( a ) Расчетная и экспериментальная сила реакции ЭГ для наконечника с радиусом R = 1,2 μ ³⁰ . Результаты моделирования были получены с использованием модели SFB с l _р = 163 нм и σ = 0,0019 нм ^-2 . Сплошная линия показывает кривую, полученную из уравнения(2) при k = 0,67 пН · нм. ( b ) Смоделированная сила реакции ЭГ для кончика радиуса R = 200 нм. Сплошная линия — прогнозируемая зависимость, полученная из уравнения (2) при k = 0,67 пН · нм. Дополнительные примеры включены в дополнительную информацию.

Таким образом, чтобы предсказать величину силы для конкретной системы с известным распределением плотности мономера, необходимо рассмотреть значение ρ ( z ) между точкой, определяемой как нулевой отступ, d = 0, и точка желаемого максимального отступа.Затем профиль можно комбинировать с функцией F ( d ), уравнение. (1), а окончательное выражение связывает силу F ( d ) с радиусом наконечника R и коэффициентом k , который представляет собой жесткость слоя ЭГ. Согласно нашему более раннему утверждению, член ведущей силы линейно зависит от радиуса кончика R .

Чтобы подогнать модель под моделируемые нами системы, мы сначала определяем соответствующий диапазон вертикальных положений наконечника на кривых силы и измеряем средние силы, действующие на наконечник АСМ в различных положениях по отношению к мембране (нижняя часть щетки). .Затем мы начинаем с положения значительно выше ЭГ ( ок. , 50 нм над слоем) и продолжаем опускать наконечник до тех пор, пока не будет обнаружена ненулевая средняя сила реакции ( F > 0,1 пН). С этого момента мы видим, что сила непрерывно увеличивается по мере проникновения кончика в щетку, и мы принимаем эту начальную точку контакта за нулевое положение вдавливания d = 0. Затем мы отображаем эту точку на плотность мономера распределение так, чтобы нижняя часть наконечника находилась на z = H .Таким образом, все мономеры, находящиеся выше этой точки, игнорируются, так как они не вносят вклада в среднюю силу отталкивания. Затем мы подгоняем силовые кривые с отступом в 150 нм из результатов нашего моделирования или эксперимента, чтобы определить коэффициенты (см. пример на рис. 7 и в таблице 1 дополнительной информации). Для смоделированной модели SFB с наименьшей плотностью σ = 0,0019 нм ⁻² получаем, что k лежит в диапазоне 0,67–0,68 пН · нм. Для более высоких плотностей коэффициент увеличивается до k = 0.8 пН · нм и 0,87 пН · нм, для σ = 0,0023 нм ^-2 и 0,0027 нм ^-2 соответственно. Результаты для щеток FBr и SFBr дают несколько большие коэффициенты упругости: k = 0,9 пН · нм и k = 0,96 пН·нм при σ = 0,0027 нм ⁻² соответственно. Подгонка экспериментальных данных исх. ³⁰ до d = 150 нм (см. рис. 7а) дает меньшее значение k = 0,47 ± 0,03 пН · нм. Отклонение силы от тенденции, наблюдаемой при меньших d , указывает на то, что при более глубоких отпечатках игла АСМ начинает исследовать другие механизмы упругого отклика, такие как деформация клеточной мембраны.

Для проверки этой гипотезы мы стремились определить максимальное вдавливание, при котором можно пренебречь деформацией мембраны, так как при больших глубинах вдавливания усилие будет передаваться на мембрану и будет ее деформировать ³² . В такой момент мембрана поддастся и зависимость F ( d ) станет слабее. Мы измерили усилие, передаваемое корням кустов в моделируемом АСМ-эксперименте, и обнаружили, что при вдавливании менее 100 нм давление на мембрану не превышает 15 Па.Более того, общая сила (0,4 пН) оказывается меньше чувствительности АСМ ³⁹ при вдавливании до 100 нм, как показано на рис. 8. Поскольку деформация мембраны не включена в модель (опорная является жестким), значения силы, измеренные при моделировании при d > 100 нм, следуют той же тенденции, что и для меньших отпечатков, поэтому мы находим одинаковую высокую константу упругости для всех значений d .

Давление на клеточную мембрану для различных углублений с помощью наконечника АСМ 400 нм.Параметры модели полугибкой втулки были следующими: σ = 0,0019 нм ⁻² , l _р = 163 нм. Масштабная линейка составляет 100 нм.

