二价金属离子运输在大型生物离子通道及其对电导和选择性的影响

文摘

电生理特征的大型蛋白通道,通常显示multi-ionic运输和弱离子选择性,通常表现在生理条件下(温和的氯化钾溶液梯度decimolar浓度在中性pH缓冲)。我们这里扩展的描述OmpF孔蛋白,多种渠道的外膜大肠杆菌,通过研究二价阳离子的盐的影响传输信道的特性。二价阳离子浓度至关重要的调节细胞代谢和理解的影响是至关重要的,不仅在频道专门设计用于控制通道也在其他multiionic频道。特别是在OmpF等孔蛋白通道,二价阳离子调节分子的效率有抗菌活性。利用这一事实OmpF通道原子结构已经在水和MgCl解决₂水解决方案,分析了单通道电导和通道选择性反转目标分离电解质本身的作用和蛋白质引起的反离子积累渠道费用和其他因素(绑定,立体效果,等等),盐的次要单价阳离子在二价阳离子的情况下成为至关重要的。

1。介绍

细胞的脂质膜形成一个绝缘层的离子通道,代谢物和其他更大的分子(1]。然而,选择性运输的带电溶质和大分子跨细胞膜是生存所必需的生理功能的细胞,因此生物。专门的生理功能是由离子通道,一个大家庭的特殊蛋白质存在于所有生物,打开毛孔细胞膜(纳米尺寸的2- - - - - -4]。孔的实际尺寸决定了特定的功能主要是每个通道的5]。因此,狭窄的通道可以有效区分不同的指控物种而其他过程需要许多离子的快速运输细胞膜更容易通过更广泛的毛孔也称为介观通道(6]。本文着重于宽通道的传输特性,特别是通道电导和离子选择性。后者在这里指的能力支持通过某种离子对别人两个物种同时出现在解决方案(例如,阳离子和阴离子)。通过宽渠道的运输是被动的,multi-ionic使他们适合调节营养物质的大量涌入和挤压废物,必要在细胞的新陈代谢。了他们软弱的选择性低分子量无机离子相关的几个原因。首先,因为它的理解是第一,必要步骤解释充分负责特定的选择性的高度复杂的机制在狭窄的通道5]。第二,因为其功能的研究和理解造成了开发各种各样的生物技术,分析和医疗应用程序(7- - - - - -9]。

介观渠道通常区分离子电荷,也就是说,该频道是阳离子选择性或阴离子选择性,取决于阳离子或阴离子运输蛋白质的青睐(5,10- - - - - -12]。这些广泛的选择性渠道主要是由蛋白质之间的静电相互作用得残留和渗透离子2]。然而,其他因素,如扩散甚至短程相互作用可能扮演一个角色在特定情况下(6,13,14]。介观渠道广泛研究的例子有细菌名叫像OmpF大肠杆菌(15- - - - - -17),电压门控离子通道(VDAC)的线粒体外膜18),孔隙通道毒素分泌α-溶血素通道金黄色葡萄球菌(19,20.),抗生素肽像alamethicin [21- - - - - -23]。一个名叫的共同特点是他们的β桶结构。亲水环境提供了一个水孔隙中水分积极和消极离子小,代谢产物如ATP (24)或抗生素分子(25),能够通过。正因为如此,名叫也称为一般扩散孔(16,17),他们是弱离子选择性小。其中之一,细菌孔蛋白OmpF,被选为一个模型系统在许多研究代表宽渠道。的主要原因是,它很容易转基因,过表达(26),和结晶27]。除此之外,其著名的结构获得原子分辨率(15)允许建立一个通道的结构和功能之间的关系通过连续介质理论(例如,Poisson-Nernst-Planck) [28- - - - - -30.)和计算方法如分子动力学(MD)和布朗动力学(BD) [28,31日- - - - - -36]。此外,特别是在这项研究中,详细分析了二价阳离子的影响,这是特别相关的事实OmpF原子结构报道不仅在盐的存在的单价37而且在二价(38阳离子。

