Площадь поверхности конуса

Площадь поверхности куба

Площадь поверхности цилиндрического резервуара

Площадь прямоугольного резервуара

Площадь поверхности капсулы

Площадь поверхности крышки

Для расчета укажите любые два значения ниже.

Площадь поверхности конической усадки

Площадь поверхности эллипсоида

Площадь квадратной пирамиды

Площадь поверхности твердого тела – это мера общей площади, занимаемой поверхностью объекта.Все объекты, рассматриваемые в этом калькуляторе, более подробно описаны на страницах «Калькулятор объема» и «Калькулятор площади». Таким образом, этот калькулятор будет сосредоточен на уравнениях для расчета площади поверхности объектов и использовании этих уравнений. Пожалуйста, обратитесь к вышеупомянутым калькуляторам для получения более подробной информации о каждом отдельном объекте.

Сфера

Площадь поверхности (SA) сферы можно рассчитать по формуле:

SA = 4πr ²
где r – радиус

Ксаэль не любит ни с кем делиться шоколадными трюфелями.Когда она получает коробку трюфелей Lindt, она приступает к вычислению площади поверхности каждого трюфеля, чтобы определить общую площадь поверхности, которую она должна лизать, чтобы уменьшить вероятность того, что кто-то попытается съесть ее трюфели. Учитывая, что каждый трюфель имеет радиус 0,325 дюйма:

SA = 4 × π × 0,325 ² = 1,327 дюйм ²

Конус

Площадь поверхности круглого конуса может быть вычислена путем суммирования площадей поверхности каждого из его отдельных компонентов.«Базовая SA» относится к кругу, который содержит основание в замкнутом круговом конусе, в то время как боковая SA относится к остальной части конуса между основанием и его вершиной. Уравнения для расчета каждого из них, а также общая SA замкнутого кругового конуса показаны ниже:

основание SA = πr ²
боковая SA = πr√r ² + h ²
общая SA = πr (r + √r ² + h ² )
где r – радиус, а h – высота

Афина недавно заинтересовалась культурой Юго-Восточной Азии, и ее особенно очаровала коническая шляпа, обычно называемая «рисовой шляпой», которая обычно используется в ряде стран Юго-Восточной Азии.Она решает сделать свое собственное и, будучи очень практичным человеком, не погрязшим в сентиментальности, достает свадебное платье своей матери из темных уголков гардероба, в котором оно находится. Она определяет площадь поверхности материала, необходимого для создания шляпы, радиусом 1 фут и высотой 0,5 фута следующим образом:

боковой SA = π × 0,4√0,4 ² + 0,5 ² = 0,805 фута ²

Куб

Площадь поверхности куба может быть вычислена путем суммирования общих площадей его шести квадратных граней:

SA = 6a ²
где a – длина кромки

Энн хочет подарить своему младшему брату кубик Рубика на его день рождения, но знает, что у ее брата мало внимания и он легко разочаровывается.Она заказывает кубик Рубика, в котором все грани черные, и должна платить за настройку в зависимости от площади поверхности куба с длиной ребра 4 дюйма.

SA = 6 × 4 ² = 96 дюймов ²

Цилиндрический бак

Площадь поверхности закрытого цилиндра может быть вычислена путем суммирования общих площадей его основания и боковой поверхности:

база SA = 2πr ²
боковой SA = 2πrh
общая SA = 2πr (r + h) где r – радиус, а h – высота

У Джереми есть большой цилиндрический аквариум, в котором он купается, потому что он не любит душ или ванну.Ему любопытно, остывает ли его нагретая вода быстрее, чем в ванне, и ему нужно рассчитать площадь поверхности его цилиндрического резервуара высотой 5,5 футов и радиусом 3,5 фута.

всего SA = 2π × 3,5 (3,5 + 5,5) = 197,920 футов ²

Прямоугольный бак

Площадь прямоугольного резервуара равна сумме площадей каждой из его граней:

SA = 2lw + 2lh + 2wh
где l – длина, w – ширина, а h – высота

Банан, старшая дочь в длинной череде фермеров, выращивающих бананы, хочет преподать своей испорченной гнилой младшей сестре Банановый хлеб урок о надеждах и ожиданиях.Banana-Bread всю неделю настаивает на том, чтобы ей нужен новый набор ящиков для размещения ее новых фигурок Бэтмена. Таким образом, Банана покупает ей большой кукольный домик Барби с кухонной утварью ограниченного выпуска, духовкой, фартуком и реалистичными гниющими бананами для Бэтмена. Она упаковывает их в прямоугольную коробку таких же размеров, как выдвижной ящик, который нужен Banana-Bread, и ей нужно определить количество оберточной бумаги, которое ей нужно, чтобы завершить презентацию подарка – сюрприз размером 3 × 4 × 5 футов:

SA = (2 × 3 × 4) + (2 × 4 × 5) + (2 × 3 × 5) = 94 футов ²

Капсула

Площадь поверхности капсулы может быть определена путем комбинирования уравнений площади поверхности для сферы и площади боковой поверхности цилиндра.Обратите внимание, что площадь поверхности оснований цилиндра не включена, поскольку она не составляет часть площади поверхности капсулы. Общая площадь рассчитывается следующим образом:

SA = 4πr ² + 2πrh
где r – радиус, а h – высота

Горацио производит плацебо, которое призвано оттачивать индивидуальность человека, критическое мышление и способность объективно и логически подходить к различным ситуациям.Он уже протестировал рынок и обнаружил, что подавляющее большинство выборочной совокупности не проявляют ни одного из этих качеств и очень готовы купить его продукт, еще больше закрепившись в чертах, от которых они так отчаянно стремятся избавиться. Горацио должен определить площадь поверхности каждой капсулы, чтобы он мог покрыть их чрезмерным слоем сахара и обратиться к предрасположенным к сахару языкам населения при подготовке к следующему плацебо, которое «излечит» все формы сахарного диабета.Учитывая, что каждая капсула имеет r 0,05 дюйма и h 0,5 дюйма:

SA = 4π × 0,05 ² + 2π × 0,05 × 0,5 = 0,188 дюйма ²

Сферический колпачок

Площадь поверхности сферической крышки зависит от высоты рассматриваемого сегмента. Предоставленный калькулятор предполагает твердую сферу и включает основание крышки при расчете площади поверхности, где общая площадь поверхности является суммой площади основания и боковой поверхности сферической крышки.Если вы используете этот калькулятор для вычисления площади поверхности полой сферы, вычтите площадь поверхности основания. Учитывая два значения высоты, радиуса крышки или радиуса основания, третье значение можно рассчитать с помощью уравнений, представленных в Калькуляторе объема. Уравнения площади поверхности следующие:

сферический колпачок SA = 2πRh
база SA = πr ²
Полная твердая сфера SA = 2πRh + πr ²
где R – радиус сферической крышки, r – радиус основания, а h – высота

Дженнифер завидует земному шару, который ее старший брат Лоуренс получил на свой день рождения.Поскольку Дженнифер на две трети старше своего брата, она решает, что заслуживает одну треть земного шара своего брата. Вернув ручную пилу своего отца в сарай для инструментов, она вычисляет площадь поверхности своей полой части земного шара с R 0,80 фута и h 0,53 фута, как показано ниже:

SA = 2π × 0,80 × 0,53 = 2,664 фута ²

Коническая Frustum

Площадь поверхности твердого прямоугольного усеченного конуса представляет собой сумму площадей его двух круглых концов и площади его боковой поверхности:

круговой конец SA = π (R ² + r ² )
боковой SA = π (R + r) √ (R-r) ² + h ²
всего SA = π (R ² + r ² ) + π (R + r) √ (R-r) ² + h ²
где R и r – радиусы концов, h – высота

Пол делает вулкан в форме усеченного конуса для своего проекта научной ярмарки.Пол рассматривает извержения вулканов как явление насилия и, выступая против всех форм насилия, решает сделать свой вулкан в форме закрытой конической усеченной пирамиды, которая не извергается. Хотя его вулкан вряд ли произведет впечатление на судей научной ярмарки, Пол все же должен определить площадь поверхности материала, который ему нужен для покрытия внешней стены своего вулкана с R 1 фут, r 0,3 фута и h 1,5 фута:

всего SA = π (1 ² + 0,3 ² ) + π (1 + 0.3) √ (1 – 0,3) ² + 1,5 ² = 10,185 футов ²

Эллипсоид

Для вычисления площади поверхности эллипсоида нет простой и точной формулы, такой как у куба или другой более простой формы. В калькуляторе выше используется приблизительная формула, предполагающая, что эллипсоид почти сферический:

SA ≈ 4π ^1,6 √ (a ^1,6 b ^1,6 + a ^1,6 c ^1,6 + b ^1,6 c ^1,6 ) / 3
где a , b и c – оси эллипса

Колтен всегда любил готовить и недавно выиграл на конкурсе керамический нож.К несчастью для своей семьи, которая почти полностью ест мясо, Колтейн практиковал свою технику нарезки чрезмерного количества овощей. Вместо того, чтобы есть овощи, отец Колтейна уныло смотрит на свою тарелку и оценивает площадь поверхности эллиптических разрезов кабачков с помощью топоров 0,1, 0,2 и 0,35 дюйма:

SA ≈ 4π ^1,6 √ (0,1 ^1,6 0,2 ^1,6 + 0,1 ^1,6 0,35 ^1,6 + 0,2 ^1,6 0,35 ^1.6 ) / 3 = 0,562 дюйма ²

Квадратная пирамида

Площадь поверхности квадратной пирамиды состоит из площади ее квадратного основания и площади каждой из четырех треугольных граней. Учитывая высоту h и длину кромки a , площадь поверхности можно рассчитать по следующим уравнениям:

база SA = ²
боковая SA = 2a√ (a / 2) ² + h ²
всего SA = a ² + 2a√ (a / 2) ² + h ²

В классе Вонквайлы недавно завершено строительство модели Великой пирамиды в Гизе.Тем не менее, она считает, что модель не излучает того архитектурного чуда, как оригинал, и решает, что покрытие ее «снегом», по крайней мере, придаст вид чуда. Она вычисляет площадь поверхности расплавленного сахара, которая потребуется ей, чтобы полностью покрыть пирамиду, с длиной ребра a 3 фута и высотой h 5 футов:

всего SA = 3 ² + 2 × 3√ (3/2) ² + 5 ² = 40,321 футов ²

В отличие от Великой пирамиды в Гизе, которая простояла тысячи лет, ее модель, сделанная из крекеров Грэма и покрытая сахаром, просуществовала всего несколько дней.

Единицы общего пользования

Влияние взаимодействия поверхностно-модифицированных искусственных магнитных биологических наночастиц рытье каналов и уничтожение биопленок антибиотиками in vitro и in vivo

