BackgroundAquaporins are responsibl

Background

Aquaporins are responsible for water transport across lipid membranes. They are also able to transport reactive oxygen species, playing an important role in redox signaling. Certain plant aquaporins have even the ability to be regulated by oxidative stress. However, the underlying mechanisms are still not fully understood.

Methods

Here, molecular dynamics simulations were employed to determine the activation free energies related to the transport of reactive oxygen species through both mammalian and plant aquaporin models.

Results and conclusions

Both aquaporins may transport hydrogen peroxide (H2O2) and the protonated form of superoxide radicals (HO2). The solution-to-pore transfer free energies were low for small oxy-radicals, suggesting that even highly reactive hydroxyl radicals (HO) might have access to the pore interior and oxidize amino acids responsible for channel selectivity. In the plant aquaporin, no significant change in water permeability was observed upon oxidation of the solvent-exposed disulfide bonds at the extracellular region. During the simulated time scale, the existence of a direct oxidative gating mechanism involving these disulfide bonds could not be demonstrated.

General significance

Simulation results may improve the understanding of redox signaling mechanisms and help in the interpretation of protein oxidative labeling experiment

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

พื้นหลังAquaporins รับผิดชอบการขนส่งน้ำในเยื่อหุ้มไขมัน พวกเขาจะต้องขนส่งพันธุ์ออกซิเจนปฏิกิริยา การเล่นมีบทบาทสำคัญในการ redox ตามปกติ แม้ความสามารถในการถูกควบคุม โดยความเครียด oxidative aquaporins บางโรงงานได้ อย่างไรก็ตาม กลไกต้นแบบยังไม่ครบทั้งหมดเข้าใจวิธีการที่นี่ จำลองโมเลกุล dynamics ถูกจ้างเพื่อกำหนดพลังงานฟรีเปิดใช้งานที่เกี่ยวข้องกับการขนส่งออกซิเจนปฏิกิริยาชนิดผ่านรุ่นอาควอพอริน mammalian และโรงงานผลและบทสรุปAquaporins ทั้งสองอาจขนส่งไฮโดรเจนเพอร์ออกไซด์ (H2O2) และแบบฟอร์ม protonated ของซูเปอร์ออกไซด์อนุมูล (HO2) พลังงานฟรีโอนแก้ไขปัญหารูพรุนต่ำสำหรับเล็กเชื้ออนุมูล แนะนำว่า ไฮดรอกซิลแม้สูงปฏิกิริยาอนุมูล (โฮจิมินห์) อาจสามารถเข้าถึงภายในรูขุมขน และออกซิไดซ์กรดอะมิโนชอบใวช่องได้ ในอาควอพอรินโรงงาน ไม่เปลี่ยนแปลงที่สำคัญในน้ำ permeability ถูกตรวจสอบเมื่อเกิดออกซิเดชันของพันธบัตรไดซัลไฟด์ที่สัมผัสตัวทำละลายที่ภูมิภาค extracellular ช่วงสเกลเวลาจำลอง การดำรงอยู่ของกลไกโดยตรงที่ oxidative gating รวมพันธบัตรไดซัลไฟด์เหล่านี้อาจไม่สามารถแสดงความสำคัญทั่วไปผลการทดลองอาจปรับปรุงความเข้าใจของ redox ตามปกติกลไก และช่วยในการตีความของทดลองติดฉลากโปรตีน oxidative