晶体结构的Ompf孔蛋白
OmpF(外膜蛋白F)是一个通用的扩散孔蛋白。homotrimeric蛋白质形成宽,水,电压门控的外膜孔大肠杆菌。每个亚基的通道都有一个不对称的结构,相对较大的入口~ 4海里的直径和一个狭窄的区域~ 1 nm直径大约在通道长度的一半。第一个晶体结构的OmpF孔蛋白在1995年获得了分辨率为2.4 x射线分析晶体生长在没有盐。它是可用的蛋白质数据库(PDB) 2 omf代码(15]。随后,各种OmpF通道的结构和突变体被解决(15,33,37- - - - - -45]。OmpF结构与PDB代码2 zfg [38尤其与本研究相关的。2008年获得1.59的分辨率晶体在1 M MgCl长大的₂水溶液。它显示了一个毫克^{2 +}阳离子位于两个酸残基之间的循环L3的结构。图1显示了Mg的位置^{2 +}根据2 zfg阳离子结构。

的3 d原子结构的知识OmpF孔蛋白是一个伟大的优势建立一个通道结构及其功能性质之间的关系。一个完整的信道特性需要结合不同的理论方法。复杂的方法像MD和BD模拟可以提供重要的微观细节,如关键影响离子残留在窄通道的运输通道,在一个强大的电场横向孔轴分离路径生成的阳离子和阴离子通道(28,34]。使用所有原子MD模拟也可以获得通道电导和分析单个蛋白质残渣的行为。另外,平均场理论基于毒药和Nernst-Planck (PNP)方程和Teorell-Meyer-Sievers模型可以用于估计信道在不同条件下的电导和选择性(盐浓度、溶液的pH值等)和与实验的比较(29日,30.,46,47]。

2。材料和方法

2.1。频道在平面调整影响

技术广泛用于测量选择性和电导OmpF通道平面类脂膜的重建。这种技术,引入了穆勒et al。48),后来提高了Montal和穆勒49),包括形成脂质膜的附着两个脂质层的解决方案由1% diphytanoyl磷脂酰胆碱(DPhPC)(两代情提供的中性脂质极性脂质,Inc .)、雪花石膏,半岛,美国)。脂质双分子层形成的微孔(约80年μ米)在15μ米厚的聚四氟乙烯膜分离两种解决方案(50]。形成的膜是提高水平的缓冲溶液少量的脂质沉积溶解在有机溶剂。此前,孔是用1%的戊烷十六烷溶液预处理允许依从性。

双分子层膜的电容形成取决于实际位置的孔在电影和它的大小,但总是约80 - 120 pF。单通道插入是通过增加0.1 - -0.3μL的1μg / mL解决OmpF缓冲区包含1 M的氯化钾和1% (v / v)辛基坡(Alexis,瑞士)2毫升水相只有cis一侧的膜。应用膜电位使用Ag / AgCl电极在2 M氯化钾,1.5%琼脂糖桥梁标准250内组装μL吸管技巧(50]。时可能被定义为积极的更大的蛋白质(独联体侧膜的细胞)。图2显示了一个实验装置的示意图表示的重组蛋白脂质双分子层的通道。

膜室和headstage隔绝外部噪音来源与双金属滤网(Amuneal制造业公司,费城,宾夕法尼亚州,美国)。衡量当前和潜在应用b Axopatch 200放大器(分子设备公司,桑尼维尔,美国)用于电压钳模式。数据直接保存到计算机内存。数据处理是使用PClamp软件完成的。