Помимо распределения плотности ЭГ и сил, приложенных к кончику, были измерены силы, приложенные к нижнему ограничителю и корням куста, и наша методика позволила нам выявить взаимосвязь между структурой ЭГ, распределением его плотности, сила реакции, действующая на иглу АСМ со стороны ЭГ.Предыдущие экспериментальные исследования ЭГ с помощью АСМ выявили качественное изменение силы реакции при углублениях более 100–150 нм ^30,32 , и было высказано предположение, что в этих углублениях происходит деформация нижележащей клеточной мембраны, что способствует общая сила реакции. Мы измерили силы, передаваемые корневым частицам ЭГ, и в наших расчетах качественное изменение также появляется при отпечатках около 100–150 нм, что хорошо согласуется с экспериментальными данными и показывает, что диапазон, рассматриваемый в наших АСМ-моделированиях был выбран правильно.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

Настройка браузера на прием файлов cookie

Существует множество причин, по которым файл cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее распространенные причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки браузера, чтобы принять файлы cookie, или спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файл cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Попробуйте другой браузер, если вы подозреваете это.
• Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы это исправить, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Предоставить доступ без файлов cookie потребует от сайта создания нового сеанса для каждой посещаемой вами страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в файле cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только та информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, если вы не решите ввести его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступ к остальной части вашего компьютера, и только сайт, создавший файл cookie, может его прочитать.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

Настройка браузера на прием файлов cookie

Существует множество причин, по которым файл cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее распространенные причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки браузера, чтобы принять файлы cookie, или спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файл cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Попробуйте другой браузер, если вы подозреваете это.
• Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы это исправить, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Предоставить доступ без файлов cookie потребует от сайта создания нового сеанса для каждой посещаемой вами страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в файле cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только та информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, если вы не решите ввести его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступ к остальной части вашего компьютера, и только сайт, создавший файл cookie, может его прочитать.

Страница не найдена — ScienceDirect

Сложные белковые последовательности ядерных пор определяют общую структуру и функцию сополимерной щетки

Крупнозернистое моделирование

Хотя все модели атомной молекулярной динамики могут точно воспроизвести локальную вторичную структуру и природу третичных контактов для белков, это невозможно выполнить с вычислительной точки зрения. свойства даже одного FG nup из-за их большого размера (∼1000 aa) и длительных временных масштабов (90 643 μ 90 644 с).Охарактеризовать общую структуру, образованную сотней с лишним зародышей FG, становится практически невозможно. Чтобы преодолеть эти проблемы, мы используем CG-модель (24), которая является достаточно подробной, чтобы она могла разумно воспроизводить вторичную и третичную структуру и даже сворачивать небольшие белки ab initio, начиная с расширенных состояний, но достаточно простой, чтобы мультибелковые системы в течение микросекундных временных масштабов вычислительно осуществимы. Эта модель CG пытается воспроизвести энергетический ландшафт реальных белков, представляя каждую аминокислоту несколькими сайтами взаимодействия CG и используя специально разработанные взаимодействия между этими сайтами.Физические потенциалы между этими центрами взаимодействия CG получены путем измерения сил, присутствующих в высокоточных симуляциях всех атомов различных белковых последовательностей с использованием многомасштабного метода грубой детализации (28). Этот метод не делает никаких предположений о типе взаимодействий между сайтами CG и дополнительно неявно включает многотельные корреляции (29) в результирующую модель неявного растворителя с эффективным потенциалом CG. В этой модели компьютерной графики вторичная и третичная структуры возникают естественным образом благодаря полноте физической модели, и она является достаточно общей для моделирования белков с произвольной аминокислотной последовательностью.

Как правило, потенциалы CG для моделирования конкретного белка масштабируются таким образом, чтобы результаты моделирования хорошо соответствовали эксперименту (24,30). Это было достигнуто путем умножения всего потенциала ЦТ на постоянный коэффициент масштабирования. Экспериментально измеренные свойства неупорядоченных зародышей FG еще не сошлись, поэтому мы разработали ряд моделей компьютерной графики с разными коэффициентами масштабирования ( α , β и γ ), где каждый коэффициент масштабирования соответствует различному классу экспериментальных Результаты.Измерения FRET человеческого nup153, проведенные Milles and Lemke (31), показали, что неупорядоченные области этого белка состоят из почти полностью компактных конфигураций коллапсированных спиральных коллапсов. Таким образом, для имитации этих результатов была разработана компьютерная модель α , масштабированная таким образом, что она дает коллапсированный клубок (расплавленную глобулу) (32) для неупорядоченной области nup153. (Таблица S1 сравнивает модельный и экспериментальный радиусы в опорном материале). Другие эксперименты показали, что nup153 принимает более вытянутые конфигурации, образуя относительно вытянутые конфигурации щеток, которые подвергаются обратимому коллапсу в присутствии транспортных факторов (33). Таким образом, для имитации этих результатов была разработана CG-модель γ , масштабированная таким образом, что она создает расслабленную спираль (32) для неупорядоченной области nup153 (см. Таблицу S1). Эксперименты с гало с бусинами, проведенные Yamada et al. (26) указывают на то, что зародыши являются двухфазными, со стеблевыми доменами, в общем, не взаимодействующими, тогда как, с др. стороны, домены FG прилипают к др. доменам FG. Также было обнаружено, что зародыши FG являются двухфазными с точки зрения структуры полимера, при этом домены стебля имеют расширенные конформации полимера, тогда как домены FG имеют более компактные конформации полимера.Было обнаружено, что коэффициент масштабирования β точно в середине α — и γ -масштабирования (Методы) приводит к такой двухфазности, с этой масштабированной моделью компьютерной графики, помеченной β .

