钠离子通道侧窗进入分析中，能否直接用分子外接盒尺寸与孔径比较

wqm

大家好，
如图所示，这是草乌甲素（bulleyaconitine A, BLA）的分子结构及其最小外接盒尺寸。我设计并合成了一系列 BLA 类似物（在母核上引入了不同取代基），前期的电生理实验结果已经表明，这些类似物无法与钠离子通道发生有效作用。


因此，我尝试从结构进入性（accessibility）的角度来解释这一现象，即假设这些类似物由于体积或构象原因，无法通过钠离子通道的侧窗（DI–DII fenestration）进入中央腔并结合其作用位点。

在查阅文献时，我注意到已有研究报道 NaV 通道 DI–DII 侧窗在冷冻电镜构象下的最大瓶颈半径约为 3.27 Å，常见在1.5-2.5 Å（文献中是Nav1.4，而BLA结合的是Nav1.3，但大小应该不会有太大变化）。但当我查看 BLA 的最小外接盒尺寸时发现，即便假设分子以最有利的取向进入，其外接盒仍约为 9.7 × 11.9 Å，两者在数量级上存在明显差异。从直观几何角度来看，这似乎意味着 BLA 本身也不可能通过该侧窗进入通道，这与其已被证实可以作用于 NaV 通道的事实相矛盾。

因此我产生了一些疑问，想请教各位老师和同行的看法：
1）是否不能直接使用分子的最小外接盒尺寸与通道瓶颈半径进行比较？
2）在讨论疏水性小分子通过 NaV 侧窗进入中央腔时，更合理的“尺寸”或“结构可达性”评估方式应是什么？
3）是否需要更多地考虑分子取向、动态构象变化或通道本身的构象呼吸，而非静态几何尺寸？
4）若考虑构象呼吸等的，应该怎么来说明草乌甲素类似物不能进入Nav？

非常感谢大家的指教！

student0618

可以的话跑跑MD看看，动态的结合过程 induced fit / conformational selection 或多或少会改变通道口径的。

wqm

student0618 发表于 2025-12-24 19:00
可以的话跑跑MD看看，动态的结合过程 induced fit / conformational selection 或多或少会改变通道口径的。

草乌甲素和其他类似物来分别跑MD，看能不能进入孔道，请问可以用这样的方式吗

student0618

wqm 发表于 2025-12-26 16:38
草乌甲素和其他类似物来分别跑MD，看能不能进入孔道，请问可以用这样的方式吗

如果知道可能的结合位点的话可以docking + MM/PBSA讨论，比较两者binding poses及binding free energy。

讲究要看整个通道的话，
快的话有些docking based的path finder，不过我试过的工具(caverdock, gpathfinder)都比较老了，目前安装可能较难，处理好技术问题可能MD都跑完了。也可以找些新的工具。
MD的话就增强采样，umbrella sampling、metadynamics等，考察两种分子穿过通道的自由能。

不过注意要说明一件事情“不能发生”是不可能的，只能说较可能/较难等。因为实际上无法测试无限次来证明“不能发生”这事。

wqm

student0618 发表于 2025-12-26 18:38
如果知道可能的结合位点的话可以docking + MM/PBSA讨论，比较两者binding poses及binding free energy。
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好的，非常感谢！！