2.2。逆转潜在液体接界电势的测量和校正

通道选择性通常是通过测量评估潜在逆转(RP)。RP的定义是应用跨膜电压时,收益率为零电流有一个浓度梯度,横渡英吉利海峡(2]。在实验报告,RP方法如下。一旦形成脂质膜在给定的盐浓度梯度,单个OmpF通道插入没有任何应用的潜力。接下来会检查通道电导,通过应用+ 50 mV (−50 mV在二价盐),后来换极性的潜力。之后,离子电流通过通道是手动设置为0通过调整应用潜力。上述实验方法用于确定RP电势测量(引入了两个贡献)[13]:一方面,在每个electrode-bridge /溶液界面电位差,称为液体接界电势(LJP);另一方面,跨通道的电位降本身,RP。因此,整个LJP必须减去从原始零当前潜在的测量,, 通常,盐桥由KCl-concentrated解决方案用于测量通道选择性与氯化钾先锋研究表现在生理条件下后用作电解质(51,52]。在这些条件下LJP很小(~ 1 mV)。这是一个可以忽略和漠视数量与电生理学实验的实验误差。这就是为什么协议有时被错误地扩展到完全不同的条件没有考虑,在实验与其他盐(氯化钠、氯化锂、CaCl₂,MgCl₂等)LJP的贡献更重要的,可能与实际的RP (13]。这种重复监管,尽管长指出[53),导致了一些不一致在选择性数据(29日,30.,54- - - - - -57]。由于直接测量LJP是困难的52,53),需要依靠LJP理论估计来确定实际的RP。假设理想的电解质溶液和线性离子浓度配置文件的结盐桥的两种解决方案/和细胞间,许多作者使用亨德森的方程(58,59)计算LJP两个解决方案(左(l)和(R)): 在哪里和他们通常意义的玻耳兹曼常量和绝对温度,分别和是元电荷。表示离子扩散系数和分别是离子价和浓度。在上述假设下,亨德森的方程是申请获得感兴趣的LJP在绝大多数情况下,它会产生相同的结果是获得使用PNP型方程[60]。具体来说,离子通道测量,亨德森的方程是一个很好的近似估算LJP贡献选择性测量(13]。除了已经所说,有考虑到,当解决方案不能被视为理想或离子强度的接触是非常不同的两种解决方案,亨德森的方程变成一个可怜的近似,然后LJP的计算需求适当的离子活度系数估计和离子浓度的机动性的函数61年]。

2.3。数值计算过程

我们使用的PNP型模型计算的电导和选择性OmpF通道在不同盐的单价和二价阳离子。这里使用这个模型的一维版本从通道有效固定电荷浓度计算孔隙。这固定电荷浓度剖面的计算三维电势分布由protein-charged残留物,然后沿着通道平均。这种潜在的计算需要知道离解常数(或其等效在对数刻度,p)内每个滴定剩余的蛋白质一旦与永久的指控(由于不同分子中原子的电负性)和其他可滴定的残留物。这些便士值,称为明显p或有效(),计算根据Aguilella-Arzo等描述的过程。30.)使用UHBD代码(62年)的两个晶体结构OmpF通道(PDB代码2 omf和2 zfg)。

3所示。二价阳离子对运输通道的属性

3.1。通道选择性单价和二价阳离子的盐

选择性离子通道的特性是至关重要的对于理解离子运输的分子基础和建立通道的结构和功能之间的关系(29日,30.]。OmpF,像其他宽multi-ionic频道,太大具体某种离子(如发生在钠或钾通道),但仍有一个明确的对渗透率的影响。几个实验旨在评估离子选择性[16,17,63年),以及医学和BD模拟和连续电扩散模型(28,34]表明,小型无机离子的运输(K⁺,Na⁺,Cl^{- - - - - -}等)在通道主要由渗透离子之间的静电相互作用和通道得残留,特别是(尽管不是完全)的酸性和碱性残留物通道收缩(28,31日- - - - - -33]。

