离子通道的选择性是由受限水介导的吗？

离子通道在脂质双层中形成孔道，选择性地允许无机离子顺其电化学梯度穿过膜。虽然离子去溶剂化自由能的研究已引起广泛关注，但孔道内水的作用尚不明确。在此，对 KcsA 选择性过滤器简化模型的分子动力学模拟表明，Na+ 的平衡位置（而非 K+）受到受限水的强烈影响。后者与 Na+ 形成稳定的复合物，将该离子的平衡位置移至骨架羰基平面。在结合位点中心附近，水分子被有利的静电相互作用和骨架氢键所捕获。在缺乏受限水的情况下，Na+ 和 K+ 的平衡位置是相同的。我们的观察结果强烈表明，受限水在离子通道的选择性机制中发挥着此前未被注意到的积极作用。