Магнитное нацеливание магнитных наночастиц с антимикробными препаратами на инфекционные биопленки микрометрового размера является сложной задачей.Бактериальные биопленки обладают водными каналами, которые облегчают транспортировку питательных веществ и продуктов метаболизма, но недостаточны для глубокого проникновения противомикробных препаратов и уничтожения бактерий. Искусственное рытье каналов в инфекционных биопленках включает в себя перемещение наночастиц через биопленку с помощью магнита, чтобы вырыть дополнительные каналы для улучшения проникновения антимикробных препаратов. Это не требует точного нацеливания. Однако неизвестно, влияет ли взаимодействие магнитных наночастиц с компонентами биопленки на эффективность антибиотиков после искусственного рытья каналов.Здесь мы функционализировали магнитные наночастицы оксида железа (MIONP) с помощью полидофамина (PDA), чтобы изменить их взаимодействие со стафилококковыми патогенами и внеклеточными полимерными веществами (EPS), и связали взаимодействие с in vitro, уничтожением биопленки гентамицином после магнитного воздействия. рытье канала. MIONP, модифицированные PDA, имели меньше отрицательных дзета-потенциалов, чем немодифицированные MIONP, из-за присутствия аминогрупп и, соответственно, большего взаимодействия с отрицательно заряженными поверхностями стафилококковых клеток, чем немодифицированные MIONP.Ни немодифицированные, ни модифицированные КПК MIONP не взаимодействовали с EPS. Одновременно использование невзаимодействующих немодифицированных MIONP для искусственного рытья каналов в in vitro стафилококковых биопленках, выращенных на , повысило эффективность гентамицина в большей степени, чем использование взаимодействующих, модифицированных PDA MIONP. In vivo эксперименты на мышах с использованием модели подкожной инфекции подтвердили, что невзаимодействующие немодифицированные MIONP увеличивают эрадикацию гентамицином биопленок Staphylococcus aureus Xen36 примерно в 10 раз.В сочетании с высокой биосовместимостью магнитных наночастиц эти результаты представляют собой важный шаг в понимании механизма искусственного рытья каналов в инфекционных биопленках для повышения эффективности антибиотиков в трудноизлечимых инфекционных биопленках у пациентов.

Эта статья в открытом доступе

Автоматическое обнаружение непроницаемой поверхности с использованием анализа текстуры изображения и моделей нейронных вычислений с расширенными оптимизаторами

Принадлежности Расширять

Принадлежности

• ¹ Институт исследований и разработок, Университет Дуй Тан, Дананг 550000, Вьетнам.
• ² Факультет гражданского строительства, Университет Дуй Тан, Дананг 550000, Вьетнам.

Элемент в буфере обмена

Нят-Дык Хоанг. Comput Intell Neurosci. 2021 .

Показать варианты

Формат АннотацияPubMedPMID

Принадлежности

• ¹ Институт исследований и разработок, Университет Дуй Тан, Дананг 550000, Вьетнам.
• ² Факультет гражданского строительства, Университет Дуй Тан, Дананг 550000, Вьетнам.

Элемент в буфере обмена

Показать варианты

Формат АннотацияPubMedPMID

Абстрактный

Актуальная информация о непроницаемых поверхностях очень важна для городского планирования и управления.Целью данного исследования является разработка моделей нейронных вычислений, используемых для автоматического обнаружения непроницаемой поверхности в региональном масштабе. Для решения этой задачи используются усовершенствованные оптимизаторы оценки адаптивного момента (Adam), вариант Адама под названием Adamax, ускоренная оценка адаптивного момента Нестерова (Nadam), Adam с развязанным спадом веса (AdamW) и новый вариант экспоненциального скользящего среднего (AMSGrad). ) используются для обучения моделей искусственных нейронных сетей, используемых для обнаружения непроницаемых поверхностей.Эти передовые оптимизаторы протестированы с помощью обычного градиентного спуска с импульсом (GDM). Для построения и проверки предложенного подхода используются изображения дистанционного зондирования, полученные со спутника Sentinel-2 для исследуемой территории города Дананг (Вьетнам). Кроме того, дескрипторы текстуры, включая статистические измерения цветовых каналов и двоичного градиентного контура, используются для извлечения полезных функций для распознавания образов на основе модели нейронных вычислений. Экспериментальный результат, подтвержденный статистическим тестом, указывает на то, что модель нейронных вычислений на основе оптимизатора Nadam достигла наиболее желаемой точности прогнозирования для данных, собранных в исследуемой области, со степенью точности классификации 97.331%, точность = 0,961, отзыв = 0,984, отрицательная прогностическая ценность = 0,985 и оценка F1 = 0,972. Таким образом, модель, разработанная в этом исследовании, может быть полезным инструментом для лиц, принимающих решения при планировании и управлении городским землепользованием.

Авторские права © 2021 Nhat-Duc Hoang.

Заявление о конфликте интересов

Автор подтверждает отсутствие конфликта интересов относительно публикации данной статьи.

Цифры

Учебный район.

Цветная композиция полос Sentinel-2…

Цветная композиция полос Sentinel-2 4 (красный), 3 (зеленый) и 2 (синий)…

Цветная композиция из полос Sentinel-2 4 (красный), 3 (зеленый) и 2 (синий) исследуемой территории (город Дананг, Вьетнам).

Карта исследуемой области, усиленная выравниванием гистограммы.

Карта исследуемой области, усиленная выравниванием гистограммы.

Общая структура занятых…

Общая структура используемой модели ИНС, используемой для двухклассового распознавания образов.

Общая структура используемой модели ИНС, используемой для двухклассового распознавания образов.

Предлагаемая нейронная вычислительная модель…

Предлагаемая нейронная вычислительная модель для обнаружения непроницаемых поверхностей.

Предлагаемая нейронная вычислительная модель для обнаружения непроницаемых поверхностей.

Демонстрация собранного изображения…

Демонстрация собранных образцов изображений: (а) проницаемый класс и (б) непроницаемый класс.

Демонстрация собранных образцов изображений: (а) проницаемый класс и (б) непроницаемый класс.

Иллюстрация характеристик, вычисленных с помощью…

Иллюстрация характеристик, вычисленных путем статистических измерений цветовых каналов: (а) непроницаемый…

Иллюстрация характеристик, вычисленных путем статистических измерений цветовых каналов: (а) непроницаемая поверхность и (б) проницаемая поверхность.

Иллюстрация характеристик, вычисленных с помощью…

Иллюстрация характеристик, вычисленных дескриптором текстуры BGC: (а) непроницаемая поверхность…

Иллюстрация функций, вычисленных дескриптором текстуры BGC: (a) непроницаемая поверхность и (b) проницаемая поверхность.

