瞬时感受器电位香草素受体5(TRPV5)是一种钙离子选择性TRP通道,在人体钙稳态调节中起着至关重要的作用。然而,其构象转变的结构决定因素及其分子机制仍难以捉摸。在这里,我们建立了一个嵌入磷脂双分子膜的Ca2+转运蛋白模型,用于分子动力学模拟,并从中获取了大量通道蛋白构象变化过程中的动态结构,总结了部分氨基酸残基的门控机理。由于离子通道的激活过程是全局性和集体性的,因此我们采用了伞状采样方法,通过应用外力模拟机械力作用,刺激TRPV5蛋白发生从闭合向开放的定向转换,同时还增强了对形变过程中每一帧构象的采样,对沿构象转变途径的平均力势进行了粗粒化分子动力学(CG-MD)模拟。CG-MD模拟表明,S6螺旋在TRPV5构象转变中起着关键作用。最重要的是,模拟轨迹显示,离子通道的激活发生在S6螺旋的延伸和旋转之前,这表明TRPV5具有不同于TRPV6的独特门控机制。目前的工作展示了作用在S6螺旋上的机械力如何打开TRPV5通道门。上述结果揭示了TRPV5通过机械力调节门控功能的分子机制,为未来开发设计用于激活TRPV5通道调节钙稳态的药物提供了理论依据。
该论文已被JOURNAL OF CHEMICAL INFORMATION AND MODELING接收并在线发表:Yinwei Gu, Yan Li*, Baocai Ma, Ke Ren, Chen Cao, and Ning Gu*. Probing Conformational Transition of TRPV5 Induced by Mechanical Force Using Coarse-Grained Molecular Dynamics. (https://doi.org/10.1021/acs.jcim.3c00614)