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
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
huihui给huihui的求助进行了留言
25秒前
Swilder完成签到 ,获得积分10
36秒前
吴晓娟完成签到 ,获得积分10
37秒前
42秒前
1分钟前
秋秋秋发布了新的文献求助10
1分钟前
秋秋秋完成签到,获得积分10
1分钟前
烽烽烽发布了新的文献求助10
1分钟前
搜集达人应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
PP完成签到 ,获得积分20
2分钟前
FashionBoy应助mashibeo采纳,获得10
2分钟前
2分钟前
2分钟前
FMHChan完成签到,获得积分10
2分钟前
2分钟前
小红书求接接接接一篇完成签到,获得积分20
3分钟前
3分钟前
Ava应助科研通管家采纳,获得20
3分钟前
3分钟前
PP发布了新的文献求助10
4分钟前
舒心豪英完成签到 ,获得积分10
4分钟前
5分钟前
5分钟前
健康幸福平安完成签到,获得积分10
5分钟前
震动的听枫完成签到,获得积分10
5分钟前
mashibeo发布了新的文献求助10
5分钟前
传奇3应助hautzhl采纳,获得10
7分钟前
吴可之完成签到,获得积分10
7分钟前
Langsam发布了新的文献求助10
7分钟前
tutu完成签到,获得积分10
7分钟前
mashibeo完成签到,获得积分10
7分钟前
7分钟前
CipherSage应助科研通管家采纳,获得10
7分钟前
华仔应助科研通管家采纳,获得10
7分钟前
7分钟前
8分钟前
8分钟前
8分钟前
8分钟前
高分求助中
좌파는 어떻게 좌파가 됐나:한국 급진노동운동의 형성과 궤적 2500
Sustainability in Tides Chemistry 1500
TM 5-855-1(Fundamentals of protective design for conventional weapons) 1000
Cognitive linguistics critical concepts in linguistics 800
Threaded Harmony: A Sustainable Approach to Fashion 799
Livre et militantisme : La Cité éditeur 1958-1967 500
氟盐冷却高温堆非能动余热排出性能及安全分析研究 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3052513
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2709785
关于积分的说明 7418180
捐赠科研通 2354355
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1245876
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 605927
版权声明 595908