Molecular Dynamics Simulations to Provide New Insights into the Asymmetrical Ammonium Ion Movement Inside of the [d(G<sub>3</sub>T<sub>4</sub>G<sub>4</sub>)]<sub>2</sub> G-Quadruplex DNA Structure
Notice bibliographique
Résumé
We have used both adaptive biasing force (ABF) and regular molecular dynamics (MD) simulations to investigate the asymmetrical NH(4)(+) ion movement inside of a bimolecular G-quadruplex DNA structure [d(G(3)T(4)G(4))](2). The free-energy landscapes obtained from ABF MD simulations suggest that the NH(4)(+) ion exiting the [d(G(3)T(4)G(4))](2) G-quadruplex stem in the direction toward the edge-type loop (denoted as the upper direction) experiences a lower free-energy barrier than that toward the diagonal loop (denoted as the lower direction) by approximately 3-4 kcal mol(-1). This result is in qualitative agreement with the previous discovery made by Šket and Plavec on the same G-quadruplex structure from (15)N NMR experiments (J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 8794). In the Na(+) form of the same G-quadruplex, Na(+) ion movement was found to be symmetrical, with a free-energy barrier of only 5-7 kcal mol(-1) to cross all three G-quartets, that is, [d(G(3)T(4)G(4))](2) still exhibits ion-channel-like behaviors for Na(+) ions. On the basis of the new computational results, we hypothesize that the stiffness of a G-quartet is primarily determined by the base stacking interactions within the G-quadruplex stem. Therefore, the structural origin for the asymmetrical NH(4)(+) ion movement in [d(G(3)T(4)G(4))](2) is the presence of two different modes of base stacking around the NH(4)(+) binding sites, a more stable 5'-syn-anti mode between lower and central G-quartets and a less stable 5'-anti-anti mode between upper and central G-quartets. Simulations also suggest that loop topology at the end of a G-quadruplex stem only controls the direction at which an exiting NH(4)(+) ion reaches bulk solution but does not impose significant free-energy barriers.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».