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.2009年9月；76(4):794-807.
doi:10.1002/电话：22376。

流感M2-TMD通道中离子的自由能谱

莫拉德·穆斯塔法 1, 道格拉斯·亨德森, 大卫·D·巴斯
附属公司

流感M2-TMD通道中离子的自由能谱

莫拉德·穆斯塔法等。 蛋白质. 2009年9月.

摘要

利用分子动力学模拟方法研究了M（2）-TMD（1NYJ）在含有1 mol/kg NaCl或KCl盐溶液的脂质双层膜（DMPC）中的跨膜结构域通道（M（2-TMD）渗透特性。这项研究允许检查进入选择性过滤器的自发阳离子和阴离子。对M（2）-TMD四聚体的三种滴定状态进行了建模，其中形成选择性过滤器的四个His（37）残基为净不带电、+2带电或+3带电。将我们模拟得到的M（2）-TMD结构特性与从核磁共振和X射线研究中提取的其他模型的特性进行了比较。在10 ns模拟期间，氯离子偶尔占据带正电荷的选择性过滤区，从伞形取样模拟来看，Cl（-）在选择性过滤区的自由能垒低于Na（+）或NH（4）（+），NH（4+）的自由能障低于Na。对于Na（+）和Cl（-），自由能垒小于5 kcal/mol，这表明1NYJ构象可能不具有精细的质子选择性。我们还指出了Trp（41）的一种旋转体构型，它可以完全阻断通道。

