Molecular modeling and molecular dynamics simulation of voltage sensor domain of sodium channel in activated and resting states
Thesis (M.Sc.)--Chulalongkorn University, 2012
Saved in:
| Main Author: | |
|---|---|
| Other Authors: | |
| Format: | Theses and Dissertations |
| Language: | English |
| Published: |
Chulalongkorn University
2013
|
| Subjects: | |
| Online Access: | http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/33583 http://doi.org/10.14457/CU.the.2012.791 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Institution: | Chulalongkorn University |
| Language: | English |
| id |
th-cuir.33583 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
th-cuir.335832019-09-17T04:05:41Z Molecular modeling and molecular dynamics simulation of voltage sensor domain of sodium channel in activated and resting states การสร้างแบบจำลองเชิงโมเลกุลและการจำลองพลวัตเชิงโมเลกุลของโดเมนรับรู้ความต่างศักย์ของโซเดียมแชนนัลในสถานะกระตุ้นและสถานะพัก Wannaruedee Wannapukdee Pornthep Sompornpisut Chulalongkorn University. Faculty of Science Molecules -- Models Ion channels Sodium channels Molecular dynamics -- Simulation methods โมเลกุล -- แบบจำลอง ไอออนแชนเนล โซเดียมแชนเนล พลศาสตร์เชิงโมเลกุล -- การจำลองระบบ Thesis (M.Sc.)--Chulalongkorn University, 2012 Voltage-gated sodium (Na[subscript v]) channels are membrane proteins that control the flux of sodium ions through membrane in both eukaryotic and prokaryotic cells. They are responsible for generation and propagation of electrical potential in excitable cells. A structure model of the voltage-sensor domain (VSD) of a Bacillus halodurans Na channel (NaChBac) in the activated or “Up” state was previously developed using Restrained Molecular Dynamics with experimental solvent accessibility data. In this study the putative resting or “Down” conformation was built based on biophysical and biochemical data. Structure and dynamics of both Up and Down conformations were investigated by MD simulations in phospholipid bilayer. From the MD results, the transmembrane structure of the Up state is more stable than that of the Down state. A counter charge exchange between the S4 arginines and the negatively charge residues in S1, S2 and S3 and the increase of water-filled crevice of the VSD cavity supported the observation from experimental studies. Although, all the interpretations of the study are relied on the model developed based on the crystal structure of K[subscript v] channels, the results of this study provide useful information for a general motion of the voltage sensing segment in a context of helical screw mechanism. โวลเทจเกทโซเดียมแชนนัล (Naᵥ) เป็นเมมเบรนโปรตีนที่ควบคุมการไหลของโซเดียมไอออนผ่านเมมเบรนทั้งเซลล์ยูคาริโอตและโปรคาริโอต มีบทบาทต่อการสร้างและส่งสัญญาณของศักย์ไฟฟ้าในเซลล์ที่ถูกกระตุ้น ได้มีการพัฒนาแบบจำลองโครงสร้างของโดเมนรับรู้ศักย์ไฟฟ้า (VSD) ของโซเดียมแชนนัลในแบคทีเรีย Bacillus halodurans (NaChBac) ในสถานะกระตุ้นหรือ “อัพ” ด้วยการรีสเตรนการจำลองพลวัตเชิงโมเลกุลโดยใช้ข้อมูลโซลเวนท์แอคเซสซิบิลิตีที่ได้จากการทดลอง ในการศึกษานี้ ได้สร้างคอนฟอร์เมชันของสถานะพักหรือ "ดาวน์” โดยอนุมานจากข้อมูลทางชีวฟิสิกส์และชีวเคมี ได้สำรวจโครงสร้างและพลวัตของอัพและดาวน์คอนฟอร์เมชันโดยใช้การจำลองพลวัตเชิงโมกุลในฟอสโฟลิพิดไบเลเยอร์ จากผลการจำลองพบว่าโครงสร้างส่วนทรานส์เมมเบรนของสถานะอัพเสถียรกว่าสถานะดาวน์ พบการแลกเปลี่ยนของคู่ประจุตรงข้ามระหว่างอาร์จินีนบน S4 กับกรดอะมิโนประจุลบบน S1, S2 และ S3 รวมทั้งรอยแยกที่น้ำเข้าไปได้ภายในโพรงของ VSD มีขนาดเพิ่มขึ้น ซึ่งสนับสนุนข้อมูลที่พบเห็นจากการทดลอง แม้ว่าการแปลผลของการศึกษานี้เป็นไปตามแบบจำลองที่พัฒนาจากโครงสร้างผลึกของโปแตสเซียมแชนนัล ผลการศึกษานี้ให้ข้อมูลที่เป็นประโยชน์สำหรับการเคลื่อนที่ของส่วนรับรู้ศักย์ไฟฟ้าภายใต้บริบทของกลไกการหมุนควงของเกลียวเฮลิกซ์ 2013-07-31T08:59:31Z 2013-07-31T08:59:31Z 2012 Thesis http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/33583 10.14457/CU.the.2012.791 en http://doi.org/10.14457/CU.the.2012.791 Chulalongkorn University application/pdf Chulalongkorn University |
| institution |
Chulalongkorn University |
| building |
Chulalongkorn University Library |
| continent |
Asia |
| country |
Thailand Thailand |
| content_provider |
Chulalongkorn University Library |
| collection |
Chulalongkorn University Intellectual Repository |
| language |
English |
| topic |
Molecules -- Models Ion channels Sodium channels Molecular dynamics -- Simulation methods โมเลกุล -- แบบจำลอง ไอออนแชนเนล โซเดียมแชนเนล พลศาสตร์เชิงโมเลกุล -- การจำลองระบบ |
| spellingShingle |
Molecules -- Models Ion channels Sodium channels Molecular dynamics -- Simulation methods โมเลกุล -- แบบจำลอง ไอออนแชนเนล โซเดียมแชนเนล พลศาสตร์เชิงโมเลกุล -- การจำลองระบบ Wannaruedee Wannapukdee Molecular modeling and molecular dynamics simulation of voltage sensor domain of sodium channel in activated and resting states |
| description |
Thesis (M.Sc.)--Chulalongkorn University, 2012 |
| author2 |
Pornthep Sompornpisut |
| author_facet |
Pornthep Sompornpisut Wannaruedee Wannapukdee |
| format |
Theses and Dissertations |
| author |
Wannaruedee Wannapukdee |
| author_sort |
Wannaruedee Wannapukdee |
| title |
Molecular modeling and molecular dynamics simulation of voltage sensor domain of sodium channel in activated and resting states |
| title_short |
Molecular modeling and molecular dynamics simulation of voltage sensor domain of sodium channel in activated and resting states |
| title_full |
Molecular modeling and molecular dynamics simulation of voltage sensor domain of sodium channel in activated and resting states |
| title_fullStr |
Molecular modeling and molecular dynamics simulation of voltage sensor domain of sodium channel in activated and resting states |
| title_full_unstemmed |
Molecular modeling and molecular dynamics simulation of voltage sensor domain of sodium channel in activated and resting states |
| title_sort |
molecular modeling and molecular dynamics simulation of voltage sensor domain of sodium channel in activated and resting states |
| publisher |
Chulalongkorn University |
| publishDate |
2013 |
| url |
http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/33583 http://doi.org/10.14457/CU.the.2012.791 |
| _version_ |
1724630114739683328 |