Сравнение моделей с CAR (%).

Сравнение моделей с CAR (%).

Сравнение моделей с CAR (%).

Сравнение моделей с индексами…

Сравнение моделей с показателями точности, отзыва, NPV и оценки F1.

Сравнение моделей с показателями точности, отзыва, NPV и оценки F1.

Результаты знакового ранга Уилкоксона…

Результаты знакового рангового критерия Вилкоксона: (а) результаты значений p и (б)…

Результаты знакового рангового теста Вилкоксона: (а) результаты значений p и (б) результаты теста. Примечание. Символы ++, +, – и – обозначают значительный выигрыш, выигрыш, значительный проигрыш и проигрыш.

Сравнение прогресса обучения.

Сравнение прогресса обучения.

Сравнение прогресса обучения.

Демонстрации классификации моделей…

Демонстрация результатов модельной классификации с мелкомасштабными картами. Примечание. Красная клетка…

Демонстрация результатов модельной классификации с мелкомасштабными картами. Примечание. Красная клетка и белая клетка обозначают непроницаемые и проницаемые области соответственно.

На карте показаны непроходимые…

На карте показана непроницаемая поверхность в районе города Дананг. Примечание…

На карте показана непроницаемая поверхность в районе города Дананг. Примечание . Красная клетка и белая клетка обозначают непроницаемую и проницаемую области соответственно.

Обработка данных и…

Обработка данных и этап обучения предлагаемой модели нейронных вычислений…

Обработка данных и этап обучения предложенной модели нейронных вычислений, используемой для обнаружения непроницаемых поверхностей.

Все фигурки (15)

Похожие статьи

• Ультрасовременный оптимизатор CNN для сегментации опухолей головного мозга в изображениях магнитного резонанса.

  Якуб М., Джинчао Ф., Зия М.С., Аршид К., Цзя К., Рехман З.У., Мехмуд А. Yaqub M, et al.Brain Sci. 2020 3 июля; 10 (7): 427. DOI: 10.3390 / brainsci10070427. Brain Sci. 2020. PMID: 32635409 Бесплатная статья PMC.

• Извлечение городских непроницаемых поверхностей из спутниковых данных Sentinel-2 и Landsat-8 для городского планирования и управления окружающей средой.

  Делиры С.И., Авдан З.Й., Авдан У. Делири С.И. и др. Environ Sci Pollut Res Int. 2021 февраля; 28 (6): 6572-6586.DOI: 10.1007 / s11356-020-11007-4. Epub 2020 1 окт. Environ Sci Pollut Res Int. 2021 г. PMID: 33001394

• Объединение данных Sentinel-1 и Sentinel-2 при картировании непроницаемых поверхностей в масштабе города.

  Шреста Б., Ахмад С., Стивен Х. Шреста Б. и др. Оценка состояния окружающей среды. 2021 6 августа; 193 (9): 556. DOI: 10.1007 / s10661-021-09321-6. Оценка состояния окружающей среды.2021 г. PMID: 34357458

• Оптимизация планировки непроницаемого поверхностного пространства для предотвращения заболачивания городских ливневых дождей: пример Гуанчжоу, Китай.

  Ю Х, Чжао Й, Фу Й. Ю. Х и др. Int J Environ Res Public Health. 2019 26 сентября; 16 (19): 3613. DOI: 10.3390 / ijerph26193613. Int J Environ Res Public Health. 2019. PMID: 31561590 Бесплатная статья PMC.

• Искусственный интеллект в клинической помощи в условиях пандемии COVID-19: систематический обзор.

  Адамиди Е.С., Мицис К, Никита К.С. Adamidi ES, et al. Comput Struct Biotechnol J. 2021; 19: 2833-2850. DOI: 10.1016 / j.csbj.2021.05.010. Epub 2021 7 мая. Comput Struct Biotechnol J. 2021. PMID: 34025952 Бесплатная статья PMC. Рассмотрение.

использованная литература

1. 1. Дамс Дж., Дюжардин Дж., Реджерс Р., Башир И., Кантерс Ф., Бателаан О. Картирование изменений непроницаемой поверхности на основе дистанционного зондирования для гидрологического моделирования. Журнал гидрологии. 2013; 485: 84–95. DOI: 10.1016 / j.jhydrol.2012.09.045. – DOI
2. 1. Эбрагимян А., Гулливер Дж. С., Уилсон Б. Н. Эффективная непроницаемая зона для стока в городских водоразделах. Гидрологические процессы. 2016; 30 (20): 3717–3729. DOI: 10.1002 / hyp.10839. – DOI
3. 1. Ли К., Лю М., Ху Й., Цзун М., Чжао М., Тодд Уолтер М. Характеристики непроницаемой поверхности и ее влияние на прямой сток: тематическое исследование в быстро урбанизированной зоне.Водоснабжение. 2019; 19: 1885–1891. DOI: 10.2166 / WS.2019.064. – DOI
4. 1. Ли С. Х., Хун Л., Цзинь Б. X., Чжоу Дж. С., Пэн С. Ю. Пространственно-временные закономерности площади водонепроницаемой поверхности и реакции качества воды в водоразделе озера Фусянь. Журнал окружающей среды и общественного здоровья.2020b; 2020: 12. DOI: 10.1155 / 2020 / 4749765.4749765 – DOI – ЧВК – PubMed
5. 1. Ян Л., Хуанг К., Гомер К. Г., Уайли Б. К., Коан М. Дж. Подход к картированию непроницаемых поверхностей большой площади: синергетическое использование Landsat-7 ETM + и изображений с высоким пространственным разрешением. Канадский журнал дистанционного зондирования. 2003. 29 (2): 230–240. DOI: 10,5589 / m02-098. – DOI

