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Alternative Title: Movement of Potassium Ions in channel KcsA using a Molecular Dynamics Simulation

Abstract: 전압에 의존하는 이온 채널은 이온 전도를 통해, 세포막 전압의 변화에 반응한다. 이러한 이온에는 나트륨, 칼륨 및 칼슘 이온 등이 포함된다. 또한 이온 채널은 신경과 근육의 활동에 기초가 되기 때문에 그 구조와 동역학을 관측하는 것이 생물학적으로 의미가 크다. 그 중 칼륨 채널의 단백질의 구조 및 이온이 주어진 환경에서 어떤 변화를 보이는지 확인하기 위하여 분자 동역학을 실시하였다. 이 방법은 칼륨 이온 채널에 대해 진행되었다. 본 논문에서는 특히 KcsA 채널의 움직임 및 내부 이온을 관측하였다. 이 연구에서 주어진 환경은 첫 째, 일반적인 체내 칼륨 농도 보다 2배로 높고 둘 째, 세포막에 전압을 인가하지 않았다. 이렇게 분자 동역학으로부터 얻어진 결과를 통해 실제 칼륨 이온 채널의 움직임을 예측하고 그 원동력을 자세히 알아볼 수 있다.

URI: https://repository.pknu.ac.kr:8443/handle/2021.oak/23561
http://pknu.dcollection.net/common/orgView/200000223108

Table Of Contents: I. Introduction 1
I. 1. Protein 1
I. 1.1. Protein and amino acids 1
I. 2. Ion Channel 4
I. 2.1. Ion Channel 4
II. Methods 9
II. 1. Molecular Dynamics Simulation 9
II. 1.1. Force field 10
II. 1.1.1. Bond stretching 13
II. 1.1.2. Angle bending 13
II. 1.1.3. Bond rotation 14
II. 1.1.4. Non-bonded interaction 15
II. 1.1.5. Particle Mesh Ewald 16
II. 2. Molecular Dynamics Simulation and Ensemble 21
II. 2.1. NVT ensemble 21
II. 2.2. NPT ensemble 23
II. 2.3. Verlet algorithm 24
III. Results and Discussion 26
III. 1. Movement of Potassium Ions inside KcsA 27
III. 1.1. Structure of KcsA 27
III. 1.2. RMSD of each helix 29
III. 1.3. Distance between selectivity filter and potassium ion 33
III. 1.4. Correlation map with ion change 38
III. 1.5. Movement and change of KcsA internal potassium and water molecules 42
IV. Conclusions 44
Reference 46

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