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KcsA钾离子通道电学特性的布朗动力学模拟: 2023年; 钾离子通道作为细胞中阳离子浓度的调节器之一,在神经细胞动作电位去极化及复极化过程中起着重要作用.KcsA(K^(+)conduction and selectivity architecture)通道结构简单又具有钾离子通道的共性,常作为钾通道研究的模板.本文采用布朗动力学数值方法,系统地对KcsA钾通道的电学特性进行模拟.得到静电场作用下通道内离子的平均势能分布、均匀与非均匀溶液的电流-电压特性曲线、通道轴向的离子浓度分布曲线以及电导-浓度曲线.研究结果发现,KcsA钾离子通道选择性过滤区域几乎完全阻隔了Cl–通过,呈现倾向于K^(+)通过的特异选择特性;其电流-电压曲线基本呈线性分布,电导-浓度曲线呈现先增大后平缓的趋势,基本规律与实验现象一致.另外,还模拟分析了太赫兹场对通道K^(+)电流的影响,相比于仅施加同幅值静电场,选定的0.6 THz,1.2 THz,5 THz的太赫兹场可通过影响离子对之间的相互作用势能,降低通道平均力势,从而增大K^(+)电流.本文的研究不但加深了对于KcsA钾离子通道的规律性认识,还为其他类型离子通道以及太赫兹场对离子通道特性影响的研究提供了新思路.; 高明珠刘纯亮王洪广李永东林舒翟永贵; 关键词：KCSA 钾通道

纳秒电脉冲作用下KcsA-膜蛋白体系电穿孔的分子动力学模拟（英文）被引量：3: 2019年; 电穿孔是由外加电场诱导细胞膜产生孔洞的过程,目前已经广泛地用于生命科学相关的实验研究中,同时在临床应用方面显示出了越来越多的潜力。真空电子器件可产生强电磁脉冲,从而可以用来引起细胞膜的电穿孔,为了从分子层面研究KcsA-膜蛋白体系电穿孔的物理机制,利用分子动力学的方法,计算模拟了不同幅值纳秒电脉冲作用下KcsA-膜蛋白体系的穿孔过程。结果表明,随着纳秒电脉冲幅值的增大,体系穿孔完成所需的时间减小,同时孔出现的位置距KcsA蛋白较远,这一研究为电穿孔在生物医学方面的应用提供了相应的理论指导。; 唐靖超殷海荣马佳路薄文斐杨阳徐进宫玉彬; 关键词：电穿孔真空电子器件

KcsA钾离子通道导通钾离子的能力受水分子影响的分子模拟研究: 2015年; 钾离子通道可以选择性的导通钾离子,使其快速通过细胞膜.但是钾离子通过该通道时仍需要克服一定的能量壁垒.钾离子进入及溢出通道的难易程度可以用分子动力学模拟的方法来研究.钾离子通道对离子的高选择性及其快速导通钾离子的能力来源于其独特的离子选择性滤嘴结构.该结构决定了钾离子必须逐一通过.当一个钾离子进入滤嘴结构时,另一钾离子会随后进入.通常认为每两个钾离子中间会间隔一个水分子.那么水分子的存在和其在通道中的不同排列是否会影响钾离子通道对钾离子的导通能力?为解释这一问题,本文选取KcsA钾离子通道作为研究模型,用分子动力学模拟的方法研究了钾离子通过该通道时的难易程度与滤嘴结构内水分子排列的相关性.研究发现滤嘴结构内水分子的存在会影响其相邻钾离子的流动速度.由于水分子占据了钾离子在滤嘴内的结合位点,在一定程度上使得钾离子不易流向该位点,但同时水分子的存在又可以推动与其相邻的钾离子向前运动.因此水分子的作用具有双重性.; 李鹏飞吴荻; 关键词：分子动力学模拟

KcsA钾离子通道导通钾离子的能力与通道内水分子分布的关联性研究: KcsA钾离子通道由于其结构简单又具有钾离子通道的共性，因此经常作为模型结构被用来研究钾离子通道的性质和功能。本文中我们用KcsA通道作为模型来研究该通道对钾离子的导通过程。钾离子通道具有独特的离子选择性结构域，这一结构...; 李鹏飞; 关键词：动力学模拟; 文献传递

Extracelluar Potassium Ions Play Important Roles in the Selectivity of Mutant KcsA Channel: Potassium channels are exquisitely selective, allowing K+ to cross cell membranes while blocking other ions, s...; Yuzhi LiuHailongAnSuhua ZhangJunwei LiYong Zhan; 关键词：SELECTIVITY

Electrostatic Interactions Determining the Selectivity of KcsA Channel and Its Mutants: 2010年; We perform the density functional theory and Brownian dynamics simulations based on the three-dimensional structure of the WT KcsA channel and its mutants. Our data suggest that the electrostatic interactions between the channels and cations, within the signature sequence of K^＋ channels, determine the selectivity of the channel.; 刘玉芝安海龙张素花于慧展永张海林

Extracelluar Potassium Ions Determine the Selectivity of Mutant KcsA: Potassium channels are exquisitely selective,allowing K~+ to pass across cell membranes while blocking other i...; An Hailong; 关键词：SELECTIVITY

KcsA钾通道的多级开放过程:靶向分子动力学模拟: 2009年; 钾通道晶体结构的获得为从结构和计算两方面去探索其原子层次的结构-功能关系提供了机会。钾通道门控过程的构型变化是这些正在探索的领域之一。但是发生在微秒层次的钾通道构型动态变化仍不清楚。本文对嵌入在水和磷脂双分子层中的KcsA钾通道进行了以Kv1.2钾通道开式结构为靶子的靶向分子动力学研究来探索其开放的动态细节。模拟中外加的开放驱动能量被降到了实验水平同一量级,模拟时间达到了150纳秒。发现通道以多级阶梯的方式开放。共观察到两级阶梯,每级包括一个扩张态和一个准稳定态。可以推断,在生理过程更长的时间历程中,会有更多级的阶梯出现。; 钟文宇郭万林; 关键词：钾通道分子动力学模拟 KCSA

KcsA通道对Na^+、K^+及Rb^+离子选择性的统计热力学研究被引量：4: 2005年; 钾离子的通透率至少比钠离子的通透率大10 000倍,这个问题至今没有很好地解决. 为了在分子水平阐释钾离子通道的选择性机制,以KcsA钾通道X射线衍射结构为基础,采用密度泛函理论计算了不同离子在离子通道中的位能. 计算结果表明,Rb+离子具有与K+离子相类似的位能曲线,但是其在通透过程遇到的位垒要比K+离子的位垒高,因而所对应的通透率也就小于钾离子的通透率,而钠离子的的通透率仅仅是钾离子通透率的0.0067%. 文中所涉及的系统仅仅包含269个原子,而用分子动力学虽然也可以得到相近的结果,但是它的系统大小为41 000个原子.; 安海龙展永张素花赵同军刘金伟; 关键词：选择性密度泛函理论

KcsA一种新型的K离子通道: 2003年; DeclanADoyleetal于 1998年利用X射线结晶分析在Streptomyceslividans(变铅青链霉菌 )中发现的KcsA(K+conductionandselectivityarchitecture)是一种新型的K+ 通道 .它由四个亚基组成 ,每个亚基含有两个α 螺旋 ,在KcsA的中央有一个选择性滤膜 ,对K+ 具有特殊的通透性 .本文仅对KcsA的结构及其对K+ 选择性介导的作用机制进行综述 .; 秦桢洪剑明黄勤妮; 关键词：KCSA K^+通道变铅青链霉菌 Α-螺旋孔道结构

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