Показать все 79 ссылок

Условия MeSH

• Мониторинг окружающей среды*

LinkOut – дополнительные ресурсы

• Источники полных текстов

• Другие источники литературы

Цитировать

Формат: AMA APA ГНД NLM

Индуцированное краудингом открытие механочувствительного канала Piezo1 in silico

Модель гиперболического тангенса предполагает, что большое перекрытие отпечатков сглаживает пьезо-купол

Используя флуоресцентную микроскопию полного внутреннего отражения (TIRF), мы обнаружили, что GFP-меченные каналы Piezo1 гетерологично экспрессируются в клетках HEK293. имеют точечное распределение (рис.1а), что согласуется с более ранними исследованиями ^12,13,14 . Распределение интенсивности флуоресценции Piezo1-GFP puncta показывает основной пик с вторичными пиками при более высоких значениях, предполагая, что точки соответствуют кластерам, имеющим различное количество каналов (Fig. S1). Внутри кластера беспорядочный след каналов может влиять на геометрию мембраны и, следовательно, на функцию канала. Чтобы исследовать этот эффект перекрытия отпечатка, мы сначала использовали модель гиперболического тангенса, чтобы имитировать перекрытие отпечатка мембраны Пьезо.Ожидается, что мембрана приближается к плоскому плато на удалении от пьезокупола (хотя волнообразные колебания / возмущения, присущие таким мембранам, препятствуют тому, чтобы это было строго монотонным). Это свойство хорошо отражается функцией гиперболического тангенса, которая монотонно приближается к единице по мере удаления от начала координат. Отношение расстояния между двумя пьезо-куполами, R , и расстояния от пьезокупола до средней плоскости объемной мембраны, H , действует как безразмерный коэффициент разделения D (примечание: D = R / H ) для модели гиперболического тангенса (рис.1б). Примечание R – это только расстояние между двумя куполами (т. Е. Расстояние купол – купол), независимо от размера купола. Если мы определим угол наклона α между пьезо-плечом и плоскостью xy (то есть плоскостью мембраны), то наклон пьезо-купола будет tan ⁻¹ ( α ).

a TIRF-визуализация клеток HEK293, экспрессирующих N-концевой GFP-меченный mPiezo1, показывает точечное распределение. b Модель гиперболического тангенса, в которой H – это расстояние от пьезокупола до средней плоскости объемной мембраны; R – расстояние между периметрами двух пьезокуполов; D – степень разделения R / H ; α – угол наклона плеча пьезо1; θ – угол пересечения отпечатка мембраны (подробности см. В разделе «Методы»). Двухфазная связь между α и θ , а также зависимость от степени разделения пьезо D .Для b наложение синего прямоугольника отображает возможный диапазон углов возвышения в Piezo1, а отношения D , выделенные серым цветом, показывают диапазон смоделированных значений R / H .

Эта модель предсказывает двухфазную взаимосвязь между углом перекрытия отпечатка θ (больший θ означает более плоское перекрытие отпечатка) и наклоном плеча Piezo1 (меньший α означает более плоский купол; рис. 1b). Когда угол купола α меньше критического значения, уплощение контура (увеличение θ ) приводит к уплощению пьезокупола и плеч (уменьшено α ).Напротив, когда угол купола больше этого критического угла, выравнивание перекрытия приводит к более выраженной кривизне плеча (увеличено α ). Таким образом, модель гиперболического тангенса предполагает, что, когда два пьезо-отпечатка перекрываются, большие расстояния пьезо-пьезо благоприятствуют кривизне плеч, в то время как меньшие расстояния пьезо-пьезо благоприятствуют уплощению плеч. Это качественное двухфазное соотношение не зависит от механических свойств мембраны. Однако точное значение этого критического расстояния (коэффициент разделения D ) зависит от геометрических параметров отпечатка и жесткости бислоя.Ниже мы покажем, как эта модель соответствует параметрам в МД моделирования Piezo1.

Crowding индуцирует открытие поры Piezo1 в трех моделях MD

Модель гиперболического тангенса предполагает, что перекрытие соседних отпечатков Piezo1 способствует уплощению мембраны на достаточно малом расстоянии Piezo купол – купол. Таким образом, мы исследуем влияние перекрытия отпечатка на конформацию Piezo, используя моделирование AA MD с PBC. Атомная модель была построена с использованием крио-ЭМ-структуры мыши Piezo1 в непроводящем состоянии на 3.Разрешение 8 Å (PDB ID 6B3R), растворенный в мицелле детергента в отсутствие механических стимулов. Канал Piezo1 представляет собой большой гомотример с 38 предполагаемыми трансмембранными спиралями (TM) на субъединицу. В этой крио-ЭМ структуре TM1–12 отсутствуют, а боковые цепи TM13–16 не полностью решены. Чтобы избежать структурных неопределенностей в атомистической модели, мы включаем только TM17–38 для каждой субъединицы. Отсутствующие петли длиной более 20 аминокислот не моделировались (см. Разделы «Методы» и «Обсуждение»). Хотя длина плеча в этой модели предположительно составляет 5/9 от полной длины, наши симуляции показывают, что эта модель включает в себя ключевые структурные особенности, позволяя Piezo1 определять топологию мембраны и открывать ее поры.

Перед моделированием AA было сначала проведено моделирование CG MD за 12 мкс Piezo1, встроенного в сольватированный бислой POPC / PIP ₂ , чтобы ускорить конвергенцию латеральной диффузии липидов (рис. S2) и образования купола, в то время как остов Piezo1 была жесткой (Таблица S1). Уравновешенная система CG затем была преобразована в систему AA. Затем были проведены три реплики моделирования AA MD без ограничения по белку ~ 200 нс с различными начальными скоростями. После уравновешивания каждая копия была усечена в меньшую коробку PBC с аналогичной площадью поверхности мембраны, обозначенную box1, box2 и box3 , для производственного цикла с оптимальной производительностью на суперкомпьютере Anton2 (Таблица S2).Перед анализом каждая система проработала 1,75 мкс. Система box1 была расширена до 2 мкс перед измерением ионной проводимости.