PubMed免责声明

数字

图1
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对称一维K+gA系统中的PMF剖面是运输坐标的函数。所示的PMF配置文件来自独立的传输坐标（黑线）和相对传输坐标（灰线）实现。
图2
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DMPC尾部氘序参数M（M）2−TMD公司伊斯4+0（黑线），M（M）2−TMD公司伊斯4+2（黑线），以及M（M）2−TMD公司伊斯4+三（灰线）系统(一)氯化钠和(b)天然气4氯盐溶液。
图2
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DMPC尾部氘序参数M（M）2−TMD公司伊斯4+0（黑线），M（M）2−TMD公司伊斯4+2（黑线），以及M（M）2−TMD公司伊斯4+三（灰线）系统(一)氯化钠和(b)天然气4氯盐溶液。
图3
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多肽骨架的RMSD与时间M（M）2−TMD公司伊斯4+0（黑线），M（M）2−TMD公司伊斯4+2（红线），和M（M）2−TMD公司伊斯4+三（灰线）系统(一)氯化钠和(b)天然气4氯盐溶液。
图3
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多肽骨架的RMSD与时间M（M）2−TMD公司伊斯4+0（黑线），M（M）2−TMD公司伊斯4+2（红线），和M（M）2−TMD公司伊斯4+三（灰线）系统(一)氯化钠和(b)天然气4氯盐溶液。
图4
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（His，Trp41）构象的选定旋转体状态；(t–80°,t–105°）英寸(一)和(b)(t–80°,t吨90°）英寸(c（c）)和(d日)，使用最初的1NYJ结构进行了演示。甘草提取法显示了两个相邻螺旋的His和Trp残基，而最大速度分子表面（MSMS）提取法使用1.4º的探针半径显示了整个多肽。彩色对象表示：C（青色）、H（白色）、N（蓝色）和O（红色）。在甘草图像中，图像的左侧指向N端，而右侧指向C端。在分子表面视图中，透视图是从C末端看的。
图4
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（His，Trp41）构象的选定旋转体状态；(t–80°,t–105°）英寸(一)和(b)(t–80°,t吨90°）英寸(c（c）)和(d日)，使用最初的1NYJ结构进行了演示。甘草提取法显示了两个相邻螺旋的His和Trp残基，而最大速度分子表面（MSMS）提取法使用1.4º的探针半径显示了整个多肽。彩色对象表示：C（青色）、H（白色）、N（蓝色）和O（红色）。在甘草图像中，图像的左侧指向N端，而右侧指向C端。在分子表面视图中，透视图是从C末端看的。
图4
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（His，Trp41）构象的选定旋转体状态；(t–80°,t–105°）英寸(一)和(b)(t–80°,t吨90°）英寸(c（c）)和(d日)，使用最初的1NYJ结构进行了演示。甘草提取法显示了两个相邻螺旋的His和Trp残基，而最大速度分子表面（MSMS）提取法使用1.4º的探针半径显示了整个多肽。彩色对象表示：C（青色）、H（白色）、N（蓝色）和O（红色）。在甘草图像中，图像的左侧指向N端，而右侧指向C端。在分子表面视图中，透视图是从C末端看的。
图4
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（His，Trp41）构象的选定旋转体状态；(t–80°,t–105°）英寸(一)和(b)(t–80°,t吨90°）英寸(c（c）)和(d日)，使用最初的1NYJ结构进行了演示。甘草提取法显示了两个相邻螺旋的His和Trp残基，而最大速度分子表面（MSMS）提取法使用1.4º的探针半径显示了整个多肽。彩色对象表示：C（青色）、H（白色）、N（蓝色）和O（红色）。在甘草图像中，图像的左侧指向N端，而右侧指向C端。在分子表面视图中，透视图是从C末端看的。
图5
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放大的水分子密度分布在通道内z（z）中的方向M（M）2−TMD公司伊斯4+0（黑线），M（M）2−TMD公司伊斯4+2（黑线），以及M（M）2−TMD公司伊斯4+三（灰线）系统(一)氯化钠和(b)天然气4氯盐溶液。
图5
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放大的水分子密度分布在通道内z（z）中的方向M（M）2−TMD公司伊斯4+0（黑线），M（M）2−TMD公司伊斯4+2（黑线），以及M（M）2−TMD公司伊斯4+三（灰线）系统(一)氯化钠和(b)天然气4氯盐溶液。
图6
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离子摩尔浓度分布z（z）方向：Cl−摩尔浓度分布M（M）2−TMD公司伊斯4+0（黑线），M（M）2−TMD公司伊斯4+2黑线），以及M（M）2−TMD公司伊斯4+三灰色线）系统(一)氯化钠和(b)天然气4氯盐溶液。阳离子摩尔浓度分布M（M）2−TMD公司伊斯4+0（黑线），M（M）2−TMD公司伊斯4+2（黑线），以及M（M）2−TMD公司伊斯4+三（灰线）系统(c（c）)纳+以及(d日)天然气4+.
图6
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离子摩尔浓度分布z（z）方向：Cl−摩尔浓度分布M（M）2−TMD公司伊斯4+0（黑线），M（M）2−TMD公司伊斯4+2黑线），以及M（M）2−TMD公司伊斯4+三灰色线）系统(一)氯化钠和(b)天然气4氯盐溶液。阳离子摩尔浓度分布M（M）2−TMD公司伊斯4+0（黑线），M（M）2−TMD公司伊斯4+2（黑线），以及M（M）2−TMD公司伊斯4+三（灰线）系统(c（c）)纳+以及(d日)天然气4+.
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离子摩尔浓度分布z（z）方向：Cl−摩尔浓度分布M（M）2−TMD公司伊斯4+0（黑线），M（M）2−TMD公司伊斯4+2黑线），以及M（M）2−TMD公司伊斯4+三灰色线）系统(一)氯化钠和(b)天然气4氯盐溶液。阳离子摩尔浓度分布M（M）2−TMD公司伊斯4+0（黑线），M（M）2−TMD公司伊斯4+2（黑线），以及M（M）2−TMD公司伊斯4+三（灰线）系统(c（c）)纳+以及(d日)天然气4+.
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离子摩尔浓度分布z（z）方向：Cl−摩尔浓度分布M（M）2−TMD公司伊斯4+0（黑线），M（M）2−TMD公司伊斯4+2黑线），以及M（M）2−TMD公司伊斯4+三灰色线）系统(一)氯化钠和(b)天然气4氯盐溶液。阳离子摩尔浓度分布M（M）2−TMD公司伊斯4+0（黑线），M（M）2−TMD公司伊斯4+2（黑线），以及M（M）2−TMD公司伊斯4+三（灰线）系统(c（c）)纳+以及(d日)天然气4+.
图7
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一维离子PMF分布是传输坐标的函数。(一)纳+PMF配置文件M（M）2−TMD公司伊斯4+0包括不同的模拟时间；0.5 ns（灰线）、0.75 ns（黑线）和1.0 ns（黑线）。在其他面板中，显示的PMF剖面来自M（M）2−TMD公司伊斯4+0（黑线），M（M）2−TMD公司伊斯4+2（黑线），以及M（M）2−TMD公司伊斯4+三（灰线）系统(b)氯−, (c（c）)纳+、和(d日)天然气4+.
图7
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一维离子PMF分布是传输坐标的函数。(一)纳+PMF配置文件M（M）2−TMD公司伊斯4+0包括不同的模拟时间；0.5 ns（灰线）、0.75 ns（黑线）和1.0 ns（黑线）。在其他面板中，显示的PMF剖面来自M（M）2−TMD公司伊斯4+0（黑线），M（M）2−TMD公司伊斯4+2（黑线），以及M（M）2−TMD公司伊斯4+三（灰线）系统(b)氯−, (c（c）)纳+、和(d日)天然气4+.
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一维离子PMF分布是传输坐标的函数。(一)纳+PMF配置文件M（M）2−TMD公司伊斯4+0包括不同的模拟时间；0.5 ns（灰线）、0.75 ns（黑线）和1.0 ns（黑线）。在其他面板中，显示的PMF剖面来自M（M）2−TMD公司伊斯4+0（黑线），M（M）2−TMD公司伊斯4+2（黑线），以及M（M）2−TMD公司伊斯4+三（灰线）系统(b)氯−, (c（c）)纳+、和(d日)天然气4+.
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一维离子PMF分布是传输坐标的函数。(一)纳+PMF配置文件M（M）2−TMD公司伊斯4+0包括不同的模拟时间；0.5 ns（灰线）、0.75 ns（黑线）和1.0 ns（黑线）。在其他面板中，显示的PMF剖面来自M（M）2−TMD公司伊斯4+0（黑线），M（M）2−TMD公司伊斯4+2（黑线），以及M（M）2−TMD公司伊斯4+三（灰线）系统(b)氯−, (c（c）)纳+、和(d日)天然气4+.
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