Смоделированные зародыши FG были взяты из эволюционно далеких S. cerevisiae (Nsp1, Nup1, Nup100 и Nup116) и H. sapiens (Nup98 и Nup153), фокусируясь на длинных зародышах FG с большими неупорядоченными областями, которые имеют двухфазная структура последовательности, которая может быть разделена на домен FG и домен стебля.Домен FG соответствует участку последовательности с низкой концентрацией заряженных аминокислот и высокой концентрацией мотивов FG, тогда как стебельный домен соответствует участку неупорядоченной последовательности с высокой концентрацией заряженных аминокислот (определения специфического аминокислотного домена nup). и используемые неупорядоченные домены определены во вспомогательных материалах и Yamada et al. (26)).

Структура и динамика одиночных зародышей

Полипептидные цепи, представляющие неупорядоченные участки различных зародышей FG из S.cerevisiae и люди были запущены с первоначально полностью расширенной конфигурации и уравновешены перед началом моделирования. показывает типичный снимок одного из таких nup, Nsp1, после коллапса и уравновешивания. Снимок, по-видимому, указывает на то, что эти белки могут демонстрировать совершенно разные типы полимерной структуры вдоль одной цепи с областями, которые выглядят как набухшие цепи, и другими частями, которые напоминают коллапсированные клубки. В общем, белки, по-видимому, принимают блочную полимерную структуру в разной степени, в зависимости от формы используемой модели CG.Аминокислотные области смоделированных зародышей FG и используемые определения доменов представлены в таблице S2.

( A ) Снимок моделирования полной длины Nsp1, показывающий двухфазный домен FG и структуры домена стебля в модели α . Снимки для других моделей β и γ показаны на рис. S7 во вспомогательных материалах. ( B ) Снимок кольца из восьми Nsp1 в модели α . Чтобы увидеть эту фигуру в цвете, зайдите в интернет.

Чтобы количественно охарактеризовать структуру FG nup, мы определяем вероятность контакта между парой аминокислот как процент времени, в течение которого соответствующие гранулы основной цепи CG находятся в пределах 1. 6 нм друг от друга. Структура двухблочного полимера этих зародышей FG особенно ясна из карт вероятности контакта, показывающих вероятность контакта для всех возможных пар контактов аминокислот (и см. рис. S12 во вспомогательном материале). Во многих случаях они демонстрируют универсальную блочную диагональную структуру с почти диагональной частью, представляющей расширенный стебель, и квадратным блоком, который равномерно освещен, что указывает на коллапс неупорядоченной структуры — кончик. Отсутствие контактов между блоками указывает на то, что блоки сохраняют свою идентичность с течением времени.Диблочная структура наиболее ярко проявилась в модели β . Модель α часто давала значительные контакты между FG и стержневыми доменами, которые разрушали структуру диблока, потому что два домена часто взаимодействовали, тогда как модель γ давала зародыши с небольшой разницей между FG и стержневыми доменами, при этом целые зародыши FG представляли собой неструктурированные вытянутые гомогенные полимеры.

Карты контактов для различных моделей CG α , β и γ для Nsp1 и Nup100.Карты для Nup1, Nup98, Nup116 и Nup153 можно увидеть на рис. S12 во вспомогательных материалах. Карты вероятности контактов показывают усредненные по времени контакты между всеми парами аминокислот. Блочно-диагональная структура заметна на многочисленных контактных картах, с одним блоком для доменов FG и диагональными контактами для стержневых доменов. Диблочная структура наиболее отчетливо видна в зародышах FG, смоделированных по сценарию β . Модель α демонстрирует некоторую блочную структуру, но часто создает значительные контакты между FG и стеблевыми доменами, поскольку эти два домена часто взаимодействуют.В разительном контрасте с моделями α и β модель γ давала зародыши с небольшой разницей в вероятности контакта между FG и доменами стебля, при этом зародыши FG представляли собой неструктурированные вытянутые гомогенные полимеры. Показанные аминокислотные остатки относятся к неупорядоченным доменам смоделированных зародышей FG, тогда как аминокислотные индексы полного белка можно определить с помощью определений доменов в таблице S2. Чтобы увидеть эту фигуру в цвете, зайдите в интернет.

При всех предположениях модели отдельные зародыши FG были высокодинамичными и неупорядоченными.Домены FG во всех смоделированных зародышах сохраняли относительно гладкую контактную структуру блока, с быстрым обменом контактов между аминокислотами и отсутствием видимых складчатых постоянных контактов. Согласованность диблочной структуры, проявляющаяся в разных зачатках, указывает на то, что в сохраняемой структуре последовательности должны быть некоторые базовые общие черты. В частности, это предполагает, что нарушение или рандомизация последовательности приведет к потере такой структуры.Чтобы проверить это, мы повторили моделирование с перемешанной версией аминокислотной последовательности Nsp1, что привело к потере структуры диблока (см. рис. S1). Это ясно указывает на то, что допущение, что последовательности nup имеют эффективно гомогенный характер, может быть проблематичным, и что двухфазная структура последовательности ответственна за производство двух различных типов динамических доменов посредством слабых, но специфических взаимодействий между частями FG nup. Особенности последовательности доменов FG и стебля, очерчивающих эти домены, обсуждаются в подразделе «Биоинформатика» далее в этой статье и в Ando et al.(34).

