胆固醇对革兰霉素A诱导的膜曲率及有序参数的影响

胆固醇组成对膜弯曲和脂质排列参数的影响及其与Gramicidin A通道的相互作用研究。

　　

摘要

跨膜（TM）蛋白的功能和性质取决于膜的组成。因此，膜对插入蛋白的适应性也会受到膜组成的影响。本研究探讨了胆固醇（Chol）成分对格拉米西丁A（gA）诱导的膜曲率以及膜中脂质有序参数（|S_CD|）的影响。研究发现，曲率的大小取决于膜层中胆固醇的浓度，并有助于缓解gA与膜界面之间的疏水性不匹配问题。此外，还观察到通道中水分子的数量略有减少，以及之前提出的gA–Chol复合物的形成。通过使用四区域环形模型，证明了双层膜的厚度和gA周围的|S_CD|会随着胆固醇浓度的变化而发生距离依赖性的改变。在含有胆固醇和1-棕榈酰-2-油酰-sn-甘油-3-磷酸胆碱脂质的膜中，脂质组成得到了优化，这可能降低了形成gA传导通道所需的能量成本，并消除了膜与gA二聚体之间的疏水性不匹配。这项研究有助于更好地理解胆固醇在TM蛋白存在时对膜适应性的作用。

图形摘要

本研究分析了膜中胆固醇分布的对称性和不对称性变化对格拉米西丁A通道、诱导的曲率、疏水性不匹配以及膜中脂质性质的影响。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

相关内容

支持信息包括用于进行各种分析的定义和设置、不同系统中的gA、胆固醇分子的结构（APL）、双层膜厚度图、A10、A20、B10和B20的高斯曲率和平均曲率、胆固醇的平均数密度分布图、包含各区域有序参数的图表、gA二聚体质心与POPC/Chol之间距离的标准化分布图、包含静电相互作用能和范德华相互作用能的表格、各区域双层膜厚度图以及gA通道中水分子的数量。

数据可用性声明

所有系统的坐标文件、拓扑结构文件、参数文件和输入配置文件均可在Zenodo上下载（https://zenodo.org/doi/10.5281/zenodo.12754907）。