Biopolym. Cell. 2009; 25(5):390-397.
Молекулярная биофизика
Полуколичественная модель воротных процессов в ионном канале KcsA. 1. Геометрия и энергетика воротных процессов
1Харкянен В. Н., 1Есилевский С. А., 1Березецкая Н. М., 2Буато С., 2Рамзеер Ч.
  1. Институт физики НАН Украины
    проспект Науки, 46, Киев, Украина, 03028
  2. UMR CNRS 6624, факультет естественных наук и технологий Университета Франш-Конте
    16 рут де Грей, Боулва, 25030 Бесанкон Cedex, Франция

Abstract

Целью данной серии работ является разработка полуколи- чественной теории воротных процессов в ионном канале KcsA. Для этого использованы доступные экспериментальные данные, а также результаты молекулярной динамики в контексте концепции динамической самоорганизации. В первой работе серии представлена упрощенная модель геометрии и энергетики воротных процессов. Приведена первая успешная попытка объединения данных о структуре и динамике реального белка с концепцией динамической самоорганизации.
Keywords: ионные каналы, канал KcsA, динамическая самоорганизация, воротные процессы

References

[1] Doyle D. A., Cabral J. M., Pfuzner R. A., Kuo A., Gulbis J. M., Cohen S. L., Chait B. T., MacKinnon R. The structure of the potassium channel: molecular basis of K+ conduction and selectivity Science 1998 280, N 3:69–77.
[2] Holyoake J., Domene C., Bright J. N., Sansom M. S. KcsA closed and open: modelling and simulation studies Eur. Biophys. J 2004 33, N 3:238–246.
[3] Liu Y.-S., Sompornpisut P., Perozo E. Structure of the KcsA channel intracellular gate in the open state Nat. Struct. Biol 2001 8, N 10:883–887.
[4] Compoint M., Carloni P., Ramseyer C., Girardet C. Molecular dynamics study of the KcsA channel at 2.0 resolution: stability and concerted motions within the pore Biochim. et Biophys. Acta 2004 1661, N 1:26–39.
[5] Compoint M., Picaud F., Ramseyer C., Girardet C. Targeted molecular dynamics of an open-state KcsA channel J. Chem. Phys 2005 122, N 13:134707.
[6] Mashl R. J., Tang Y., Schnitzer J., Jakobsson E. Hierarchical approach to predicting permeation in ion channels Biophys. J 2001 81, N 5:2473–2483.
[7] Zhou Y., Moralis-Cabral J. H., Kaufman A., MacKinnon R. Chemistry of ion coordination and hydration revealed by a K+ channel-Fab complex at 2.0 resolution Nature 2001 414, N 6859:43–48.
[8] Yesylevskyy S. O., Kharkyanen V. N. Quasi-particles in the selectivity filter can explain permeation in a channel with multiple occupancy Phys. Chem. Chem. Phys 2004 N 6:3111–3122.
[9] Chinarov V. A., Gaididei Y. B., Kharkyanen V. N., Sit'ko S. P. Ion pores in biological membranes as self-organizing bistable systems Phys. Rev. A 1992 46, N 8:5232–5241.
[10] Christophorov L. N., Holzwarth A. R., Kharkyanen V. N., van Mourik F. Structure-function self-organization in nonequilibrium macromolecular systems Chem. Phys 2000 256, N 1:45–60.
[11] Yesylevskyy S. O., Kharkyanen V. N. Barrier-less knock-on conduction in ion channels: peculiarity or general mechanism? Chem. Phys 2005 312, N 1–3:127–133.
[12] Case D. A., Pearlman D. A., Caldwell J. W., Cheatham III T. E., Ross W. S., Simmerling C. L., Darden T. A., Merz K. M., Stanton R. V., Cheng A. L., Vincent J. J., Crowley M., Tsui V., Radmer R. J., Duan Y., Pitera J., Massova I., Seibel G. L., Singh U. C., Weiner P. K.,Kollman P. A. AMBER6 San Francisco: Univ. California press, 1999.