感兴趣的在许多情况下,RP测量用来评估选择性因为RP的信号提供了一种快速有效的估计信道:阴离子选择性关联到一个积极的净电荷和阳离子选择性直接连接到一个负净电荷。尽管是有用的作为第一估计,这种推理必须小心处理(13]。除了静电排斥/积累而产生的离子与蛋白质交互得残留,另一个重要因素是之间的差异的机动性的渗透通道内离子本身64年]。这些扩散效应以及其他短程或特定之间可能发生的相互作用的蛋白质残留和移动离子肯定扮演一个角色在RP,因此有必要设计实验测量使尽可能分开不同的贡献。许多实验的比较用不同阳离子在各种条件下的氯盐和一些实验室允许我们讨论离子选择性大渠道的各种来源如下。(一)阳离子和阴离子的盐价相同,大小相似,因此类似散装的机动性是一个合适的电解液研究得残基之间的相互作用和离子渗透,因为扩散的影响可以忽略不计。在这方面,氯化钾是否一个理想人选(29日,30.]。(b)其他盐的阳离子和阴离子存在不同的大部分离子的机动性是合适的分析扩散的贡献潜力RP测量。这些影响将变得越来越重要在盐离子不同的价。

针对OmpF MgCl晶体结构从一个集中的解决方案₂一毫克^{2 +}离子两者之间出现酸性残基(Glu117和Asp113)通道的收缩(见图1),实验二价阳离子的盐似乎适合研究可能的特定蛋白质残基之间的相互作用和离子渗透,可能导致通道RP。图3显示了RP测量作为氯化钾溶液的pH值的函数,CaCl₂,MgCl₂。

鉴于K的散装的机动性⁺和Cl^{- - - - - -}非常相似,扩散引起的潜在的0.1/1 M梯度氯化钾几乎可以被认为是微不足道的,RP测量提供直接的信息渠道与渗透交互离子。因此,pH值灵敏度的实验与氯化钾可以合理化的电离平衡的蛋白质得残留(有不同的p' s) (30.]。整体效果是一个不同的蛋白质净有效电荷pH值在每个质子化作用的结果和一些蛋白质残基的去质子化。因此,在pH值低的足以滴定酸残留,通道是阴离子选择性。结果在一个积极的净电荷的通道。在pH值高于3.7通道阳离子选择性,这是符合负净电荷的通道。这个通道pH敏感性氯化钾此前分析(29日,30.,65年,66年),这几乎是独立的绝对的盐浓度。

RP测量执行二价阳离子的盐描绘了一幅完全不同的画面(67年,68年]。聚焦在中性pH值,所显示的阳离子选择性通道在MgCl氯化钾溶液变成阴离子₂和CaCl₂。这就是为什么一个人可以认为电荷倒置效应可能发生在英吉利海峡(这发生在界面电荷吸引抗衡离子超过自己的名义收取(68年])。此外,明确对pH值的敏感性所示氯化钾在MgCl都消失了₂如CaCl₂。这种变化可以解释的绑定过程(67年]。二价阳离子的存在阻碍了质子化作用的酸性组在这样一个异常高的质子(然后低有效p)需要中和网站。这意味着对pH值的敏感性不是失去,而是转移到低博士有趣的是,pH值灵敏度可以通过降低MgCl的绝对浓度恢复₂或CaCl₂(67年]。这一结果表明,当浓度足够低,阳离子的约束力不大可能,对残留质子化作用的影响有限。这不是一个MgCl独有的特性₂和CaCl₂盐。二价阳离子的影响灵敏度的通道pH值变化和明显的电荷反转也观察到在各种BaCl等二价阳离子的盐₂和NiCl₂(67年]。

进一步了解这些RP的测量,我们可以分析电荷之间的联系和选择性的基础上通道三维结构。p计算导致电荷浓度剖面沿蛋白质特定pH值(30.]。图4显示了平均固定电荷浓度计算pH值6使用两个OmpF上述结构:三维结构解析的晶体生长在没有盐(2 omf) (15)和3 d结构获得晶体生长在1 M MgCl₂(2 zfg) (38]。

