Москва, г. Москва и Московская область, Россия
Москва, Россия
Москва, г. Москва и Московская область, Россия
В работе методами классической молекулярной динамики исследуется влияние орцинола (3,5-дигидрокситолуола; 5-метилрезорцина) на модельные мембраны грамотрицательной бактериальной клетки Escherichia coli и миграция молекул орцинола через модельные мембраны и через поры внешней мембраны, образованные поринами. Оба слоя внутренней мембраны и внутренний монослой внешней мембраны смоделированы как смешанные слои 75% POPE / 25% POPG. Наружний монослой внешней мембраны состоит из липополисахаридов. Исследована динамика модельных мембран в присутствии орцинола. С помощью потенциала средней силы определены профили свободной энергии миграции молекулы орцинола через канал порина внешней мембраны и плазматическую мембрану. Обнаружено, что основным механизмом миграции молекул орцинола через мембраны являются непосредственно бислои. Показано, что молекулы орцинола могут как проникать внутрь клетки через мембраны и взаимодействовать с внутриклеточными структурами, так и легко встраиваться в бислои, изменяя их физико-химические параметры.
5-метилрезорцин, орцинол, мембрана E. coli, молекулярная динамика, миграция малых молекул через бактериальную мембрану
1. Крупянский Ю.Ф., Нокс П.П., Лойко Н.Г. и др. Влияние химических шаперонов на свойства лизоцима и белка реакционного центра бактерий Rhodobacter sphaeroides. Биофизика, 2011, т. 56, № 1, c. 13-30. @@Krupyanskij Yu.F., Noks P.P., Lojko N.G. et al. Vliyanie himicheskih shaperonov na svojstva lizocima i belka reakcionnogo centra bakterij Rhodobacter sphaeroides. Biofizika, 2011, vol. 56, no. 1, pp. 13-30. (In Russ.)
2. Терешкина К.Б., Степанов А.С., Синицын Д.О., Крупянский Ю.Ф. Влияние малых лигандов и их комплексов на свойства белка лизоцима. Химическая физика, 2014, т. 33, № 7, c. 64-73. @@Tereshkina K.B., Stepanov A.S., Sinicyn D.O., Krupyanskij YU.F. Vliyanie malyh ligandov i ih kompleksov na svojstva belka lizocima. Himicheskaya fizika, 2014, vol. 33, no. 7, pp. 64-73. (In Russ.)
3. Granovsky A.A. Firefly version 8. www http://classic.chem.msu.su/gran/firefly/index.html
4. Schmidt M.W., Baldridge K.K., Boatz J.A., Elbert S.T., Gordon M.S., Jensen J.H., Koseki S., Matsunaga N., Nguyen K.A., Su S., Windus T.L., Dupuis M., Montgomery J.A. General atomic and molecular electronic structure system. J.Comput.Chem., 1993, vol. 14, pp. 1347-1363. DOI:https://doi.org/10.1002/jcc.540141112.
5. Foresman J.B., Frisch A. Exploring chemistry with electronic structure methods 2ed. Gaussian, Inc. Pittsburgh, PA, 1996, pp. 107-116.
6. Warren E. Levinson, Review of Medical Microbiology and Immunology, 11th Edition. Publisher: McGraw-Hill Medical, 2010, 640 p.
7. Sohlenkamp C., Geiger O. Bacterial membrane lipids: diversity in structures and pathways. FEMS Microbiology Reviews, 2016, vol. 40, iss. 1, pp. 133-159. DOI:https://doi.org/10.1093/femsre/fuv008.
8. Lee J., Cheng X., Swails J.M., Yeom M.S., Eastman P.K., Lemkul J.A., Wei S., Buckner J., Jeong J.C., Qi Y., Jo S., Pande V.S., Case D.A., Brooks C.L. III, MacKerell A.D. Jr, Klauda J.B., Im W. CHARMM-GUI Input Generator for NAMD, GROMACS, AMBER, OpenMM, and CHARMM/OpenMM Simulations using the CHARMM36 Additive Force Field. J. Chem. Theory Comput., 2016, vol. 12, pp. 405-413. DOI:https://doi.org/10.1021/acs.jctc.5b00935.
9. Oursel D., Loutelier-Bourhis C., Orange N., Chevalier S., Norris V., Lange C.M. Lipid composition of membranes of Escherichia coli by liquid chromatography/tandem mass spectrometry using negative electrospray ionization. Rapid Commun. Mass Spectrom., 2007, vol. 21, no. 20, pp. 1721-1728. DOI:https://doi.org/10.1002/rcm.3013.
10. Oursel D., Loutelier-Bourhis C., Orange N., Chevalier S., Norris V., Lange C.M. Identification and Relative Quantification of Fatty Acids in Escherichia Coli Membranes by Gas Chromatography/Mass Spectrometry. Rapid Commun Mass Spectrom, 2007, vol. 21, no. 20, pp. 3229-3233. DOI:https://doi.org/10.1002/rcm.3177.
11. Frauenfeld J., Gumbart J., van der Sluis E.O., Funes S., Gartmann M., Beatrix B., Mielke T., Berninghausen O., Becker T., Schulten K., Beckmann R., Cryo E.M. structure of the ribosome-SecYE complex in the membrane environment. Nat. Struct. Mol. Biol, 2011, vol. 18, pp. 614-621.
12. Hess B., Kutzner C., van der Spoel D., Lindahl E. GROMACS 4: Algorithms for Highly Efficient, Load-Balanced, and Scalable Molecular Simulation. J. Chem. Theory Comput., 2008, vol. 4, pp. 435, DOI:https://doi.org/10.1021/ct700301q.
13. Ivani I., Dans P.D., Noy A. et al. Parmbsc1: a refined force field for DNA simulations. Nat Methods, 2015, vol. 13, no. 1, p. 55. DOI :https://doi.org/10.1038/nmeth.3658.
14. Yildiz O., Vinothkumar K.R., Goswami P., Kühlbrandt W. Structure of the monomeric outer-membrane porin OmpG in the open and closed conformation [published correction appears in EMBO J. 2006 Nov 1;25(21):5240]. EMBO J., 2006, vol. 25, no. 15, pp. 3702-3713. DOI:https://doi.org/10.1038/sj.emboj.7601237.
