az ionizációs állapot és a Glu-71 konformációja a KcsA K+ csatornában

a KCSA K+ csatorna Glu-71 oldallánca, amely fontos maradvány a szelektivitási szűrő közelében, nem oldódott meg Doyle et al. (Doyle, D. A., J. M. Cabral, R. A. Pfuetzner, A. Kuo, J. M. Gulbis, S. L. Cohen, B. T. Chait és R. MacKinnon. 1998. Tudomány. 280:69–77). Atomi koordinátái meghatározatlanok, ionizációs állapota ismeretlen. A KCSA k+ csatorna értelmes elméleti és számítási vizsgálatához elengedhetetlen, hogy részletesen foglalkozzunk a maradék konformációjával és ionizációs állapotával kapcsolatos kérdésekkel. A korábbi MD szimulációkban, amelyekben a Glu-71 oldallánca protonált, és erős hidrogénkötést képez az Asp-80-mal, megfigyelték, hogy a csatorna nem tér el jelentősen a kristálytani struktúrától (Bernokliche, S. és B. Roux. 2000. Biophys. J. 78: 2900-2917). Ezzel szemben itt megmutatjuk, hogy a KCSA csatorna szelektivitási szűrőjének szerkezete jelentősen megszakad, ha ezek az oldalláncok teljesen ionizálódnak mind a négy monomeren. A Glu-71 ionizációs állapotával kapcsolatos kérdések további megoldása érdekében a maradék PKA-értékét molekuladinamikai szabadenergia-szimulációk (MD/FES) segítségével számítottuk ki egy teljesen rugalmas rendszerrel, beleértve az explicit oldószert és membránt, valamint a véges különbségű Poisson-Boltzmann (PB) kontinuum elektrosztatikát. Megállapítást nyert, hogy a Glu-71 pKa-ját eltolja a+10 PKA egység. Ezek az eredmények erősen arra utalnak, hogy a Glu-71 normál körülmények között protonálódik.