使用分子键表示:碳、硫和氧的原子所示青色,黄色和红色,分别氢原子没有显示。水和0.4 M氯化钠现在显示为好。在仿真过程中,SDS胶束的重心是克制保持在纳米孔的对称轴。平滑滤波器应用于视觉降低分子的热运动。由于周期性边界条件用于我们的MD模拟,胶束是见过多次渗透穿过纳米孔。闪烁的分子是由口岸不同周期的图像模拟单元细胞。