Более ранняя гипотеза о том, что зародыши FG могут образовывать древовидную структуру, была основана на экспериментально измеренных свойствах фрагментов зародышей FG из S. cerevisiae (26). Здесь наши результаты моделирования полноразмерных FG-ядер поддерживают эту гипотезу, демонстрируя, что вполне возможно, что свойства отдельных фрагментов объединяются для образования истинных диблок-сополимеров. Кроме того, модель CG, используемая здесь, насколько нам известно, является первой такой моделью, способной воспроизводить наблюдаемые взаимодействия (26) между различными фрагментами из разных областей зародышей FG.

Чтобы количественно охарактеризовать уровни беспорядка в отдельных областях карт вероятности контакта, мы получили вероятности образования петель из карт для разных доменов зародышей FG. Мы определяем вероятность образования петель P _l ( s ) как вероятность того, что два мономера размером b , разделенные контурной длиной sb вдоль аминокислотной цепи, находятся в пределах пространственное расстояние r  < R _разрез .В нашем анализе R _{разрезают} = 1,6 нм. Для двух мономеров идеальной цепи вероятность образования петель для данного расстояния разделения мономеров, sb , определяется интегралом распределения вероятностей сквозных расстояний до R _cut ,

Pl (s)=∫r

(1)

с показателем p  = 3/2 (35). Расширенная цепь будет иметь мощность 90 643 p 90 644 = 9/5, а свернутая катушка будет иметь 90 643 p 90 644 = 1 с соответствующим масштабированием постоянных предфакторов. Кроме того, мы количественно определили статистическую значимость блочной структуры карт контактов в модели γ , поскольку в этой модели они, по-видимому, исчезают. На расстоянии 40 аминокислот мы измерили среднюю вероятность контакта и стандартное отклонение (SD) между всеми возможными комбинациями аминокислот для перетасованной последовательности Nsp1, показанной во вспомогательном материале. Измерив те же вероятности контакта разделения 40 аминокислот для карт контактов модели γ , мы определили, что среднее значение вероятности этого контакта по всем картам контактов в этой модели составляет всего 1.02 SD от соответствующего значения для неструктурированной перетасованной последовательности Nsp1. Напротив, та же самая вероятность контакта, усредненная по картам контактов модели β , отличалась на 3,58 SD от значения последовательности перетасованного Nsp1.

показывает логарифмический график средней измеренной вероятности зацикливания в зависимости от с для всех смоделированных доменов FG и стебля с численно подобранной теоретической вероятностью зацикливания (для мощности p ) по аминокислоте. разделения >5 и <65 мономеров.Качественно, высокая степень степени петлеобразования p для конкретного домена будет означать, что эта часть полимера относительно вытянута в пространстве, потому что вероятность контакта падает тем быстрее, чем s увеличивается внутри этого домена.

Как видно из , FG-домены имеют показатели петельчатости значительно ниже, чем у стеблевых доменов, что указывает на постоянно большую разницу в структуре ансамбля между этими двумя типами доменов. Для моделей α , β и γ CG средние подходящие масштабные показатели для доменов FG были равны 1.16, 1,38 и 1,81 соответственно. Для стеблевых доменов средние подогнанные показатели масштабирования составили 2,08, 2,58 и 2,82 для разных моделей соответственно. Мы также отмечаем важное предостережение, что эти симуляции отдельных зародышей FG сами по себе были выполнены без учета эффектов переполненной поровой среды (36) и других зародышей FG. Хотя мы анализируем совокупность взаимодействующих nup FG в следующем разделе, наши симуляции не включают эффекты скопления от транспортных факторов, груза и других молекул в клеточной среде, которые могут значительно модулировать поведение nup FG (37).

Структура и динамика колец nup

Чтобы изучить структуры, образованные множественными взаимодействующими nup1 в естественных условиях, мы провели моделирование колец Nsp1 и Nup100 (идентичные последовательности, как в индивидуальных симуляциях nup), восьмикратно симметрично привитых к внутренней поверхности нейтрального, нереакционноспособного цилиндра, с расположением привитых концов, выбранным в соответствии с ориентацией прививки и положением якорного домена FG nup внутри ядерной поры. Для одного кольца FG nup деревьев мы выбрали размеры окружающей цилиндрической границы (осевая длина 5 нм, диаметр 50 нм), представляющие геометрию NPC, как показано на рис.С4 (26).

показывает общую массовую плотность смоделированных колец зародышей Nsp1 FG. Плотность массы ясно показывает плотную центральную пробку, соединенную периферийными кабелями со стенками пор в моделях α и β , с плотностью массы пробки, которая во всех сценариях намного меньше, чем массовая плотность свернутого белки ~1400 мг/см ³ (38). Массовая плотность может быть напрямую связана с микрофазовым разделением различных блоков нативно развернутых белков.Одна блочная фаза (домены FG) разделилась по центру канала, тогда как другой блок (стеблевые области) агрегировался по периферии (см. рис. S13). Это микрофазовое разделение может объяснить наблюдение пробкообразной структуры при криоэлектронно-микроскопическом исследовании NPC (39). Эта пробкообразная структура в настоящее время не признается структурным элементом комплекса ядерных пор и вместо этого рационализируется как артефакт груза в пути (40). Интересно, что в модели γ , которая представляет сценарий расширенной катушки, отсутствует микрофазовое разделение, что напоминает модель виртуальных ворот.

