Comparative Molecular Dynamics Simulation Studies of Realistic Eukaryotic, Prokaryotic, and Archaeal Membranes
Comparative Molecular Dynamics Simulation Studies of Realistic Eukaryotic, Prokaryotic, and Archaeal Membranes
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真实真核生物、原核生物和古细菌膜的比较分子动力学模拟研究
DOI：
10.1021/acs.jcim.1c01514
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发表时间：
2022
影响因子：
5.6
通讯作者：
Park, Soohyung
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Pogozheva, Irina D.;Armstrong, Grant A.;Kong, Lingyang;Hartnagel, Timothy J.;Carpino, Carly A.;Gee, Stephen E.;Picarello, Danielle M.;Rubin, Amanda S.;Lee, Jumin;Park, Soohyung
我们提出了一个比较全原子分子动力学模拟研究18个生物膜系统与脂质组成对应的真核生物，细菌和古细菌膜连同三个单组分脂质双层。本研究中使用的共105种脂质类型包括具有各种长度、不饱和度和支链或环状部分的酰基链的各种甾醇和基于甘油的脂质。我们的比较分析提供了更深入的了解甾醇和脂质不饱和度对这些生物膜的结构和机械性能的影响，包括水渗透到膜的碳氢化合物核心。对于含甾醇的膜，甾醇分数与膜厚度，面积压缩模量，和脂质的顺序，但不相关的面积每脂质和甾醇倾斜角。类似地，对于所有18种生物膜，脂质顺序与膜厚度和面积压缩模量相关。甾醇和脂质不饱和度对膜厚度产生相反的影响，但只有甾醇影响水渗透到膜中。所有膜系统均可在CHARMM-GUI Archive中访问以供公众使用。它们可以用作模板，以加快未来的跨膜和外周膜蛋白质的现实细胞膜的建模，以研究它们的结构，动力学，分子相互作用和功能在一个nativelike膜环境。
We present a comparative all-atom molecular dynamics simulation study of 18 biomembrane systems with lipid compositions corresponding to eukaryotic, bacterial, and archaebacterial membranes together with three single-component lipid bilayers. A total of 105 lipid types used in this study include diverse sterols and glycerol-based lipids with acyl chains of various lengths, unsaturation degrees, and branched or cyclic moieties. Our comparative analysis provides deeper insight into the influences of sterols and lipid unsaturation on the structural and mechanical properties of these biomembranes, including water permeation into the membrane hydrocarbon core. For sterol-containing membranes, sterol fraction is correlated with the membrane thickness, the area compressibility modulus, and lipid order but anticorrelated with the area per lipid and sterol tilt angles. Similarly, for all 18 biomembranes, lipid order is correlated with the membrane thickness and area compressibility modulus. Sterols and lipid unsaturation produce opposite effects on membrane thickness, but only sterols influence water permeation into the membrane. All membrane systems are accessible for public use in CHARMM-GUI Archive. They can be used as templates to expedite future modeling of realistic cell membranes with transmembrane and peripheral membrane proteins to study their structure, dynamics, molecular interactions, and function in a nativelike membrane environment.
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影响因子：
2.9
作者：
S. Snyder;D. H. Kim;T. McIntosh
通讯作者：
S. Snyder;D. H. Kim;T. McIntosh
DOPC/DSPC 混合膜系统的结构、动力学和相行为：分子动力学模拟研究
DOI：
--
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
--
作者：
Seonghan Kim;Rakwoo Chang
通讯作者：
Rakwoo Chang
影响因子：
7.5
作者：
Maxfield FR;van Meer G
通讯作者：
van Meer G
影响因子：
3.4
作者：
E. Wu;O. Engström;Sunhwan Jo;Danielle Stuhlsatz;M. S. Yeom;Jeffery B. Klauda;G. Widmalm;W. Im
通讯作者：
E. Wu;O. Engström;Sunhwan Jo;Danielle Stuhlsatz;M. S. Yeom;Jeffery B. Klauda;G. Widmalm;W. Im
DOI：
--
发表时间：
1974
期刊：
影响因子：
--
作者：
R. Henning;Hans
通讯作者：
Hans