Destabilization of water molecules by terahertz electric fields affects sodium ion blockage in the Kv1.2 channel

太赫兹辐射 电场 分子 化学物理 离子 化学 频道(广播) 材料科学 光电子学 分子物理学 物理 电信 有机化学 计算机科学 量子力学
作者
Xiaofei Zhao,Wen Ding,Hongguang Wang,Yongdong Li,Chunliang Liu
出处
期刊:Physical review [American Physical Society]
卷期号:111 (6): 064401-064401 被引量:1
标识
DOI:10.1103/physreve.111.064401
摘要

Potassium channels are essential for various physiological functions, with their high selectivity being a critical foundation. The blockage of sodium ions in potassium channels is a crucial aspect of their selectivity, yet the underlying mechanism remains unclear. In this study, we investigated the mechanisms underlying the sodium ion blockage through molecular dynamics simulations. We found that when sodium ions bind to the B_{34} site, the water molecule at the entrance of the selectivity filter forms a strong association with the ion, preventing effective knock-on movement and resulting in a 93% loss of permeability. Given the vibrational frequencies of biomolecules within the terahertz range, terahertz waves are considered effective tools for biomolecular modulation. Consequently, we explored the influence of terahertz waves on the blockage of sodium ions. Our results show that a 15 THz electric field significantly disrupts the stable binding of the water molecule to the sodium ion at the B_{34} site, enhancing interactions between the ion in the cavity and those in the selectivity filter, thereby alleviating the blockage. This study reveals that the dynamic state of water molecules in biological systems is closely related to biomolecular functions and is influenced by external physical fields, such as terahertz electric fields. These findings provide new insights into potassium channels' selectivity mechanisms and broaden terahertz fields' potential applications in regulating channel functions.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
Mayday完成签到,获得积分10
刚刚
1秒前
刻苦流沙完成签到,获得积分10
1秒前
牛曙东完成签到,获得积分10
1秒前
芜湖完成签到,获得积分10
2秒前
12完成签到,获得积分10
2秒前
哆啦A梦发布了新的文献求助10
2秒前
张杰完成签到,获得积分10
3秒前
小蘑菇应助HuaqingLiu采纳,获得10
3秒前
周晓睿完成签到,获得积分10
3秒前
淡然一德发布了新的文献求助10
4秒前
浅蓝色完成签到,获得积分10
5秒前
gg爆完成签到,获得积分10
5秒前
ii完成签到,获得积分20
5秒前
xiaolanliu完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
香蕉亦竹发布了新的文献求助10
7秒前
吉吉国王饲养员完成签到,获得积分10
7秒前
预付费发布了新的文献求助10
8秒前
科研通AI6.3应助我很OK采纳,获得10
8秒前
万能图书馆应助紫愿采纳,获得10
8秒前
浅蓝色发布了新的文献求助10
9秒前
Mayday发布了新的文献求助10
14秒前
15秒前
以七发布了新的文献求助10
15秒前
脑洞疼应助科研韭菜采纳,获得30
16秒前
16秒前
wangjian完成签到,获得积分20
16秒前
Xltox完成签到,获得积分10
16秒前
在水一方应助小谢谢谢谢采纳,获得10
17秒前
zmx完成签到,获得积分10
18秒前
18秒前
kang完成签到,获得积分10
18秒前
柯觅波完成签到,获得积分10
18秒前
龚成明发布了新的文献求助10
20秒前
落后的蜜粉完成签到,获得积分10
20秒前
20秒前
molihuakai应助微梦采纳,获得10
22秒前
wangjian发布了新的文献求助10
23秒前
23秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2000
Leading Academic-Practice Partnerships in Nursing and Healthcare: A Paradigm for Change 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Research Methods for Business: A Skill Building Approach, 9th Edition 500
Research Methods for Applied Linguistics 500
Picture Books with Same-sex Parented Families Unintentional Censorship 444
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6412270
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8231418
关于积分的说明 17470179
捐赠科研通 5465077
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2887538
邀请新用户注册赠送积分活动 1864318
关于科研通互助平台的介绍 1702915