肌脂蛋白单体和多聚体氯离子通透性的分子模拟研究

来源 :南开大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lihaolong2005
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Sarcolipin(SLN)是一种位于肌浆网中的小分子膜蛋白,它可以与肌浆网钙泵(SERCA)结合并调节其活性。同时,SLN本身可以在肌浆网膜中自组装形成五聚体并实现一定的功能。有研究认为SLN的五聚体具有离子通道的作用。  本文通过分子动力学模拟的方法探索了SLN在肌浆网膜中对氯离子的通透作用。首先基于PLB的三维结构,通过同源建模的方法建立了嵌入肌浆网膜中的单体和五聚体SLN的三维结构,随后各对两种结构进行了15ns的分子动力学模拟来优化模型结构。本文通过平均力势和加权直方图的方法分别计算了氯离子通过在膜上的SLN单体以及SLN五聚体自由能的变化,讨论了SLN单体和五聚体在肌浆网膜上的Cl-通透性的问题。  模拟研究发现,当Cl-通过单体SLN在膜形成的孔道时,需要克服约130kJ/mol的自由能势垒;说明在这种结构下,氯离子不可能通过。然而当氯离子通过五聚体SLN在膜上形成的孔道时,只需克服约40kJ/mol势垒,所需的能量大大降低。以上结果说明,当存在合适的条件下氯离子通过五聚体SLN形成的孔道比通过单体SLN更容易。  本研究通过分子动力学模拟方法揭示了单体SLN难以使氯离子自由的通过。而氯离子虽然也无法直接通过五聚体SLN形成的孔道,但是所需能量大大降低。此研究支持了多聚体SLN在肌浆网膜上可能具有离子通道特性的理论,对未来研究SLN在生理环境中的离子通道功能提供了理论基础。
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