细胞膜胆固醇如何移动?

胆固醇和人类健康

虽然胆固醇可以威胁人类健康,蜡状物质是最重要的一个小分子在人类生理和在生物学和医学中扮演着无数的关键作用。其动态的维护和管理是至关重要的膜流动性,甾醇与脂质和蛋白质的相互作用,以及病毒与人类细胞的相互作用。胆固醇也是一个至关重要的药物目标。

尽管它的重要性,但仍有许多未知关于胆固醇,特别是这些甾醇分子运动和功能在细胞的细胞膜。

理解生命系统的运动和交互的胆固醇已经几十年的研究的主题但确切的分子动力学仍然难以捉摸,一定程度上是由于限制在研究商用固醇和解决目前的固态核磁共振光谱(SSNMR)技术。

现在,一组研究人员从伊利诺伊大学香槟分校和威斯康辛大学麦迪逊分校的首次揭示了细胞内胆固醇的行为如何在原子论的层面,信息可能会对将来的研究有广泛的影响健康和疾病,据研究人员。

在最近发表的一项研究《美国化学学会》杂志上乍得、生物化学教授m . Rienstra威斯康星-麦迪逊大学和伊利诺伊大学香槟分校化学教授马丁·d·伯克和塔拉斯诉Pogorelov细节如何结合新的先进的实验和计算方法捕获胆固醇分子进入细胞的膜。

“这工作展示了强大的协同方法相结合的新的实验和计算方法我们理解的动态膜胆固醇更上一层楼,“Pogorelov说。

具体地说,他们的方法包括新的SSNMR实验,先进的所有原子分子动力学模拟和量子力学计算在磷脂合成胆固醇。

胆固醇、生物膜的重要组成部分,可以从来源中提取鸡蛋,是27-carbon化合物结构,包括一个尾巴——由碳氢化合物——附加到平坦的核心,它由四个烃环。第一次,这项研究的研究人员能够标签每个碳原子和设计一个协议研究原子的动力学,或在每个原子运动和力量,揭示一个总体的胆固醇膜。

“集体这些研究发现胆固醇显示节段融合之间的动态耦合环和尾构象,“Pogorelov说。“特别是,尾巴和整个分子的运动相关,而尾巴旋转的曲轴的方式。’”,研究人员说他们的紧密编织experimental-computational工作流允许他们识别和量化的特定构象胆固醇膜的假设。

研究人员称,这些结果对更好的理解产生广泛影响固醇在生命系统的功能,并为本研究开发的方法,为未来的研究打开一扇新的大门的胆固醇是如何影响功能的动态膜蛋白在健康和疾病。

参考:德拉•瑞帕拉,考特尼JM Phinney SM, et al。节段的动态膜胆固醇是耦合的。J是化学Soc。2023;145 (28):15043 - 15048。doi:10.1021 / jacs.3c01775

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