شبیه‌سازی دینامیک مولکولی OmpF در غشا دولایه دوقلو: مطالعه رفتار متفاوت پروتئین OmpF در یک سیستم با حضور غلظت‌های یونی نامتقارن

Abstract

یکی از پروتئین‌های غشای خارجی باکتری اشریشیا کلی (E. coli) OmpF است که امکان عبور یون‌ها را میسر می‌سازد. در سالیان اخیر روش‌های متنوع تجربی و تئوری برای مطالعه این پروتئین مورد استفاده قرار گرفته است. در این مطالعه به ‌منظور حفظ شرایط مرزی از دو غشای دولایه در یک جعبه شبیه‌سازی برای بررسی تغییرات کانال در حین عبور یون‌ها استفاده ‌شده است. غلظت‌های یونی متفاوت در دو طرف غشا اعمال ‌شده است تا شرایط شبیه‌سازی به شرایط واقعی باکتری بیشتر شباهت داشته باشد. در این شبیه‌سازی دو سیستم مشابه هم درون یک جعبه شبیه‌سازی قرار گرفته‌اند. برای بررسی بیشتر در این دو سیستم جهت‌گیری کانال پروتئینی نسب به شیب غلظت یونی در هر دو جهت اعمال ‌شده است. در این تحقیق به بررسی اینکه در انتقال یونی جهت‌گیری ارجح برای این کانال وجود دارد یا خیر پرداخته می‌شود. آنالیزهای ساختاری برای پروتئین در دو جهت‌گیری نشان‌دهنده تفاوت بین دو کانال است همچنین الگوهای مربوط به بررسی‌های ساختار دوم با وجود پیک‌های مشابه در برخی نقاط متفاوت بود. نتایج بررسی اسیدهای آمینه درون گذرگاه و حفره درون کانال نیز برای ساختار انتهایی پروتئین دوم متفاوت از ساختار انتهایی پروتئین اول بود. همچنین عبور یون در پروتئین دوم مشاهده نشد. نتایج نشانگر این است که یکی از کانال‌ها که جهت‌گیری آن مشابه با جهت‌گیری واقعی این کانال در غشای باکتری است در طول این شبیه‌سازی ۱۰۰نانوثانیه‌ای باز و عبور یون از آن قابل ‌مشاهده و پیگیری است، در حالی که کانال دیگر که جهت آن برعکس آنچه در طبیعت وجود دارد، بسته شده که نشان‌دهنده اثرات شیب غلظت یونی روی کانال است.