极化双层膜中具有内部精氨酸-组氨酸二元体的刚性棒-β-桶离子通道对α-螺旋的识别

Nathalie Sordé, Stefan Matile
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摘要

本研究的目的是开发多功能刚性棒β-桶离子通道,通过极化膜中的偶极势相互作用识别α-螺旋。介绍了人工β-桶1的合成和评价,其特征是对-辛烯基“staves”、外表面的亮氨酸残基和组氨酸,以及首次在内桶表面的精氨酸残基。引入内部精氨酸来识别在纳摩尔浓度下通过桶1形成的孔的有机离子,如α-螺旋聚-l-谷氨酸(α-PLGA)。在非极化球形双层(EYPC LUVs)中,P-螺旋α-PLGA在pH=4.5时以KD=150nM封闭孔1。正如对高度对称的超分子主体所预期的那样,在pH=4.5时,对M-螺旋α-PDGA测定的KD=100nM不支持实质性的手性客体识别。随着pH的增加,KD的降低表明,在非极化双层中,孔1识别阴离子(而不是α-螺旋)。在极化球形膜中,α-PLGA在pH=4.5时的KD在V≈-150mV时显著下降至13nM。这种对操作偶极电位相互作用的实验支持表明,α-PLGA在跨膜方向的活性孔内与管内N-末端和囊外C-末端结合。在pH=5.5时,随机线圈PLGA结合的双层极化的独立性证实了偶极-电势相互作用是极化膜中α-螺旋识别的原因。
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