Structural dynamics of the S4 voltage-sensor helix in lipid bilayers lacking phosphate groups.
Structural dynamics of the S4 voltage-sensor helix in lipid bilayers lacking phosphate groups.
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DOI：
10.1021/jp2001964
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发表时间：
2011-07-14
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
White SH
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Andersson M;Freites JA;Tobias DJ;White SH
电压依赖性K+（Kv）通道需要脂质磷酸盐才能发挥作用。S4螺旋在电压敏感结构域（VSD）中携带门控电荷，插入膜中，同时通过蛋白质-脂质界面稳定，其中脂质磷酸盐起着重要作用。为了研究在没有脂质磷酸盐的情况下蛋白质-脂质界面的物理基础，我们在有和没有脂质磷酸盐的双层中对KvAP S4变体（S4 mut）进行了分子动力学（MD）模拟。我们发现，在二油酰三甲基铵丙烷（DOTAP）双层缺乏脂质磷酸盐，门控电荷溶剂化的阴离子抗衡离子，因此，缺乏双层支持含磷酸盐的棕榈油酰甘油磷酸胆碱（POPC）双层。结果是水可渗透的双层，其在肽周围具有显著更小的变形。总之，这些结果提供了一个不稳定的蛋白质-脂质界面方面的VSD的非功能性的解释。
Voltage-dependent K+ (Kv) channels require lipid phosphates for functioning. The S4 helix, which carries the gating charges in the voltage-sensing domain (VSD), inserts into membranes while being stabilized by a protein-lipid interface in which lipid phosphates play an essential role. To examine the physical basis of the protein-lipid interface in the absence of lipid phosphates, we performed molecular dynamics (MD) simulations of a KvAP S4 variant (S4mut) in bilayers with and without lipid phosphates. We find that in dioleoyltrimethylammoniumpropane (DOTAP) bilayers lacking lipid phosphates, the gating charges are solvated by anionic counterions and, hence, lack the bilayer support provided by phosphate-containing palmitoyloleoylglycerophosphocholine (POPC) bilayers. The result is a water-permeable bilayer with a significantly smaller deformations around the peptide. Together, these results provide an explanation for the non-functionality of VSDs in terms of a destabilizing protein-lipid interface.
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影响因子：
16.2
作者：
Aggarwal, SK;MacKinnon, R
通讯作者：
MacKinnon, R
DOI：
10.1107/s0907444904019158
发表时间：
2004-12-01
影响因子：
2.2
作者：
Emsley, P;Cowtan, K
通讯作者：
Cowtan, K
影响因子：
56.9
作者：
Cuello, LG;Cortes, DM;Perozo, E
通讯作者：
Perozo, E
影响因子：
5.5
作者：
HODGKIN, AL;HUXLEY, AF
通讯作者：
HUXLEY, AF
影响因子：
3.4
作者：
Gangupomu, Vamshi K.;Abrams, Cameron F.
通讯作者：
Abrams, Cameron F.