负电荷从2 omf获得结构用底线在图4是一致的与蛋白质的阳离子选择性pH值6(见图3)。有效电荷剖面计算2 zfg结构有很大的不同。二价阳离子的存在在狭窄的通道的一部分,有一个显著的影响滴定的相邻的残留物。至于这个区域的选择性渗透调节离子通过毛孔,这正的有效电荷中央收缩可以解释观察到的阴离子通道的选择性。然而,请注意,这种推理只当盐与有效使用类似的阴离子和阳离子的机动性和扩散的影响可以忽略不计。其他盐阳离子和阴离子扩散系数之间的差异生成一个扩散潜力必然导致测量RP。扩散的潜在的电势降一个中立的,理想的孔隙,没有任何静电相互作用,连接两个解决方案在不同盐浓度。此外,在一个通道与负净电荷沉浸在氯盐的二价阳离子扩散潜力和界面唐南电位可能相反的迹象(46]。根据这个,阴离子选择性OmpF通道的二价阳离子的盐可能只是由于扩散贡献和通道之间的平衡静电对阳离子的偏好。

进一步了解这个选择性反转和扩散的作用的二价阳离子通道的选择性,我们提出在氯化钾和MgCl进行比较实验₂和1 d PNP型模型预测的有效电荷2 omf和2 zfg结构。注意,这种原始的方法基于结构意味着增加程度的复杂性与先前的研究使用纯粹现象学方法(13,14]。

图5(一个)显示从1 d PNP型模型理论计算RP使用两个有效电荷概要文件显示在图4和离子的机动性(即省略的差异。,considering only the electrostatic exclusion) over a wide range of concentration ratios. The upper plot shows the diffusion potential of MgCl₂计算使用离子中性孔隙体积扩散系数。数据之间的比较5(一个)和5 (b)显示了三个显著的特征。(一)模型计算(1 d PNP型)使用2 omf有效电荷(蓝线在图5(一个))关联在氯化钾与RP测量。(b)根据2 zfg通道净电荷结构仍然是消极的(图4)。因此,模型预测只考虑静电排斥作用(图中绿线5(一个))不占RP MgCl测量₂,但即使给相反的迹象。这表明扩散势(棕色线在图5(一个))是非常重要的在目前的情况下,主要是确定总RP。(c)RP MgCl测量₂有点大于散装扩散电位图所示。这个事实有两个可供选择的解释,虽然他们并不完全相互排斥。(1)-有效的通道是由二价阳离子产生效应的“倒置”现象在英吉利海峡14]。(2)负电荷的通道几乎补偿或补偿和RP尺度测量的有效电扩散潜力,从散装扩散电位略有不同,因为二价阳离子的约束力。

3.2。反演和选择性反转

OmpF频道报道到目前为止的实验表明选择性和电荷之间的联系并不是人们想象的那样明显。因此,选择性的反演中盐的多价阳离子不一定意味着界面电荷吸引超过自己的名义收取的抗衡离子,但它可以另外几个因素之间复杂的相互作用引起的排斥、扩散和绑定。定点诱变已经证明是一个强大的工具来理解某些残留通道选择性的作用。例如,据报道,适当的突变的残留位于收缩OmpF通道可以把它变成高度选择性的Ca^{2 +}离子与Ca交通特性相似^{2 +}通道(55,69年]。记住OmpF晶体结构解决了在1 M MgCl₂一毫克^{2 +}酸性离子两者之间出现残留Glu117 Asp113,我们调查了如果这些残留的负电荷导致选择性的反演至关重要。为此,我们比较了逆转的潜力野生型(OmpF-WT)通道和两个突变体的上面残留已经取代了由两个中性的半胱氨酸(OmpF-CC)或由两个带正电的精氨酸(OmpF-RR)。以前使用这些突变体的研究表明,窄通道的一部分的尺寸没有显著改变化学改性(57),所以额外的空间或熵的影响是不可能的。图6显示了一个草图截面的OmpF网眼提到的三种情况。控制实验在单价氯化钾解决方案也进行了选择性。表1显示了十倍的RP测量浓度梯度cis(1米/ 0.1米反式)pH值6。