Среднеквадратичное отклонение (RMSD) основной цепи Piezo1 выходит на плато через ~ 1 мкс во всех системах (рис. 2a). Если вычесть площадь поверхности липидов из общей площади PBC xy , Piezo1 занимает 14,8 ± 0,9% общей площади внешней мембраны и 19,8 ± 0,9% внутренней мембраны (Таблица S2). Поскольку тройная симметрия не применяется во время МД-моделирования, мы вычисляем радиус пьезокупола ( r ), используя среднее расстояние до центра треугольника, определяемого центром масс внешней спирали в каждом плече (см. Оранжевый треугольник на рис.2б). Расстояние купол – купол ( R ) – это размер коробки в x или y минус 2 r . Наименьшее расстояние купол – купол в каждом моделировании составляет 1–3 нм для размера x и 4–7 нм для размера y (Таблица S3). Следовательно, в нашем моделировании отпечаток мембраны Piezo1 в десятки нанометров ¹⁰ в значительной степени перекрывается с отпечатком зеркальных изображений Piezo1 (рис. 2b, c). Обратите внимание, что расстояние купол-купол меньше, чем расстояние белок-белок, и этот виртуальный кластер не копирует конформационную гетерогенность, наблюдаемую в реальном кластере (см. Раздел «Обсуждение»).Тем не менее, это перекрытие между периодическими изображениями создает значительные потери энергии для деформации мембраны в области перекрытия.

a RMSD белкового каркаса в трех системах, названных box1 , box2 и box3 . b Пьезо-КПБ изображения по оси x и оси y . Плечо 1 – голубое, плечо2 – лиловое, а плечо3 – белое. Расстояние до центра тяжести, используемое для расчета радиуса купола Piezo1 ( r ), показано сплошными оранжевыми линиями.Расстояние купол – купол ( R ) и размер коробки в размерах x- и y показаны с помощью черных двойных стрелок. c Уплощение липидного купола между двумя каналами Piezo1, проиллюстрированное снимками при 0 и 2 мкс имитации АА системы box1 . d Средняя кривизна трех систем от подбора липидных головных групп до двухмерной гауссовой модели (подробности и код см. В разделе «Методы»). e График рассеяния трех расстояний от центра тяжести V2476 (минимальное, среднее и максимальное).Символ круга для каждой системы отмечает точки данных из последних 500 кадров (60 нс). Красная точка отмечает соответствующее расстояние центроида валина от крио-ЭМ структуры. Треугольник, образованный углеродом β остатков V2476 из трех субъединиц, показан вверху.

Для корреляции с моделью гиперболического тангенса, приведенной выше, мы вычислили угол α от крио-ЭМ структуры Piezo1, равный 38 °. Согласно рис. 1б этот угол соответствует критическому коэффициенту разделения ( D ) 1.6–2,8. Если позаимствовать высоту посадочного места ( H ) для одного пьезо1 из исх. 10 она находится на величине ~ 10 нм. Используя эти значения, критическое расстояние R оценивается как 16–28 нм ( R = D * H ; рис. 1b), предполагая, что расстояние купол Piezo1 <16 нм уменьшит кривизну мембраны. В текущих расчетах методом МД ближайшее расстояние купол – купол (1–3 нм) намного меньше 16 нм. Таким образом гарантированно уменьшается кривизна мембраны. Фактически, наш смоделированный кластер Piezo1, вероятно, представляет собой нижний предел разделения пьезокупола (т.е.е., наибольшая плотность кластеров). Физиологически релевантное значение D будет зависеть от плотности кластеров Piezo1 на разных типах клеток, и точная плотность еще не определена.

Эта гипотеза была подтверждена путем подгонки декартовых координат липидных головных групп в двухмерную гауссовскую модель (см. Подробности и код в разделе «Метод») во время моделирования 1,75 мкс. Этот подход подгонки показал уменьшение кривизны мембраны во всех трех репликах (рис. 2c, d). В крио-ЭМ-структуре Piezo1 и в нашем моделировании точка сужения поры состоит из трех V2476 от каждой внутренней спирали поры (рис.2д). Центроидные расстояния трех F2480, которые соответствуют F2754 нижнего участка сужения Piezo2, больше, чем расстояния от V2476 на протяжении 1,75 мкс, поэтому здесь не рассматриваются как узкие места (рис. S3a). Отслеживая размер этой точки с помощью центроидного расстояния от трех валиновых атомов Cβ боковой цепи, мы наблюдали увеличение радиуса пор во всех трех системах по сравнению с исходным размером пор в крио-ЭМ структуре (рис. 2e). Это открытие пор, вызванное скоплением людей, полностью согласуется с нашей моделью гиперболического тангенса.

Анизотропная кривизна мембраны

Несоответствие между сферической формой купола Piezo1 и ромбической формой коробки вызывает определенную степень анизотропной кривизны мембраны. PBC с гексагональной решеткой подойдет для сохранения тройной симметрии канала. Однако в настоящее время он не поддерживается движком MD в суперкомпьютере Anton2, на который мы полагаемся для достижения микросекундных имитаций AA для Piezo1. Чтобы исследовать кривизну анизотропной мембраны, мы аппроксимировали кривизну нижних створок в плоскости xz и yz и построили график в зависимости от размера коробки по оси x ( x -dim) и y -dim по отдельности (рис. .3а, б). Разница в размере коробки между box1 , 2 и 3 была введена при создании трех реплик. Из-за флуктуаций липидов вблизи границы ожидаются небольшие изменения в размерах xy . Мы замечаем, что размер x меньше, чем размер x во всех трех системах, и поэтому размер x имеет большее влияние на кривизну мембраны. Чем меньше размер x , тем меньше кривизна в плоскости xz , таким образом, более плоская мембрана по оси x .Система box1 , которая имеет наименьшее расстояние купол – купол среди трех систем (Таблица S3), показывает наименьшую кривизну мембраны в обеих плоскостях xz и yz .

