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J-GLOBAL ID：201202205208045383   整理番号：12A1421181

モデルイオンチャンネル選択フィルタに関するCa²⁺,Mg²⁺及びNa⁺間の競争:イオン選択性の決定

Competition among Ca²⁺, Mg²⁺, and Na⁺ for Model Ion Channel Selectivity Filters: Determinants of Ion Selectivity

著者 (3件)： DUDEV Todor (Academia Sinica, Taipei, TWN) ,  LIM Carmay (Academia Sinica, Taipei, TWN) ,  LIM Carmay (National Tsing Hua Univ., Hsinchu, TWN)
資料名： Journal of Physical Chemistry B  (Journal of Physical Chemistry B)
巻： 116  号： 35  ページ： 10703-10714  発行年： 2012年09月06日 
JST資料番号： W0921A  ISSN： 1520-6106  CODEN： JPCBFK  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： アメリカ合衆国 (USA)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 電圧ゲートイオンチャンネルは生物学上重要役割を演じるので,イオンチャンネルが環境の競争しているカチオンから生来の金属イオンをいかに識別できるか理解することは大きな関心事である。Ca²⁺,Mg²⁺及びNa⁺は比較可能濃度で細胞外に存在するが,電圧ゲートCa²⁺イオンチャンネル選択性フィルタ用の上記カチオン間の競争を支配する因子は不明確である。連続体誘電法と組合せた密度汎関数理論を用い,(1)細孔を内張りする配位子の数,化学型及び電荷,(2)細孔剛性,サイズ,対称性及び溶媒アクセシビリティ及び(3)モデル選択性フィルタ中Ca²⁺,Mg²⁺及びNa⁺間の競争に及ぼすイオン選択性フィルタ外側のCa²⁺水和に及ぼす効果を評価した。計算はこの競争の成果が電子と溶媒和効果間の相互作用にいかに依存するかを示した。溶媒和効果が静電効果に勝るとき二価Ca²⁺/Mg²⁺以上に一価Na⁺に対する選択性を達成した;しかるに,Ser/Thr側鎖のような幾つかの弱電荷供与基からなるこのようなフィルタは,そこでは静電効果が比較的弱く,溶媒効果によって容易に打ち勝つことができてNa⁺イオン選択性である。対照的に,一価Na⁺以上に二価Ca²⁺/Mg²⁺に対する選択性は金属-配位子静電効果が溶媒和効果を勝るとき達成される。Ca²⁺とMg²⁺間の選択性の重要差は細孔サイズ,オリゴマ性及び溶媒アクセシビリティにある。結果は入手可能実験データと因果関係にあり,イオンチャンネル選択性細孔の構造と組成が競争カチオンに対して生来の金属の競争性を増強するため生来の金属イオンの特異な物理化学的性質にいかに適応するかを示した。

シソーラス用語： カルシウム化合物 ,  *金属イオン ,  マグネシウム化合物 ,  ナトリウム化合物 ,  選択性 ,  フィルタ ,  水和 ,  電子効果 ,  アミノ酸残基 ,  アクセシビリティ ,  競争力 ,  因果律 ,  *カルシウムチャンネル ,  競争反応 ,  連続体 ,  誘電体 ,  密度汎関数法 ,  基底関数系 ,  細孔構造 ,  配位数
準シソーラス用語： イオン選択性 ,  カルシウムイオン ,  カルシウムイオンチャンネル ,  ナトリウムイオン ,  マグネシウムイオン ,  因果関係 ,  競争性 ,  密度汎関数理論 ,  誘電連続体

分類 (1件)： 細胞膜の輸送  (EF04020R)

タイトルに関連する用語 (4件)： モデル ,  イオンチャンネル ,  競争 ,  イオン選択性