有趣的是,两个负面的替代残留Asp113和Glu117两个中性的(见OmpF-CC)没有一个关键作用。盐的阳离子选择性氯化钾是保存和选择性反转由Ca^{2 +}离子OmpF-WT并没有被移除。事实上,阴离子的选择性OmpF-CC甚至比OmpF-WT高出50%。Asp113的替换和Glu117由两个精氨酸(OmpF-RR)通道两盐阴离子选择性单价阳离子(氯化钾)和二价阳离子(CaCl₂)。因此,我们不能说在这种情况下选择性反转。OmpF-WT之间的比较,OmpF-CC OmpF-RR表明观察通道偏爱阴离子在二价阳离子的盐并不是一个纯粹的基于电荷的表面效应。而不是,它可能是一个长程库仑相互作用的共同影响蛋白质和移动费用和短程相互作用涉及特定的官能团在一个精确的安排14]。

一项研究使用全原子MD模拟(70年)建议OmpF通道的选择性反转可以通过静电相关性是典型的多价离子(71年]。因此,抗衡离子的结合将是一个界面模拟Bjerrum散装离子电解质之间的相关性。根据模拟,相关性的存在不需要高度紧张的接口和强烈依赖的性质(结构和电荷分布)的化学组出现在接口。

3.3。通道电导单价和二价阳离子的盐

电导测量可以提供一个替代的方法研究二价阳离子对信道传输特性的影响。最初,必要的步骤,包括分离通道和电解质的影响。否则,盐的内在属性可能错误地归因于海峡行动。在非理想的解决方案是著名的电导率与离子活度增加而不是离子浓度(72年]。此外,活度系数与浓度的变化可能是完全不同的单价阳离子和二价阳离子,如图7(一)表中的数据,从文献的73年)已经从克分子摩尔后来规模和插值(翻译73年- - - - - -75年]。

图7(一)显示明显的差异之间的活度系数盐单价和二价阳离子,特别是1米以上。而在氯化钾和氯化钠浓度几乎是麻木不仁,CaCl₂和MgCl₂稍微减少在低浓度范围内,然后达到一个最低,最后展示了一个急剧增加。图7 (b)显示的是测量电解液的电导率作为功能活动的解决方案。二价阳离子的盐,研究电解液的内在属性的重要性就显现出来了。CaCl的溶液电导率₂和MgCl₂饱和烃与增加的活动。这个饱和的起源可能是一个强大的二价离子扩散系数与浓度的减少(73年]。人们可能会问关于使用离子活度,离子选择性以来的离子浓度在前一节中讨论。离子选择性注意的研究在集中度方面,不是绝对浓度。因为RP测量通常涉及中等浓度梯度,浓度比()[29日,46,66年,76年几乎等于活动比()[72年]。因此,没有必要调用活动和浓度之间微妙的区别。然而,当通道电导研究作为绝对的盐浓度的函数,有必要考虑到活度系数可能会改变取决于盐浓度。

通道电导是获得单一通道电流测量下+ 100 mV的潜在应用对称盐的解决方案。这是定义为电流/电压单元(G=我/V)。注意,在电导测量,没有修正LJP因为两个电极接触解决方案相同的浓度。鉴于大部分属性下的电解质研究(图7 (b)),任何渗透离子间相互作用和蛋白质之间的关系应该在导电性通道电导和相应的解决方案。在图8OmpF通道电导测量绘制与本体溶液电导率在范围广泛的盐浓度(3米)。

从图8可以得出一些结论:(一)通道电导和电解质之间的线性相关性是体积电导率在氯化钾和氯化钠。这将是预期的结果根据独立的离子运动的原则应用于通过一个通道渗透:更多的导电溶液是更高的通道电导测量。(b)conductance-conductivity线性相关性是几乎相同的单价阳离子的盐。这是符合大量的先前的研究[13,14,30.,35,54,66年,76年)在强调OmpF通道不支持任何特定的单价离子的渗透,它排除了任何化学特异性。(c)观察到两个政权之间的关系通道电导和二价阳离子的盐电导率的解决方案:在低和适度的盐浓度(1米)电导尺度与体积电导率发生单价阳离子的盐。这表明,在这个范围内,电解质离子运输监管的属性。1米以上通道电导以及溶液电导率下降随着浓度的增加,打破线性。这表明一个特定的相互作用的二价阳离子通道可以发生,表明当前的饱和度和阻塞不是独家狭窄的属性(列纵队)离子通道但可能观察到大,像细菌名叫multi-ionic通道。