Меньшие расстояния пьезо-пьезо вызывают большее раскрытие пор

Затем мы исследовали, соответствует ли уплощение мембраны уплощению плеч пьезо1. Мы рассчитали β (рис. 3c) между пучком Piezo1 и внутренней осью Piezo, определяемой центром масс области крышки и областью C-концевого домена (CTD).Мы обнаружили, что на углы плеча 2 и плеча 3 явно влияет размер x , поскольку их основные оси лучше выровнены с осью x : чем меньше размер x , тем больше их угол сплющивания β . Из-за гомотримерной структуры Piezo1 с заменой доменов, плечо каждой субъединицы опирается на спирали пор (TM37 и 38) одной соседней субъединицы. Как следствие, сглаживающие движения в плечах 1, 2 и 3 могут влиять на конформацию спирали поры в субъединицах 3, 1 и 2 (т.е.е., поры 3, 1 и 2) соответственно (рис. 2д). Следовательно, мы спрашиваем, коррелирует ли уплощение плеча 2 и плеча 3 с движениями пор, в частности смещением V2476, во внутренней спирали пор субъединиц 1 и 2. Рисунок 3d показывает, что система box1 , имеющая наименьшие x – dim, действительно показал наибольшее расстояние между центрами тяжести V2476.

a Распределение размеров бокса по оси x ( x -dim) и y -оси ( y -dim) за последние 750 нс трех систем более 1.75 мкс. b Анизотропная кривизна мембраны в плоскости xz или yz , построенная против x -dim или y -dim. Звездочкой отмечены средние значения траектории последних 750 нс (6250 кадров). c Угол сглаживания рычагов Piezo1 на графике относительно размера x . Угол β определяется углом между каждым пучком и внутренней осью пьезо, определяемой COM крышки и CTD области, показанной справа. Здесь показаны средние значения arm2 и arm3 за последние 750 нс.Звездочкой отмечены средние значения. d Центроидные расстояния V2476 нанесены на график в сравнении с размерами x . Спираль поры субъединицы 1 (pore1) контактирует с плечом 2, а спираль поры субъединицы 2 (pore2) – с плечом 3. Здесь показаны средние значения для пор 1 и 2 за последние 750 нс. Звездочкой отмечены средние значения. В c и d соответствующие значения в крио-ЭМ структуре обозначены пурпурными пунктирными линиями.

Конформационные изменения Piezo1, связанные с открытием пор

Поскольку наибольший размер пор был получен в системе box1 , имеющей наименьшее расстояние купол – купол, мы расширили эту систему до 2 мкс и оценили структурные изменения от 0 до 2 мкс.На рис. 4а показано, что рычаги проходят в периферийном направлении в дополнение к их компоненту сглаживающего движения. Если увеличить область поры, то наклон наружу внутриклеточного конца спиралей внутренней поры (TM38) позволяет расширить пору в позиции V2476. Этот наклон поворачивает боковые цепи V2476 от просвета поры, увеличивая ее диаметр (рис. 4b). Спирали внешней поры (TM37) имеют большее движение наружу (рис. 4b). В результате радиус поры в линкерной области между крышкой и TM37 также увеличивается.Кроме того, мы наблюдали вращение области крышки на ~ 12 ° по часовой стрелке (рис. 4b) и смещение CTD вверх из-за уплощения пьезокупола (рис. S3b).

a Перекрытие магистрали Piezo1 при 0 мкс (красный) и 2 мкс (синий) системы box1 ; b , сравнивая конформации спиралей внутренней поры Piezo1 (три TM38), спиралей внешней поры (три TM37) и кэп-домена при 0 мкс (красный) и 2 мкс (синий).Вращение остатка гидрофобного затвора V2476 иллюстрируется перекрытием траекторий боковой цепи V2476 от красного к синему. Также показана линкерная область, которая соединяет кэп-бета-лист (остаток G2193 – G2234) с TM37; c конформационные изменения во время активации Piezo1 согласуются с ингибирующими дисульфидными мостиками. Расстояние между β-углеродом сшивающих остатков во время моделирования. Три цвета представляют три пары межсубъединичных остатков; d увеличенные расстояния между этими ингибирующими дисульфидными мостиками, проиллюстрированные на структуре белка в начале и конце моделирования AA.

Недавнее исследование показало, что вставка межсубъединичного цистеинового мостика между кэп-остатками A2328 и P2382 устраняет вызываемые вдавливанием токи Piezo1 ¹⁷ . Тот же фенотип наблюдался, когда дисульфидный мостик вставлен между остатком кэпа E2257 и остатком руки R1762. Эти экспериментальные результаты показывают, что для обеих пар остатков расстояние между остатками допускает образование дисульфидной связи в закрытом состоянии, но не в открытом состоянии. Наша траектория действительно подтвердила, что эти два расстояния между остатками находятся в пределах образования дисульфидной связи в начале нашего моделирования и увеличиваются за пределами образования дисульфидной связи во время моделирования.Вкратце, три межсубъединичных расстояния A2328 – P2382 увеличиваются с 5 Å до 8–18 Å (рис. 4c). Пары A2328 – P2382 расположены в основании кэпа и связаны со спиралями внешней поры (TM37) через линкерную область. Моделирование показывает, что, когда руки сплющиваются, основание крышки расширяется, чтобы обеспечить движение спиралей TM37 наружу (рис. 4b). Это движение расширения крышки разделяет A2328 и P2382 за пределы образования дисульфидной связи. Кроме того, во время уплощения плеч все три расстояния E2257 – R1762 между колпачком и плечом увеличились до> 20 Å во время траектории (рис.4в, г). В непроводящем состоянии движения кепки запрещены, если она находится рядом с руками. Таким образом, вращение колпачка, показанное на фиг. 4b, возможно только после выравнивания рычага, которое отделяет колпачок от рычага. Более того, оба межсубъединичных расстояния расположены в нижней части колпачка, где располагаются верхние ионные фенестрации (см. Ниже рис. 6a, c).

