基于分子模拟方法预测PIP_(2)在双孔钾通道TREK-1上结合位点的研究

磷脂酰肌醇4,5-二磷酸酯(PIP_(2))是一类分布在质膜内层的信号磷脂分子,对钾、钠和氯等离子通道和转运蛋白等多种跨膜蛋白具有调节作用. TREK-1是一类重要的背景钾通道,受温度、机械拉伸及胞内pH等多种因素调节, PIP_(2)在特定浓度范围内可激活TREK-1通道,在内面向外膜片钳记录TREK-1通道电流中使用PIP_(2)抗结剂(如多聚赖氨酸)可导致TREK-1通道关闭.利用分子对接和全原子分子动力学模拟探索了PIP_(2)与双孔钾通道TREK-1的相互作用.分子对接计算结果表明, PIP_(2)在TREK-1通道上有两个可能的结合位点.进一步的分子动力学模拟和均力势(PMF)计算结果表明,其中位于螺旋M4和螺旋M1的位点可能是PIP_(2)激活TREK-1的优先结合位点.模拟展示了PIP_(2)与TREK-1结合的可能构象. PIP_(2)的肌醇头部磷酸根与位于M1和M4上的碱性残基K45, K304和R311形成稳定盐桥;M1螺旋上的一系列疏水残基对稳定PIP_(2)的脂肪长链具有关键作用.