Карты плотности смоделированной поры, содержащей восемь зародышей Nsp1 FG. Для всех трех моделей нанесена общая массовая плотность (мг/мл) вдоль поры. Общая плотность массы четко показывает плотную центральную пробку, соединенную периферийными кабелями со стенками пор в моделях α и β , тогда как модель γ дает однородную протяженную щетку. На рис.S13 во вспомогательном материале. Чтобы увидеть эту фигуру в цвете, зайдите в интернет.

Пространственная чистая плотность заряда кольца Nsp1 nups точно отражает массовую плотность домена FG, потому что домены FG обычно положительно заряжены (34). Это приводит к поразительному эффекту в моделях α и β с формированием сильно положительно заряженной области пробки, которая имеет общую плотность заряда намного выше, чем предполагалось ранее Colwell et al. (41) и Tagliazucchi et al. (23), с той же возможной функциональностью, но с гораздо большим притяжением к отрицательно заряженным транспортным факторам из-за радиальной концентрации по направлению к центру канала NPC.

В отличие от плодоножек, таких как Nsp1 и Nup1, которые имеют длинную область стебля и сравнительно небольшой липкий кончик, другие плодики FG, такие как Nup100, имеют большие липкие кончики и сравнительно короткие области стебля. Мы смоделировали кольца Nup100 таким же образом, как и Nsp1, что привело к аналогичным результатам, за исключением ключевого отличия, состоящего в том, что кольца Nup100 изолированно не могут закрыться в моделях α и β , в отличие от Nsp1, который может закрывать поры. в этих сценариях (см. рис. S5). В следующем разделе мы используем моделирование полимерной щеткой, чтобы понять структуру колец Nup100 в присутствии замкнутых колец Nsp1 и найти кооперативный эффект, при котором кольца Nup100 будут закрываться в присутствии замкнутых колец Nsp1.

Мы не наблюдали каких-либо жестких контактов при моделировании колец, которые длились бы в течение времени, превышающего 1 мкс с, поэтому мы исключаем существование амилоидных или жестких гидрогелевых структур, которые имеют контакты на этих временных шкалах в β -использованная модель. Это также видно по высокому сходству карты контактов для отдельного свободного Nsp1 () и карты контактов для привитого Nsp1 (см. рис. S2) в конформации кольца. Даже в компактной модели α плотная центральная вилка домена FG содержит индивидуальные домены FG, которые сохраняют свое неупорядоченное состояние и быстро обмениваются контактами, чтобы сформировать блочные диагональные карты контактов для полного nup Nsp1.

Морфология и динамика полимерных щеток

Чтобы понять физику, лежащую в основе формирования различных типов мезомасштабных структур и возможных переходов между ними, мы обратимся к моделированию физики полимеров. Здесь мы вводим простую модель полимерной щетки, которая рассматривает идеализированную полимерную щетку, состоящую из диблочных полимеров, представляющих зародыши FG. Мы предполагаем, что зародыши могут быть описаны нейтральными полимерами исключенного объема (представляющими стеблевые домены) с соответствующей длиной и жесткостью и привитыми к внутренней части цилиндра диаметром, равным диаметру ядерной поры.Затем мы включаем двухфазную структуру зародышей в модели α и β , моделируя концы полимеров как бесструктурные когезионные капли, которые соответствуют когезионным доменам FG на концах зародышей. Полученная конфигурация представляет собой полимерную щетку, как схематично показано на рис. А .

( A ) Схема структуры полимерной щетки, образованной диблочными заглушками FG. Параметры H , высота кисти; R , радиус поры; δ , диаметр липких кончиков; и d , среднее расстояние между опорными точками.( Зеленые круги ) Места, в которых зародыши FG прививаются к порам. ( B ) Свободная энергия кисти Nsp1 как функция высоты кисти для различных значений когезионной энергии капли (ϵ k _B T ). Высота кисти может составлять максимум ~22 нм, что составляет радиус R смоделированной поры за вычетом размера липких кончиков. ( Right ) Схематическая диаграмма предлагаемой модели щеточного затвора из диблок-сополимера при различных минимумах свободной энергии щетки.Когда присутствуют определенные транспортные факторы, которые могут превзойти взаимодействия липких кончиков между доменами FG, щетка может открыться для нового минимума свободной энергии, который может вместить груз. Когда взаимодействие между липкими кончиками может восстановиться в диапазоне kT , пора может закрыться с минимумом свободной энергии при H ∼ R — δ . Мы оценили уровень энергии самодействия липкого наконечника Nsp1 в 4,7 кТл (см. Вспомогательный материал), который также устанавливает шкалу энергии для взаимодействий между каплями ϵ кТл .Чтобы увидеть эту фигуру в цвете, зайдите в интернет.

