Gramicidin D的构象、动力学和膜离子输运。
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Burkhart BM, Gassman RM, Langs DA, Pangborn WA, Duax WL, Pletnev
Gramicidin D的构象、动力学和膜离子输运。
51生物聚合物。1999;(2):129 - 44。
- PubMed ID
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10397797 (PubMed视图］
- 摘要
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线性十五肽抗生素，格兰霉素D，是六种成分的异质混合物，是已知在合成和天然膜中形成离子通道的短芽孢杆菌的自然产物。在固体状态下，在有机溶剂中，在平面脂质双分子层中，禾草霉素A的构象及其组成与构象之间的关系，以及其离子跨膜的选择性转运，是50多年来人们密集研究的课题。x射线晶体结构和核磁共振溶液光谱完全一致，揭示了完全不同的构象以非络合和离子络合形式存在。从甲醇、乙醇和正丙醇中获得的晶体中天然存在的gramicidin D的三维结构的精确细化证明了稳定的左手反平行双螺旋异二聚体的意外存在，这些异二聚体随结晶溶剂的变化而变化。三种结构中色氨酸残基的侧链均表现出构象偏好的序列特异性模式。第11位Trp的Tyr取代似乎有利于β带的形成和反平行双螺旋的稳定。这种构象充当了不同晶体形态的gramicidin折叠和成核的模板。非均质混合物中的微小成分会影响聚集和晶体成核，这一事实在其他系统中具有潜在的应用价值，在这些系统中，表观均质材料的聚集表现出异常行为，例如朊病毒蛋白的神秘行为。gramicidin A的铯、钾、铷和水合氢离子配合物的晶体学结构与甲醇氯仿混合物中铯离子gramicidin配合物的核磁共振结构测定(50:50)非常一致。其右旋反平行双链双螺旋结构(DSDHR)的几何特征与平面脂质双分子层中gramicidin的固态15N和2H核磁共振数据一致，并归因于gramicidin a的活性形式。DSDHR的晶体结构显示了一个分布在三个离子结合位点上的部分溶剂化阳离子的离子通道。 The channel lumen is relatively smooth and electrostatically negative as required for cation passage, while the exterior is electrostatically neutral, a requirement for membrane insertion. The "coordination" of the Cs+ ion is achieved by interaction with the pi orbitals of the carbonyls which do not point toward the ions. The K+ binding sites, which are similar in position to Cs+ binding sites, are shifted off center slightly toward the wall of the channel.
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