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Modes of Interaction of Pleckstrin Homology Domains with Membranes: Toward a Computational Biochemistry of Membrane Recognition

机译：膜与膜的相互作用方式：扫描膜识别计算生物化学

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Pleckstrin homology (PH) domains mediate protein membrane interactions by binding to phosphatidylinositol phosphate (PIP) molecules. The structural and energetic basis of selective PH-PIP interactions is central to understanding many cellular processes, yet the molecular complexities of the PH-PIP interactions are largely unknown. Molecular dynamics simulations using a coarse-grained model enables estimation of free-energy landscapes for the interactions of 12 different PH domains with membranes containing PIP2 or PIP3, allowing us to obtain a detailed molecular energetic understanding of the complexities of the interactions of the PH domains with PIP molecules in membranes. Distinct binding modes, corresponding to different distributions of cationic residues on the PH domain, were observed, involving PIP interactions at either the "canonical" (C) and/or "alternate" (A) sites. PH domains can be grouped by the relative strength of their C- and A-site interactions, revealing that a higher affinity correlates with increased C-site interactions. These simulations demonstrate that simultaneous binding of multiple PIP molecules by PH domains contributes to high-affinity membrane interactions, informing our understanding of membrane recognition by PH domains in vivo. (C) 2017 Published by Elsevier Ltd.
机译：Pleckstrin同源性（pH）结构域通过与磷脂酰肌醇磷酸盐（PIP）分子结合介导蛋白质膜相互作用。选择性pH-piP相互作用的结构和能量基础是理解许多细胞过程的核心，但pH-piP相互作用的分子复杂性很大程度上是未知的。使用粗粒模型的分子动力学模拟使得能够估计与含有PIP2或PIP3的膜的12种不同pH结构域的相互作用的自由能景观估计，使我们能够获得对pH结构域相互作用的复杂性的详细分子量理解用膜中的pip分子。观察到对应于pH结构域上的阳离子残基的不同分布的不同结合模式，涉及“规范”（c）和/或“交替”（a）位点的杂志相互作用。 pH结构域可以通过其C-和现场相互作用的相对强度进行分组，揭示了更高的亲和力与增加的C场相互作用相关。这些模拟表明，通过pH结构域同时结合多个pap分子有助于高亲和力膜相互作用，以便通过体内pH域的pH域的理解了解膜识别。 （c）2017年由elestvier有限公司出版

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