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J-GLOBAL ID：201902276607524728   整理番号：19A0660098

第一原理からの短鎖アルコールへの流体脂質二分子層の透過性【JST・京大機械翻訳】

Permeability of a Fluid Lipid Bilayer to Short-Chain Alcohols from First Principles

著者 (6件)： Comer Jeffrey (Institute of Computational Comparative Medicine and Nanotechnology Innovation Center of Kansas State, Department of Anatomy and Physiology, Kansas State University, Kansas, United States) ,  Schulten Klaus (Theoretical and Computational Biophysics Group, Beckman Institute for Advanced Science and Technology, University of Illinois at Urbana-Champaign, Illinois, United States) ,  Schulten Klaus (Department of Physics, University of Illinois at Urbana-Champaign, Illinois, United States) ,  Chipot Christophe (Laboratoire International Associe Centre National de la Recherche Scientifique et University of Illinois at Urbana-Champaign, Unite Mixte de Recherche n°7565, Universite de Lorraine, France) ,  Chipot Christophe (Theoretical and Computational Biophysics Group, Beckman Institute for Advanced Science and Technology, University of Illinois at Urbana-Champaign, Illinois, United States) ,  Chipot Christophe (Department of Physics, University of Illinois at Urbana-Champaign, Illinois, United States)
資料名： Journal of Chemical Theory and Computation  (Journal of Chemical Theory and Computation)
巻： 13  号： 6  ページ： 2523-2532  発行年： 2017年 
JST資料番号： W2328A  ISSN： 1549-9618  CODEN： JCTCCE  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： 小分子への膜透過性の計算予測は脂質二分子層を横切る転移の基礎となる熱力学と速度論の両方の正確な記述を必要とする。この寄与において,良く収束した,マイクロ秒長自由エネルギー計算を,メタノールから1-ブタノールへの短尾アルコールの同族系列の膜透過を記述するために,最近開発されたサブ拡散速度論フレームワークと組み合わせて,基礎となる分子モデルに対して前例のない忠実度を示した。自由エネルギープロフィルは全ての場合に二分子層の中心を通過する障壁を示したが,これらの障壁の高さはアルコールの脂肪族鎖の長さと共に減少し,水及び油中の実験的に決定した微分溶媒和自由エネルギーと定量的に一致した。以前の論文で開発されたサブ拡散モデルのユニークな側面は,アルコールの運動が膜の厚さに沿った古典的拡散から逸脱する程度を定量化する位置依存分数次数の決定である。二分子層から遠い水性媒体中では,この量は1.0に近づき,純粋に古典的な拡散に対する漸近限界に近づいたが,透過液に関係なく膜の中心近くで0.75以下になった。注目すべきことに,透過率に及ぼすその影響が最大である膜の中心近くの分数拡散率は,メタノールと1-ブタノールの間の分子量と親油性の大きな違いにもかかわらず,4つの透過物の間で類似していた。したがって,自由エネルギーと分数拡散率プロファイルから推定される相対透過率は,後者よりも前者の差によって支配的に決定される。予測された相対透過率は,それらと定量的に一致しないが,既存の実験結果と高度に相関している。一方,非常に予想外に,短い尾部アルコールに対する報告された実験値は,水に対する利用可能な実験測定よりもほぼ3桁低い。理論と実験の間のこの明白な不一致に対する妥当な説明を詳細に考察した。Copyright 2019 American Chemical Society All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： *第一原理 ,  小分子 ,  膜透過 ,  拡散係数 ,  計算 ,  溶媒和 ,  予測 ,  熱力学 ,  *アルコール ,  自由エネルギー ,  透過率 ,  *脂質二分子膜 ,  速度論 ,  脂肪族アルコール

分類 (4件)： 細胞膜の輸送  (EF04020R) ,  生物学的機能  (EB05020M) ,  計算機シミュレーション  (JE11000H) ,  生体膜一般  (EF04010G)

物質索引 (2件)： 1-ブタノール ,  メタノール

タイトルに関連する用語 (5件)： 第一原理 ,  短鎖アルコール ,  流体 ,  脂質二分子層 ,  透過性