【摘 要】
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水通道蛋白Z(Aquaporin Z,AqpZ)分布于细菌细胞膜中,可快速和高选择性地传递水分子以维持细胞内外渗透压平衡,这一特性引发大量有关AqpZ膜及应用于海水淡化的研究和探索,但迄今的研究集中于AqpZ膜的透水功能和特性,对AqpZ膜组装过程的研究甚少.本文依据PDB数据库大肠杆菌AqpZ(PDB:1RC2),以C和N两端同时具有六组氨酸寡肽标记的重组水通道蛋白Z(rAqpZ)为目标蛋白进行
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水通道蛋白Z(Aquaporin Z,AqpZ)分布于细菌细胞膜中,可快速和高选择性地传递水分子以维持细胞内外渗透压平衡,这一特性引发大量有关AqpZ膜及应用于海水淡化的研究和探索,但迄今的研究集中于AqpZ膜的透水功能和特性,对AqpZ膜组装过程的研究甚少.本文依据PDB数据库大肠杆菌AqpZ(PDB:1RC2),以C和N两端同时具有六组氨酸寡肽标记的重组水通道蛋白Z(rAqpZ)为目标蛋白进行进行同源建模,构建了rAqpZ的全原子模型;然后采用Martin方法对rAqpZ和磷脂分子进行粗粒化,得到rAqpZ-磷脂-磷脂膜粗粒化模型,用于研究rAqpZ在磷脂膜内的组装过程.本文通过拉伸动力学方法(SMD)研究了rAqpZ与磷脂组成的复合胶束从磷脂双层膜外组装进入磷脂双层膜内的过程.由于rAqpZ分子呈圆柱形,故分别选择平行和垂直于磷脂膜表面作为rAqpZ初始构象.模拟结果表明在rAqpZ组装进入磷脂双层膜的过程中,平行构象最终会转动至的两亲水端分别暴露于磷脂膜的两侧,使得水分子通道贯通磷脂双层膜,这与垂直初始构象所得最终组装结构相同.在rAqpZ嵌入至磷脂双层膜的过程中,复合胶束中的磷脂分子同时会嵌入磷脂双层膜中进行重排.上述结果对于研究rAqpZ膜的制备过程具有重要的基础研究意义.
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