Ioniseringstilstanden og konformationen af Glu-71 i KcsA K+-kanalen

sidekæden af Glu-71 i KcsA K+ – kanalen, en vigtig Rest i nærheden af selektivitetsfilteret, blev ikke løst i den krystallografiske struktur af Doyle et al. Det er en af de mest almindelige årsager til, at der er tale om et stort problem. 1998. Videnskab. 280:69–77). Dens atomkoordinater er ubestemte, og dens ioniseringstilstand er ukendt. For meningsfulde teoretiske og beregningsmæssige undersøgelser af KCSA K+ – kanalen er det vigtigt at behandle spørgsmål om konformationen og ioniseringstilstanden for denne Rest i detaljer. I tidligere MD-simuleringer, hvor sidekæden af Glu-71 er protoneret og danner en stærk hydrogenbinding med Asp-80, blev det observeret, at kanalen ikke afviger signifikant fra den krystallografiske struktur (Bernrich, S. og B. Rouks. 2000. Biofys. J. 78: 2900-2917). I modsætning hertil viser vi her, at strukturen af selektivitetsfilteret i KcsA-kanalen er signifikant forstyrret, når disse sidekæder er fuldt ioniseret på hver af de fire monomerer. For yderligere at løse spørgsmål om ioniseringstilstanden for Glu-71 beregnede vi pKa-værdien af denne rest ved hjælp af molekylær dynamik fri energi simuleringer (MD/FES) med et fuldt fleksibelt system inklusive eksplicit opløsningsmiddel og membran og endelig forskel Poisson-Boltsmann (PB) kontinuum elektrostatik. Det konstateres, at PKA af Glu-71 forskydes af liter+10 PKA-enheder. Disse resultater tyder stærkt på, at Glu-71 protoneres under normale forhold.