Biopolym. Cell. 2009; 25(6):476-483.
http://dx.doi.org/10.7124/bc.0007FA
Молекулярна біофізика
Напівкількісна модель воротних процесів в іонному каналі KcsA. 2. Модель динамічної самоорганізації воротних процесів
1Харкянен В. М., 1Єсилевський С. О., 1Березецька Н. М., 2Буато С., 2Рамзеєр Ч.
  1. Інститут фізики НАН України
    проспект Науки, 46, Київ, Україна, 03028
  2. UMR CNRS 6624, факультет природничих наук та технологій Університету Франш-Конте
    16 рут де Грей, Боулва, 25030 Бесанкон Cedex, Франція

Abstract

Мета даної серії робіт полягає у розробці напівкількісної теорії воротних процесів в іонному каналі KcsA. Методи. Для цього залучено доступні експериментальні дані, а також результати молекулярної динаміки у контексті концепції динамічної самоорганізації. Результати. У другій роботі серії описано принципи динамічної самоорганізації та розроблено теорію воротних процесів у каналі KcsA, що базується на цих принципах. Наведено першу успішну спробу об’єднання даних щодо структури та динаміки реального білка з концепцією динамічної самоорганізації.
Keywords: iонні канали, канал KcsA, динамічна самоорганізація, воротні процеси
Повний текст: (PDF, англійською)

References

[1] Christophorov L. N., Kharkyanen V. N. Synergetic mechanisms of structural regulation of the electron transfer and other reactions of biological macromolecules Chem. Phys 2005 319, N 1–3:330–341.
[2] Goushcha A. O., Kharkyanen V. N., Scott G. W., Holzwarth A. R. Self-regulation phenomena in bacterial reaction centers. I. General theory Biophys. J 2000 79, N 3:1237–1252.
[3] Grishchenko O. V., Kharkyanen V. N., Kononenko N. I.,Veinreb G. E. Ion regulation of the kinetics of potential-dependent potassium channels J. Biol. Phys 1997 23, N 4 P. 195–208.
[4] Barabash Y. M., Berezetskaya N. M., Christophorov L. N., Goushcha A. O., Kharkyanen V. N. Effects of structural memory in protein reactions J. Chem. Phys 2001 116, N 10:4339–4352.
[5] Goushcha A. O., Manzo A. J., Scott G. W., Christophorov L. N., Knox P. P., Barabash Y. M., Kapoustina M. T., Berezetska N. M., Kharkyanen V. N. Self-regulation phenomena applied to bacterial reaction centers: 2. Nonequilibrium adiabatic potential: dark and light conformations revisited Biophys. J 2003 84, N 2:1146–1160.
[6] 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.
[7] Christophorov L. N. Conformation-dependent charge transport: a new stochastic approach Phys. Lett. A 1995 205, N 1:14–17.
[8] Zakharian E., Reusch R. N. Streptomyces lividans potassium channel KcsA is regulated by the potassium electrochemical gradient Biochem. and Biophys. Res. Communs 2004 316, N 2:429–436.
[9] 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.
[10] 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 &A resolution Nature 2001 414, N 6859:43–48.
[11] 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.
[12] Kharkyanen V. N., Yesylevskyy S. O., Berezetskaya N. M., Boiteux C., Ramseyer Ch. Semi-quantitative model of the gating of KcsA ion channel. 1. Geometry and energetics of the gating Biopolym. Cell 2009 25, N 5:390–397.
[13] Choe H., Sackin H., Palmer L.G. Permeation and gating of an inwardly rectifying potassium channel. Evidence for a variable enrgy well J. Gen. Physiol 1998 112, N 4:443–446.
[14] Liu Y., Jurman M. E.,Yellen G. Dynamic rearrangement of the outer mouth of a K+ channel during gating Neuron 1996 16, N 4:859–867.
[15] 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.
[16] Li Y., Um S. Y., McDonald T. V. Voltage-gated potassium channels: regulation by accessory subunits Neuroscientist 2006 12, N 3:199–210.