シクロオクタスルーファー（S8）リングと複雑な「ブラックスモーカー」からのArchaea S-Layer Nanotube

元素硫黄は主にS80リングとして存在し、さまざまな硫黄発酵細菌の末端電子受容体として機能します。ブラックスモーカーベントからの高温疾患の古細菌は、極端な条件下で硫黄呼吸に関する知識を促進するための刺激的な研究ツールです。ここでは、ハイブリッド方式のアプローチを使用して、高血圧性アルケオンスタフィロターマスマリヌスのS層ナノチューブのタンパク質性腔が、シクロオクトスルフルS8の貯蔵貯水池として作用することを実証します。完全な原子分子動力学（MD）シミュレーションが実行され、多包種熱力学的統合の方法が使用され、絶対自由エネルギーを計算するために、硫黄硫黄s8のリングを古細菌四酸性の断片の最大疎水性空洞に移すための絶対自由エネルギーを計算しました。同じ古細菌の四波の空洞における水の占有の関数としての水和の自由エネルギーの以前のMD研究との比較は、硫黄環が水よりも精力的に好まれていることを示しています。

Elemental sulfur exists primarily as an S80 ring and serves as terminal electron acceptor for a variety of sulfur-fermenting bacteria. Hyperthermophilic archaea from black smoker vents are an exciting research tool to advance our knowledge of sulfur respiration under extreme conditions. Here, we use a hybrid method approach to demonstrate that the proteinaceous cavities of the S-layer nanotube of the hyperthermophilic archaeon Staphylothermus marinus act as a storage reservoir for cyclo-octasulfur S8. Fully atomistic molecular dynamics (MD) simulations were performed and the method of multiconfigurational thermodynamic integration was employed to compute the absolute free energy for transferring a ring of elemental sulfur S8 from an aqueous bath into the largest hydrophobic cavity of a fragment of archaeal tetrabrachion. Comparisons with earlier MD studies of the free energy of hydration as a function of water occupancy in the same cavity of archaeal tetrabrachion show that the sulfur ring is energetically favored over water.