Ionizační Státu a Konformace Glu-71 v KcsA K+ Kanál

vedlejší řetězce Glu-71 KcsA K+ kanálu, důležitý reziduí v blízkosti selektivity filtru, nebyl vyřešen v krystalografické struktuře Doyle et al. (Doyle, D.A., J. M. Cabral, R. a. Pfuetzner, a. Kuo, J. M. Gulbis, s. L. Cohen, B. T. Chait a R. MacKinnon. 1998. Věda. 280:69–77). Jeho atomové souřadnice nejsou určeny a jeho ionizační stav není znám. Pro smysluplné teoretické a výpočetní studie kanálu KcsA k+ je nezbytné podrobně řešit otázky týkající se konformace a ionizačního stavu tohoto zbytku. V předchozích MD simulace, v níž vedlejší řetězce Glu-71 je protonované a tvoří silné vodíkové vazby s Asp-80 bylo zjištěno, že kanál neměl výrazně lišit od krystalografické struktury (Bernèche, a. S., a B. Jíšku. 2000. Biophys. J. 78: 2900-2917). Naproti tomu zde ukazujeme, že struktura selektivního filtru kanálu KCSA je významně narušena, když jsou tyto boční řetězce plně ionizovány na každém ze čtyř monomerů. K dalšímu řešení otázky o ionizační stav Glu-71 vypočítali jsme, pKa hodnota tohoto reziduí pomocí molekulární dynamiky simulace volné energie (MD/FES) s plně flexibilní systém, včetně explicitní rozpouštědlo a membrány a konečný rozdíl Poisson-Boltzmannova (PB) elektrostatika kontinua. Bylo zjištěno, že pKa Glu-71 je posunuta o jednotky ∼+10 pKa. Tyto výsledky silně naznačují, že Glu-71 je protonován za normálních podmínek.