Теперь возникает вопрос: какова высота H этой кисти? Доходят ли зародыши до центра поры и заполняют пространство, или они схлопываются вдоль боковых стенок, или образуют щетку промежуточной высоты, которая все еще оставляет открытый транспортный канал вдоль середины поры? Равновесная высота этой кисти может быть получена из минимизации свободной энергии кисти, в которую вносят вклад энтропийное растяжение стеблей, исключенные объемные взаимодействия (стерические затруднения) между стеблями и когезионные энергетические взаимодействия между стеблями. наконечник капли.Даже в рамках этой простой модели кривизна поверхности прививки и когезионные кончики приводят к тому, что высота щетки определяется решением нелинейного дифференциального уравнения. Однако мы можем сделать другое приближение среднего поля, чтобы получить алгебраическую форму для эффективной свободной энергии на цепь (см. вспомогательный материал)

FkBT∼(H/a)5/2N−3/2+a5/2N3 /2RH-1/2d2(2R-H)-ϵδ2Rd2(R-H),

(2)

, где ϵ k _B T — эффективная энергия сцепления между парой капель.Первые два члена свободной энергии следуют непосредственно из предшествующей работы над полимерными щетками в цилиндрах (42, 43).

Для начала мы специально выбираем один из Nups для моделирования: Nsp1. Расширенные стеблевые домены моделируются с помощью исключенных объемных полимерных цепей с размерами, измеренными по моделированию β , которое определяет длину Куна a и эффективное число полимеризации N (см. вспомогательный материал). Ожидается, что когезионные домены на кончике будут в небольшом, компактном, коллапсированном состоянии.Мы моделируем их как безликие липкие капли размером (диаметром) δ = 3,6 нм, что вдвое превышает радиус вращения, измеренный в модели β -CG. Мы предполагаем, что среднее расстояние между точками прививки Nsp1 вдоль стенки поры составляет 90 643 d 90 644 ∼ 10 нм, что мы оцениваем, исходя из предположения, что вдоль внутренней стенки симметрично вдоль геометрии закреплено 32 копии (3) Nsp1. используется в Yamada et al. (26) (см. рис. S4). Радиус пор принят равным R ~ 25 нм.

В показан график зависимости свободной энергии от высоты щетки для различных значений когезионной энергии, при этом все остальные параметры задаются значениями для Nsp1, подробно описанными выше. Минимумы на этих кривых соответствуют равновесным значениям высоты щетки. При отсутствии сцепления (ε = 0) мы видим, что равновесие фактически соответствует высоте щетки, равной примерно половине радиуса поры, а это означает, что если сцепление между кончиками потеряно, будет широко открытый канал вниз по центру. поры.Мы называем это открытым состоянием ворот. По мере увеличения когезионной энергии мы видим новый минимум, развивающийся при 90 643 H 90 644 ∼ 90 643 R 90 644 − 90 643 δ 90 644 , что является состоянием, в котором стебли вытянуты так, что сплоченные капли находятся в центре, таким образом полностью закрывая канал. . Это мы будем называть закрытым состоянием. Это указывает на то, что будет происходить переход между закрытым и открытым состояниями при изменении энергии когезии. Таким образом, двухфазное функциональное расположение доменов с удлиненным стеблем и когезионным кончиком приводит к щеточной структуре, которая может переключаться между двумя состояниями щетки: открытым и закрытым, как показано на рис.

Что касается закрытого транспорта, то известно, что транспортные факторы, такие как karyopherin/importin, связываются с когезионными мотивами FG (44,45). Это обеспечивает механизм нарушения межмолекулярной когезии между кончиками nup за счет конкурентного связывания кариоферина. Мы предполагаем, что связывание определенных транспортных факторов in vivo приводит к такому переключению из закрытого состояния в открытое, что составляет основу нашей модели. Другими словами, определенные типы транспортно-опосредованных грузовых комплексов могут обладать способностью растворяться в центральной пробке, удерживающей ворота закрытыми, тем самым эффективно открывая их до нужного диаметра. Затем эти типы грузов могут подвергаться одномерной диффузии по центру канала. Ферменты на ядерной стороне могут расщеплять транспортные факторы, уменьшая склонность груза оставаться в канале, ведущем к выходу на ближайшую сторону — ядро. Эта картина работает и в другом направлении с экспортными сигналами и формирует основу нашей модели щеточных ворот из диблок-сополимера. Важно отметить, что небольшие грузы также могут иметь альтернативные маршруты через стороны, и этот аспект будет полностью изучен в дальнейшей работе.

Мы также использовали моделирование полимерной щеткой, чтобы понять структуру колец Nup100 в присутствии замкнутых колец Nsp1. Свободная энергия на цепь такая же, как в уравнении. 2, но с дополнительным термином когезионного перекрестного взаимодействия Nup100-Nsp1. Размеры используемых полимеров были такими, как они были измерены при моделировании модели Nup100 β -CG (см. Вспомогательный материал). Член свободной энергии перекрестного взаимодействия для каждой цепи между двумя различными типами зародышей FG можно просто смоделировать как долю перекрытия отдельного липкого кончика Nup100 с липкими кончиками Nsp1 в центре поры, умноженную на энергию взаимодействия капли. липких насадок Nup100, ϵ k _B T .Суммарная свободная энергия Nup100 показана на рис. S6 для различных значений энергии взаимодействия капля-капля с ϵ k _B T на шкале расчетной энергии самодействия липких кончиков Nup100 (см. Вспомогательный материал). Кольца Nup100 не могут закрыть пору, кроме как в присутствии соседнего замкнутого кольца зародышей Nsp1.

