亲爱的研友该休息了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整的填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!身体可是革命的本钱,早点休息,好梦!

Simulations of Pore Formation in Lipid Membranes: Reaction Coordinates, Convergence, Hysteresis, and Finite-Size Effects

反作用坐标 分子动力学 化学物理 化学 跨膜蛋白 脂质双层 能源景观 材料科学 计算化学 生物化学 受体
作者
Neha Awasthi,Jochen S. Hub
出处
期刊:Journal of Chemical Theory and Computation [American Chemical Society]
卷期号:12 (7): 3261-3269 被引量:77
标识
DOI:10.1021/acs.jctc.6b00369
摘要

Transmembrane pores play an important role in various biophysical processes such as membrane permeation, membrane fusion, and antimicrobial peptide activity. In principal, all-atom molecular dynamics (MD) simulations provide an accurate model of pore formation in lipid membranes. However, the free energy landscape of transmembrane pore formation remains poorly understood, partly because potential of mean force (PMF) calculations of pore formation strongly depend on the choice of the reaction coordinate. In this study, we used umbrella sampling to compute PMFs for pore formation using three different reaction coordinates, namely, (i) a coordinate that steers the lipids in the lateral direction away from the pore center, (ii) the distance of a single lipid phosphate group from the membrane center, and (iii) the average water density inside a membrane-spanning cylinder. Our results show that while the three reaction coordinates efficiently form pores in membranes, they suffer from strong hysteresis between pore-opening and pore-closing simulations, suggesting that they do not restrain the systems close to the transition state for pore formation. The two reaction coordinates that act via restraining the lipids lead to more pronounced hysteresis compared with the coordinate acting on the water molecules. By comparing PMFs computed from membranes with different numbers of lipids, we observed significant artifacts from the periodic boundary conditions in small simulation systems. Further analysis suggests that the formation and disruption of a continuous hydrogen-bonding network across the membrane corresponds to the transition state for pore formation. Our study provides molecular insights into the critical steps of transmembrane pore formation, and it may guide the development of efficient reaction coordinates for pore formation.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
星启发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
小哈完成签到 ,获得积分10
6秒前
9秒前
陪你长大发布了新的文献求助10
31秒前
脑洞疼应助陪你长大采纳,获得10
41秒前
41秒前
星启发布了新的文献求助10
44秒前
安息香发布了新的文献求助10
45秒前
秋蚓完成签到 ,获得积分10
47秒前
lwj555完成签到,获得积分10
50秒前
彭于晏应助安息香采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
hu970发布了新的文献求助10
1分钟前
研友_ZragOn发布了新的文献求助10
1分钟前
CipherSage应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
Hello应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
天天摸鱼完成签到,获得积分10
1分钟前
简让完成签到 ,获得积分10
1分钟前
喜悦的小土豆完成签到 ,获得积分10
1分钟前
2分钟前
LIn发布了新的文献求助10
2分钟前
虚心橘子完成签到,获得积分10
2分钟前
jeff发布了新的文献求助30
2分钟前
2分钟前
梁liang发布了新的文献求助30
2分钟前
所所应助张土豆采纳,获得30
2分钟前
yyds应助二十八画生采纳,获得30
2分钟前
2分钟前
梁liang完成签到,获得积分10
2分钟前
张土豆发布了新的文献求助30
2分钟前
小二郎应助陈明明采纳,获得10
2分钟前
2分钟前
哼哼完成签到,获得积分10
2分钟前
小羊完成签到 ,获得积分10
2分钟前
陶陶陶发布了新的文献求助10
2分钟前
852应助哼哼采纳,获得10
2分钟前
Lucas应助星启采纳,获得10
2分钟前
2分钟前
高分求助中
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2700
Social media impact on athlete mental health: #RealityCheck 1020
1.3μm GaAs基InAs量子点材料生长及器件应用 1000
Ensartinib (Ensacove) for Non-Small Cell Lung Cancer 1000
Unseen Mendieta: The Unpublished Works of Ana Mendieta 1000
Bacterial collagenases and their clinical applications 800
El viaje de una vida: Memorias de María Lecea 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 量子力学 光电子学 冶金
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3526513
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3106959
关于积分的说明 9281948
捐赠科研通 2804458
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1539468
邀请新用户注册赠送积分活动 716571
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 709579