Stan jonizacji i konformacja Glu-71 w kanale KCSA k+

łańcuch boczny Glu-71 kanału KCSA k+, ważna pozostałość w pobliżu filtra selektywności, nie został rozwiązany w strukturze krystalograficznej Doyle ’ a i in. (Doyle, D. A., J. M. Cabral, R. A. Pfuetzner, A. Kuo, J. M. Gulbis, S. L. Cohen, B. T. Chait, and R. MacKinnon. 1998. Nauka. 280:69–77). Jego współrzędne atomowe są nieokreślone, a stan jonizacji nieznany. Dla znaczących teoretycznych i obliczeniowych badań kanału KcsA k+, istotne jest, aby rozwiązać pytania dotyczące konformacji i stanu jonizacji tej pozostałości w szczegółach. W poprzednich symulacjach MD, w których łańcuch boczny Glu-71 jest protonowany i tworzy silne wiązanie wodorowe z Asp-80 zaobserwowano, że kanał nie odbiega znacząco od struktury krystalograficznej (Bernèche, S. I B. Roux. 2000. Biophys. J. 78:2900-2917). W przeciwieństwie do tego, pokazujemy tutaj, że struktura filtra Selektywności Kanału KcsA jest znacznie zakłócona, gdy te łańcuchy boczne są całkowicie zjonizowane na każdym z czterech monomerów. W celu dalszego rozwiązania pytań dotyczących stanu jonizacji Glu-71 obliczyliśmy wartość pKa tej pozostałości za pomocą symulacji dynamiki molekularnej wolnej energii (MD/FES) z w pełni elastycznym systemem obejmującym wyraźny rozpuszczalnik i membranę oraz elektrostatykę continuum Poissona-Boltzmanna (PB) o skończonej różnicy. Stwierdzono, że pKa Glu-71 jest przesunięty o ∼+10 jednostek pKa. Wyniki te silnie sugerują, że Glu-71 jest protonowany w normalnych warunkach.