电的细胞色素在通过纳米孔收缩易位。

Prabhat Tripathi, Abdelkrim Benabbas Mehrafrooz签署,裕仁山崎,阿列克谢Aksimentiev, Paul m .冠军和Meni Wanunu
美国国家科学院院刊》上118 (17)(2021)
DOI:10.1073 / pnas.2016262118PMID:33883276助理

突出

可以局部电场驱动完整的蛋白质分子展开?蛋白质发生易位之前通过纳米孔收缩是一个重要的步骤在生物膜和蛋白质运输也在纳米孔测序蛋白质的重要一步。我们这里的学习electric-field-driven易位(cyt行为模型的蛋白质c通过纳米孔的直径从1.5到5.5纳米。这些单分子纳米孔收缩的测量表明,电场可以选择部分和完全展开的蛋白质构象。零场自由能这些构象之间的差距,发现使用一个简单的热力学模型,与之前报道的协议cyt的研究c能量展开。

文摘

许多小蛋白质跨越细胞间通过缩小毛孔。以线程通过收缩蛋白,自由能必须克服变形或完全展开的蛋白质。原则上,孔的直径,以及有效的推动力量展开的蛋白质,以及它的障碍易位,应该是关键因素,决定是否通过挤压过程所得,展开/线程,或两者兼而有之。调查这个完善的蛋白质系统,我们研究细胞色素的electric-field-driven易位行为(cyt)超薄氮化硅(罪)固态纳米孔的直径从1.5到5.5纳米。2.5 -nm-diameter毛孔,我们发现,在一个阈值电场政权∼30至100 MV / m, cyt能够通过毛孔紧缩。随着电场内部孔隙增加,cyt是热力学稳定的展开状态,促进其易位。相比之下,为1.5 - 2.0,-nm-diameter毛孔,易位发生只有线程的完全展开的蛋白质转换后通过更高的能源展开的口孔的中间状态。亚稳态之间的相对能量、中间和展开的蛋白质状态是使用一个简单的热力学模型,提取是由相对较慢(∼ms)蛋白转位时间穿过纳米孔。这些实验图的各种模式通过收缩蛋白易位,开幕的途径探索蛋白质折叠结构,内部联系,electric-field-induced可变形性。

MD模拟cytc通过纳米孔:单一的电影展示了MD轨迹cytc蛋白(显示为一个卡通包围一个半透明的表面)被迫通过2.0 nm纳米孔(灰色)使用G-SMD协议在3 V有效的偏见。

MD模拟cytc通过纳米孔:单一的电影展示了MD轨迹cytc蛋白(显示为一个卡通包围一个半透明的表面)被迫通过2.5 nm纳米孔(灰色)使用G-SMD协议在3 V有效的偏见。

MD模拟cytc通过纳米孔:单一的电影展示了MD轨迹cytc蛋白(显示为一个卡通包围一个半透明的表面)被迫通过5.5 nm纳米孔(灰色)下使用G-SMD协议1 V有效的偏见。