Electro-opening of a microtubule lattice in silico
Identifikátory výsledku
Kód výsledku v IS VaVaI
<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F67985823%3A_____%2F21%3A00550975" target="_blank" >RIV/67985823:_____/21:00550975 - isvavai.cz</a>
Nalezeny alternativní kódy
RIV/67985882:_____/21:00543296
Výsledek na webu
<a href="https://doi.org/10.1016/j.csbj.2021.02.007" target="_blank" >https://doi.org/10.1016/j.csbj.2021.02.007</a>
DOI - Digital Object Identifier
<a href="http://dx.doi.org/10.1016/j.csbj.2021.02.007" target="_blank" >10.1016/j.csbj.2021.02.007</a>
Alternativní jazyky
Jazyk výsledku
angličtina
Název v původním jazyce
Electro-opening of a microtubule lattice in silico
Popis výsledku v původním jazyce
Modulation of the structure and function of biomaterials is essential for advancing bio-nanotechnology and biomedicine. Microtubules (MTs) are self-assembled protein polymers that are essential for fundamental cellular processes and key model compounds for the design of active bio-nanomaterials. In this in silico study, a 0.5 μs-long all-atom molecular dynamics simulation of a complete MT with approximately 1.2 million atoms in the system indicated that a nanosecond-scale intense electric field can induce the longitudinal opening of the cylindrical shell of the MT lattice, modifying the structure of the MT. This effect is field-strength- and temperature-dependent and occurs on the cathode side. A model was formulated to explain the opening on the cathode side, which resulted from an electric-field-induced imbalance between electric torque on tubulin dipoles and cohesive forces between tubulin heterodimers. Our results open new avenues for electromagnetic modulation of biological and artificial materials through action on noncovalent molecular interactions.
Název v anglickém jazyce
Electro-opening of a microtubule lattice in silico
Popis výsledku anglicky
Modulation of the structure and function of biomaterials is essential for advancing bio-nanotechnology and biomedicine. Microtubules (MTs) are self-assembled protein polymers that are essential for fundamental cellular processes and key model compounds for the design of active bio-nanomaterials. In this in silico study, a 0.5 μs-long all-atom molecular dynamics simulation of a complete MT with approximately 1.2 million atoms in the system indicated that a nanosecond-scale intense electric field can induce the longitudinal opening of the cylindrical shell of the MT lattice, modifying the structure of the MT. This effect is field-strength- and temperature-dependent and occurs on the cathode side. A model was formulated to explain the opening on the cathode side, which resulted from an electric-field-induced imbalance between electric torque on tubulin dipoles and cohesive forces between tubulin heterodimers. Our results open new avenues for electromagnetic modulation of biological and artificial materials through action on noncovalent molecular interactions.
Klasifikace
Druh
J<sub>imp</sub> - Článek v periodiku v databázi Web of Science
CEP obor
—
OECD FORD obor
30103 - Neurosciences (including psychophysiology)
Návaznosti výsledku
Projekt
<a href="/cs/project/GX20-06873X" target="_blank" >GX20-06873X: SubTHz chipová zařízení pro řízení proteinových nanopřístrojů</a><br>
Návaznosti
I - Institucionalni podpora na dlouhodoby koncepcni rozvoj vyzkumne organizace
Ostatní
Rok uplatnění
2021
Kód důvěrnosti údajů
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Údaje specifické pro druh výsledku
Název periodika
Computational and Structural Biotechnology Journal
ISSN
2001-0370
e-ISSN
2001-0370
Svazek periodika
19
Číslo periodika v rámci svazku
Mar 4
Stát vydavatele periodika
SE - Švédské království
Počet stran výsledku
9
Strana od-do
1488-1496
Kód UT WoS článku
000684840700020
EID výsledku v databázi Scopus
2-s2.0-85102655211