来自生物纳米离子泵水通道

卡尔·德克尔,马丁页面,阿列克谢Aksimentiev
物理化学学报B121 7899 - 7906 (2017)
DOI:10.1021 / acs.jpcb.7b05568助理

支持生活的生物分子机器执行工作在最小的范围内,包括工作穿梭跨单元边界离子和化学梯度。系统artifi脸部用的渠道在纳米尺度上同样可以控制离子浓度的离子电流rectifi阳离子,物种的选择性,电压门控机制。这里,我们从理论上表明voltagegated,离子species-selective,整流离子通道可以使用的组件构建生物水通道水通道蛋白。通过所有原子分子动力学模拟,我们表明,离子电导截水通道蛋白通道的非线性随偏差大小,取决于渠道的取向,是高度阳离子具体但只有一个极性的跨膜的偏见。进一步,我们展示了这种异常复杂反应通道的跨膜偏见源于机械运动的带正电的门块阳离子运输。通过两种截水通道蛋白结合,我们将演示一个分子离子与它们的化学梯度系统,水泵当受到一个交替跨膜的偏见。我们的工作奠定了基础为未来生物仿生eff运动为了繁殖生物离子泵使用合成组件的功能。

动画说明一个40 ns仿真的截断AQP闸门机制。截断AQP单体所示绿色甘草、红甘草arg - 197门,橙色的脂质双分子层。的晶体位置参数- 197门半透明的蓝色甘草所示。电动古人从应用的方向偏差由箭头表示,强调极性的变化改变颜色。Na +显示为黄色球体,Cl -青色球体。

动画说明960 ns仿真的双层膜截断AQP离子泵受一个交替transmemrbane偏见。这部电影仍然由26帧,每个38.4 ns,离子的运动使一个普通帧速率的眼睛。截断AQP四聚体青色漫画所示,教皇褐脂质双分子层线和球体,Na +黄色球体,Cl -在青色球体。阳极室,失去了大部分离子,在这里被夹在两个膜。