Учитывая то, как наше моделирование щеткой и компьютерная симуляция показывают, что кольца Nup100 вряд ли закроют ядерную пору, кроме как в присутствии др. замкнутых колец зародышей FG, кооперативность между зародышами FG может играть важную роль в nucleocytoplasmic gate.Этот идеализированный анализ, в котором присутствуют только Nup100 и Nsp1, игнорирует исключенный объем, который могут иметь зародыши FG кустарника, такие как Nup49 и Nup57 вдоль стенки поры, при вытеснении доменов стебля и аналогичных эффектов, вызванных факторами груза и транспорта, хотя мы делаем предварительный вывод, что Nsp1 или FG nup с аналогичными свойствами может быть основным механизмом закрытия или герметизации поры. В соответствии с этой гипотезой комбинаторные делеции зародышей FG типа, выполненного Strawn et al.(46) показали нарушения транспорта у мутантов, когда Nsp1 или nups, подобные Nsp1, функционально нарушены. Наш идеализированный анализ также игнорирует возможную компактификацию, удлинение, скопление и перекрестное связывание зародышей FG посредством взаимодействия с грузом и их транспортными факторами, хотя существование и/или природа этих эффектов in vivo остаются неясными.

Биоинформатика

Наше моделирование связывает двухфазную структуру последовательности зародышей FG в S. cerevisiae со свойствами их диблочного полимера, что, в свою очередь, приводит к бистабильной морфологии полимерной щетки.Если эта уникальная щеточная структура имеет решающее значение для гейтирования NPC, это будет означать, что структура двухфазной последовательности должна сохраняться у эукариот. Чтобы проверить это утверждение, мы проанализировали плотность мотивов FG в зависимости от плотности заряженных аминокислот в неупорядоченных областях FG nup с наибольшим количеством повторов FG у 10 различных видов эукариот; см. рис. S11. Мы обнаружили, что все эти зародышевые ядра демонстрируют общую черту, заключающуюся в том, что в каждом отдельном зародыше FG имеется два домена — один с высоким содержанием мотивов FG, а другой — с высоким содержанием заряженных аминокислот, причем оба домена не пересекаются друг с другом вдоль аминокислотной последовательности.Один домен, обозначенный доменом FG (26), содержит мало заряженных аминокислот и много повторов мотива FG, в то время как другой домен, стержневой домен (26), имеет высокую плотность заряженных а.о. и, как правило, низкую плотность повторов FG с якорный домен, который прикрепляет FG nup к внутренней поверхности поры. Количественный биоинформационный анализ распределения мотивов вдоль последовательностей nup, проведенный Ando et al. (34) выявили широкую консервативность у разных видов этих структур бимодальной последовательности в плодах FG. Наша работа по моделированию здесь предлагает возможное объяснение функционального преимущества, полученного за счет использования бимодальной последовательности FG nups в регуляции транспорта NPC.

Требования к зазорам между щетками | Департамент пожарной охраны Лос-Анджелеса

*Пожалуйста, посмотрите следующие видео, чтобы получить информацию о разрешении на использование щеток*

Обучение осмотру щеток — выявление опасностей        Обучение расчистке щеток — проверки на месте

В штате Калифорния наблюдается увеличение частоты и масштабов лесных пожаров, включая исторические лесные пожары в городе Лос-Анджелес, такие как пожары в Ла-Туна, Крик и Скирболл.Кроме того, небольшие лесные пожары были случайно вызваны благонамеренными жителями, выполняющими расчистку кустарников. Поэтому городской совет Лос-Анджелеса утвердил постановление об ужесточении требований к чистоте кустарников и пожарной безопасности в зонах очень высокой пожароопасности (VHFHSZ). Это постановление устанавливает соответствующие меры безопасности, необходимые для смягчения последствий возникновения таких пожаров.

Основные моменты нового постановления включают:

• Использование металлических режущих лезвий для расчистки травы или кустарников должно быть ограничено лезвиями из цветных металлов/искробезопасными.
• Расчистка кустарника не может выполняться в дни тревоги, когда пожароопасные погодные условия достигают своего пика.
• Лица, занимающиеся расчисткой кустарников, не должны заниматься какой-либо другой деятельностью во время фактической расчистки травы или кустарников.
• Утвержденный огнетушитель или напорный садовый шланг с присоединенной насадкой должен находиться в пределах 10 футов от любой операции по расчистке травы или кустов, чтобы быстро потушить небольшой пожар, прежде чем он выйдет из-под контроля.
• Мобильный телефон, способный звонить по номеру 9-1-1, должен быть заряжен и легко доступен для очистки от травы или кустарников.