建模离子电导
平均场理论的1 d PNP型模型已被用于模型的离子传输整个OmpF通道1:1盐通过晶体孔蛋白的三维结构(30.,47]。在这些研究中,大部分解决方案使用列表扩散系数和一个令人满意的理论和实验之间的协议。然而,通道电导的建模2:1盐不能忽视电解质内在属性如图7。强烈依赖电解质电导率的离子活度salt-dependent翻译成有效扩散系数所示(77年]。图9显示了一个定性对比OmpF电导的测量和模型计算不同1:1和2:1盐。

之间的比较数据9(一个)和9 (b)它遵循:(一)测量电导氯化钾和氯化钠同意定量和定性PNP型计算显示,在低和中等浓度控制孔隙电导主要是通过电解液性质;(b)的饱和与CaCl电导测量₂和MgCl₂浓度是预测满意PNP型模型通过使用有效salt-dependent扩散系数。这表明应该归因于电解质饱和特性和不可能误以为的通道;(c)测量电导的下降趋势在CaCl足够高的浓度₂和MgCl₂(嵌入的图9 (b))与高原预期理论模型。这表明之间的密切互动频道残留物和离子渗透不是PNP型框架可能涉及。

导和二价阳离子结合位点
在脑海中获得1 M MgCl OmpF结构₂溶液(2 zfg) (38显示一个毫克^{2 +}离子绑定到蛋白质和通道选择性反演的实验证据二价和三价阳离子的盐13,14),有人可能会怀疑这样的绑定可以在电导减小CaCl观察在高盐浓度₂或MgCl₂。当前图的痕迹10记录在几个盐浓度和在高采样频率可以是一个线索是否绑定的二价阳离子蛋白调节通道电导。在缺乏进一步的证据,在高盐浓度点痕迹的存在亚态低电导是电导下降的原因之一。

类似的观察报告另一个multi-ionic孔蛋白,lysenin通道,这也显示当前离散变化在Ca^{2 +}除了[78年]。

4所示。结束语

生物离子通道的特性与二价阳离子盐的存在是至关重要的对于理解之间的功能关系与环境之间的通道数这些金属的存在。多价离子参与许多离子交换过程提供充足的养分数量的活细胞。事实上,许多特异表达蛋白质的浓度控制在确定条件下某些类型的离子在细胞中。例如,MnoP通道(外膜的Bradyrhizobium日本血吸虫)是表示在锰限制下促进Mn的易位^{2 +},而不是公司^{2 +}或铜^{2 +}(79年]。在这个简短的纸,我们分析了选择性和电导测量OmpF孔蛋白,认为是代表其他类似大型multi-ionic通道,通道特征函数单价和二价阳离子的盐。我们已经表明,二价阳离子的盐诱发新的效应没有找到共同点进行电生理测量小单价离子的盐。仔细解剖通道选择性的不同贡献需要一个合适的描述的阳离子或阴离子通道的偏好,因为特定的二价阳离子之间的相互作用和蛋白质残留和扩散的重要潜在经常参与。一旦扩散贡献选择性(来自不同的离子的机动性)留出,OmpF突变体的实验表明,某些蛋白质残留负责具体的二价阳离子的相互作用的蛋白质。二价阳离子的绑定可以将大渠道的重要性与抗菌性在细菌易位的分子名叫[80年]。绑定等OmpF通道的情况下,据报道忙抗生素渗透(81年,82年]。其他渠道如lysenin也为二价阳离子结合位点(78年),它允许使用lysenin通道作为生物传感器对多价阳离子83年]。我们还表明,单通道测量电导在范围广泛的盐浓度可以单独的内在属性2:1电解质本身和其他二价阳离子的短程相互作用的蛋白质。

确认

西班牙的支持科学和创新部(MICINN项目fis2010 - 19810), Generalitat Valenciana(项目Prometeu 2012/069),和Fundacio Caixa Castello-Bancaixa(项目号P1-1A2009-13)承认。

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