Điện tích tĩnh của các nanosystem: Ứng dụng cho vi ống và ribosome

Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America - Tập 98 Số 18 - Trang 10037-10041 - 2001
Nathan Baker1, David Sept1, Simpson Joseph1, Michael Holst1, J. Andrew McCammon1
1Departments of Chemistry and Biochemistry, Mathematics, and Pharmacology, and Howard Hughes Medical Institute, University of California at San Diego, 9500 Gilman Drive, La Jolla, CA 92093; and Department of Biomedical Engineering, Washington University, One Brookings Drive, St. Louis, MO 63130-4899

Tóm tắt

Đánh giá các tính chất điện tĩnh của các phân tử sinh học đã trở thành một thực tiễn tiêu chuẩn trong sinh lý phân tử. Mô hình quan trọng nhất được sử dụng để làm sáng tỏ tiềm năng điện tĩnh là phương trình Poisson-Boltzmann; tuy nhiên, các phương pháp hiện có để giải quyết phương trình này đã hạn chế phạm vi các phép tính điện tĩnh chính xác vào các hệ thống phân tử sinh học tương đối nhỏ. Ở đây, chúng tôi trình bày việc áp dụng các phương pháp số để cho phép giải pháp song song một cách đơn giản của phương trình Poisson-Boltzmann cho các cấu trúc siêu phân tử lớn hơn nhiều về kích thước. Như một minh chứng cho phương pháp này, các tiềm năng điện tĩnh đã được tính toán cho các cấu trúc vi ống và ribosome lớn. Các kết quả chỉ ra vai trò có thể có của điện tĩnh trong nhiều hoạt động của các cấu trúc này.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

10.1021/jp003602d

10.1006/jmbi.1999.2919

10.1006/jmbi.1999.3332

M E Davis, J A McCammon Chem Rev 94, 7684–7692 (1990).

10.1126/science.7761829

10.1002/jcc.540090209

10.1016/S0006-3495(93)81094-4

10.1002/(SICI)1096-987X(199703)18:4<569::AID-JCC10>3.0.CO;2-B

10.1002/1096-987X(20001130)21:15<1319::AID-JCC1>3.0.CO;2-8

10.1002/1096-987X(20001130)21:15<1343::AID-JCC2>3.0.CO;2-K

10.1002/(SICI)1096-987X(199710)18:13<1591::AID-JCC3>3.0.CO;2-M

10.1002/jcc.540160308

10.1002/jcc.540100313

10.1002/jcc.540090407

10.1147/rd.453.0427

M Holst, F Saied Multigrid and Domain Decomposition Methods for Electrostatics Problems, eds D E Keyes, J Xu (Am. Math. Soc., Providence, RI, 1995).

H A Schwarz J für die reine und angewandte Mathematik 70, 105–120 (1869).

P E Bjørstad, O B Widlund Soc Ind Appl Math J Num Anal 23, 1097–1120 (1986).

10.1007/978-1-4612-0849-5

A Ilin, B Bagheri, L R Scott, J M Briggs, J A McCammon Parallelization of Poisson-Boltzmann and Brownian Dynamics Calculations (Am. Chem. Soc., Washington, DC), pp. 170–185 (1995).

R S Tuminaro, D E Womble Analysis of the Multigrid FMV Cycle on Large-Scale Parallel Machines (Sandia National Laboratories, Albuquerque, NM, , Technical Report SAND91–2199J. (1992).

R Bank, M Holst Soc Ind Appl Math J Sci Comput 22, 1411–1443 (2000).

Holst M. (2001) Adv. Comput. Math. in press.

10.1016/S0092-8674(00)80961-7

10.1083/jcb.107.4.1437

10.1074/jbc.272.27.17118

10.1126/science.289.5481.905

10.1016/S0092-8674(00)00084-2

10.1038/35030006

10.1126/science.285.5436.2095

10.1126/science.285.5436.2133

10.1016/S0021-9258(20)81817-1

10.1002/jss.400100403

10.1038/35030019

10.1126/science.289.5481.920

10.1038/377309a0

Thông tin
Thông tin xuất bản

Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America

Tập 98 Số 18

10037-10041

Thông tin tác giả