Прочитайте полный Постановление здесь. Сейчас это эффективно.

Пересмотрено – 9 февраля 2017 г.

Владельцы имущества, расположенного в зоне очень высокой пожароопасности (VHFHSZ), должны содержать свое имущество в соответствии с Пожарным кодексом (L.A.M.C. 57.322). Круглогодичное соответствие должно поддерживаться, как описано ниже, для всех местных кустарников, сорняков, травы, деревьев и опасной растительности в пределах 200 футов от любых строений/зданий , независимо от того, находятся ли эти строения на территории владельца или на прилегающих территориях, и в пределах 10 футов любого горючего забора или проезжей части/подъездной дорожки, используемой для автомобильного движения.

1. Участки в пределах 200 футов от строений и/или 10 футов от придорожных поверхностей или горючих ограждений: трава должна быть скошена до трех дюймов в высоту. Родная щетка должна быть уменьшена в количестве до трех дюймов в высоту. Это не относится к отдельным местным кустарникам, расположенным на расстоянии не менее 18 футов друг от друга, при условии, что такие кусты обрезаны от земли до 1/3 их высоты с удалением всего отмершего материала (см. схему ниже).

2. Для деревьев высотой более 18 футов обрежьте нижние ветки, чтобы листва не находилась в пределах шести футов от земли, и удалите весь отмерший материал.Для деревьев и кустарников высотой менее 18 футов удалите нижние ветки на 1/3 их высоты и удалите весь отмерший материал (см. схему ниже).

3. Деревья должны быть подстрижены таким образом, чтобы листва находилась не ближе чем в 10 футах от выхода дымохода (см. схему ниже).

4. На всех поверхностях крыши не должно быть значительного скопления листьев, иголок, веток и любых других горючих материалов. Поддерживайте пятифутовый вертикальный зазор между поверхностями крыши и частями нависающих деревьев (см. схему ниже).

5. Вся срезанная растительность и мусор должны быть убраны в установленном законом порядке. Срезанная растительность может быть подвергнута машинной обработке (т. е. измельчена) и уложена обратно на территорию на глубину, не превышающую трех дюймов в пределах 30 футов от сооружений и   шести дюймов за пределами 30 футов от сооружений. Кроме того, разбрасываемый материал не должен размещаться в пределах 10 футов от любой пригодной для использования обочины (в соответствии с Процедурой № 25 Бюро пожарной безопасности)

Вышеуказанные общие требования также относятся к ландшафтной растительности.

Чтобы ознакомиться со ВСЕМИ обязательными требованиями к зазорам между щетками, посетите VMS3.lafd.org «Требования к зазорам».

УПРАВЛЕНИЕ РАСТИТЕЛЬНОСТЬЮ – КРУГЛОГОДНЯЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ

Очищать раньше, очищать часто.

Структура наших палочек — Темы

Наконечник

Наконечник — это часть палочки, которая обычно используется для передачи энергии движения от палочки на барабаны и тарелки. Создаваемый тон является результатом размера и формы наконечника и наиболее заметен на тарелках.В настоящее время Meinl предлагает несколько вариантов наконечников, таких как Acorn, Barrel, Round и Hybrid. Наконечник Hybrid был создан путем взятия традиционного наконечника Acorn и обрезки верхней части на длину ствола. В результате получается уникальная смесь этих двух веществ. Наконечники Acorn также предлагаются в различных размерах. См. нашу диаграмму палочек для точного наконечника каждой модели.

Шейка

Шейка — самая тонкая часть палочки, соединяющая наконечник с палочкой.

Конусность

Конусность начинается у плеча и заканчивается у шейки, утончаясь по ходу.Длина и степень конусности определяют реакцию палочки на пластину барабана или поверхность тарелки, например, на тарелку райд. Клюшка с длинным конусом будет иметь больший отскок и может казаться легче, поскольку на древке находится больший вес, в то время как клюшка с коротким конусом будет казаться тяжелой и более мощной. Кроме того, клюшки с более коротким и толстым конусом обычно более долговечны при большом количестве аварий и аварийных поездок.

Плечо

Это область рукояти, где начинается конусность и заканчивается стержень.

Длина

Расстояние от кончика до торца является длиной. Палки большей длины будут иметь больший радиус действия, как и наши модели Standard Long. Кроме того, клюшки с увеличенной длиной могут обеспечить лучший общий баланс, поэтому наши модели Heavy, которые имеют больший диаметр, также имеют увеличенную длину по сравнению с моделями Standard. Точную длину каждой модели смотрите в нашей таблице палочек.

Рукоятка

Рукоятка — это самая длинная часть клюшки, покрывающая область, которую вы держите, а также место, где поглощается наибольшее количество наказаний за римшоты.

Приклад

Конец каждой палочки Meinl закруглен для более удобного захвата.

Диаметр

Диаметр — это толщина вала. Это наиболее определяющая черта того, как палка будет ощущаться в ваших руках. Для сильных ударов более толстые клюшки передают больше энергии и служат дольше, но более тонкие клюшки могут быть предпочтительнее, когда требуется касание или быстрота.