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

พื้นหลังaquaporins มีความรับผิดชอบในการขนส่งทางน้ำผ่านเยื่อหุ้มไขมัน พวกเขายังมีความสามารถในการขนส่งออกซิเจนเล่นบทบาทสำคัญในการส่งสัญญาณรีดอกซ์ aquaporins พืชบางอย่างได้แม้กระทั่งความสามารถที่จะควบคุมโดยความเครียดออกซิเดชัน อย่างไรก็ตามกลไกยังคงไม่เข้าใจ. วิธีการที่นี่การเปลี่ยนแปลงโมเลกุลจำลองที่ถูกว่าจ้างเพื่อตรวจสอบยืนยันการใช้งานพลังงานฟรีที่เกี่ยวข้องกับการขนส่งของออกซิเจนทั้งเลี้ยงลูกด้วยนมและพืชรุ่น aquaporin. ผลและข้อสรุปทั้งสอง aquaporins อาจส่งไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ (H2O2) และรูปแบบโปรโตเนตของอนุมูล superoxide (HO2) วิธีการแก้ปัญหาเพื่อรูขุมขนถ่ายโอนพลังงานฟรีอยู่ในระดับต่ำอนุมูลออกซิเจนขนาดเล็กบอกว่าแม้อนุมูลไฮดรอกซิปฏิกิริยาสูง (HO) อาจมีการเข้าถึงภายในรูขุมขนออกซิไดซ์และกรดอะมิโนที่รับผิดชอบในการเลือกช่องทาง ใน aquaporin พืชที่ไม่มีการเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญในการซึมผ่านของน้ำพบว่าเมื่อเกิดออกซิเดชันของตัวทำละลายสัมผัสพันธบัตรซัลไฟด์ในภูมิภาค extracellular ในช่วงระยะเวลาการจำลองการดำรงอยู่ของกลไก gating ออกซิเดชันโดยตรงที่เกี่ยวข้องกับพันธบัตรซัลไฟด์เหล่านี้ไม่สามารถแสดงให้เห็นถึง. อย่างมีนัยสำคัญทั่วไปผลของการจำลองอาจจะปรับปรุงความเข้าใจของกลไกการส่งสัญญาณรีดอกซ์และช่วยในการตีความของโปรตีนทดลองการติดฉลากออกซิเดชัน

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

พื้นหลัง

aquaporins รับผิดชอบการขนส่งทางน้ำผ่านของเยื่อ พวกเขายังสามารถขนส่งปฏิกิริยาชนิดออกซิเจน มีบทบาทสำคัญในการส่งสัญญาณรีดอกซ์ . aquaporins พืชบางแม้มีความสามารถที่จะควบคุมความเครียดออกซิเดชัน อย่างไรก็ตาม กลไกยังไม่เข้าใจ

วิธี

ที่นี่เลยการจำลองพลศาสตร์เชิงโมเลกุลที่ถูกจ้างมาเพื่อตรวจสอบการเปิดใช้งานฟรีพลังงานที่เกี่ยวข้องกับการขนส่งของชนิดออกซิเจนปฏิกิริยาทั้งพืชและเลี้ยงรุ่นอะควาพอริน

ผลและข้อสรุป

ทั้ง aquaporins อาจขนส่งไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ ( H2O2 ) และ protonated รูปแบบของอนุมูลอิสระ ( สารท ho2 )แก้ปัญหารูขุมขนถ่ายโอนพลังงานฟรีต่ำขนาดเล็ก Oxy อนุมูล , ชี้ให้เห็นว่าแม้ปฏิกิริยาตอบโต้อนุมูลไฮดรอกซิล ( โฮ ) อาจมีการเข้าถึงรูขุมขนภายในและออกซิไดซ์กรดอะมิโนรับผิดชอบการเลือกช่อง อะควาพอรินในโรงงาน ,ไม่พบการเปลี่ยนแปลงในอัตราการซึมผ่านของน้ำพบว่าเมื่อออกซิเดชันของตัวทำละลายสัมผัสพันธบัตรซัลไฟด์ที่เขตและ . ในการจำลองระดับเวลา , การดำรงอยู่ของกลไกที่เกี่ยวข้องกับพันธะไดซัลไฟด์ออกซิโดยตรง หลักการเหล่านี้ไม่อาจจะแสดงให้เห็นถึง ความสำคัญ



ทั่วไปผลอาจปรับปรุงความเข้าใจของกลไกการส่งสัญญาณรีดอกซ์ และช่วยในการตีความของการติดฉลากการทดลองปฏิกิริยาโปรตีน