Липиды в порах, гидратация пор и стабильность

В структурах cryo-EM Piezo1 гидрофобные полости четко видны выше и ниже узкого сужения поры валином.Через эти каналы хвосты POPC проникают в просвет поры во время моделирования компьютерной графики с ограничением позвоночника (рис. S4). Липиды, попадающие в поры Piezo1 во время моделирования компьютерной графики, также были описаны в недавнем препринте ¹⁸ . В настоящее время неизвестно, присутствуют ли липиды в непроводящей поре Piezo1. Предполагается, что такая закупорка пор липидами мембран опосредует механическое закрытие в механочувствительных каналах MscS и TRAAK ^19,20,21,22 . Однако без дополнительных экспериментальных данных мы не знаем, имеет ли наблюдаемая здесь закупорка пор липидами физиологическое значение или это артефакт компьютерной симуляции.Наше предыдущее 7,9 мкс моделирование уменьшенного Piezo1 с атомистическим силовым полем CHARMM36 не показало постоянной закупорки пор липидами в непроводящем состоянии ⁹ (рис. S4). Здесь компьютерная симуляция просто используется для ускорения формирования формы двухслойного купола. Из-за медленной диффузии атомистических липидов внутри поры время, необходимое для того, чтобы эти липиды спонтанно покинули пору, может превышать 2 мкс. Поэтому мы удалили липиды пор в конце 2 мкс и провели несколько этапов моделирования равновесия.

Сначала мы применили натяжение мембраны 14,2 мН м ^-1 (боковое давление 10 бар) в течение 50 нс, чтобы избежать внезапного падения натяжения мембраны из-за удаления липидов. Затем натяжение постепенно снижалось до нуля в течение 112 нс. Во время равновесия мы обнаружили, что только самая большая пора в системе box1 быстро позволяла воде и ионам диффундировать через пору, и гидратированная пора была стабильной до конца моделирования (рис. 5a и RMSD поры на рис. S5a). . В системах box2 и box3 липидные хвосты повторно вошли в пору в течение 50 нс моделирования.Мы подозреваем, что системы box2 и box3 , вероятно, представляют собой промежуточные состояния, в которых частично открытые гидрофобные ворота отталкивают молекулы воды. Хорошо известно, что молекулы воды внутри поры канала ведут себя иначе, чем вода в объеме ^23,24,25 . Стабильность замкнутой воды зависит как от геометрии (т.е. радиуса и симметричности), так и от полярности просвета поры, следовательно, зависит от канала.

a Накопленная плотность воды и ионов в поре Piezo1 в результате моделирования 100 нс при напряжении −500 мВ. Основа белка окрашена субъединицами (оранжевым, пурпурным и зеленым). Для ясности показаны только внутренняя и внешняя спирали, часть cap и CTD доменов. b K ⁺ событий ионной проницаемости (девять событий) ниже -500 мВ для белка Piezo1 WT. Область поры, используемая для расчета событий проникновения, определяется нижней и верхней границами, отмеченными прямыми линиями (56 < z <66 Å), и цилиндрическим ограничением радиуса <35 Å от центральной оси поры. c Общая ионная проводимость (черные треугольники) и индивидуальная проводимость ионов K ⁺ (красные открытые прямоугольники) и Cl ^– (синие белые кружки), полученные в результате моделирования методом МД WT Piezo1. Черная линия представляет собой линейную аппроксимацию полного тока с ограничением нулевого напряжения и нулевого тока (см. Необработанные данные в таблице S4).

Пьезо1 ионная проводимость и селективность у дикого типа и мутанта E2133Q

Чтобы проверить, представляет ли водопроводящая пора реалистичное открытое состояние, мы рассчитали унитарную ионную проводимость с использованием МД моделирования.Постоянные электрические поля, соответствующие трансмембранным потенциалам -250, -500, +250 и +500 мВ, прикладывались перпендикулярно мембране ко всем атомам в симуляторе в присутствии симметричной 150 мМ концентрации KCl. Пора остается стабильной при всех испытанных напряжениях (рис. S5b). Ионная проводимость, рассчитанная из общего числа ионов K ⁺ и Cl ^–, проходящих через верхнюю и нижнюю границы области спирали поры, составляет 39,7 пСм с 85% доверительным интервалом 22.4–66,8 пс (рис. 5б и таблица S4). В качестве альтернативы, расчет смещения заряда вдоль оси z (см. Кумулятивные токи на рис. S6) ²⁶ дает проводимость 52,0 ± 32 пСм (рис. 5c). Несмотря на неопределенность в обоих подходах (см. Подробности в разделе «Методы») из-за малой длины моделирования и ограничения неполяризуемого атомистического силового поля, проводимость, оцененная с помощью обоих подходов, довольно близка к экспериментально полученной унитарной проводимости 60 пСм в отсутствие двухвалентных катионов ²⁷ .Кроме того, пора Piezo1 остается в целом избирательной по отношению к катионам. Поскольку отдельные токи K ⁺ и Cl ^– демонстрируют большие колебания, чем полный ток, и при отрицательных напряжениях в течение 100 нс не наблюдалось проникновения Cl ^–, отношение K ⁺ / Cl ^– составляет 2,5–2,9, вероятно, является нижней границей катионной селективности пьезо1 (рис. 5в). Сообщаемое соотношение Na ⁺ / Cl ^– составляет 7: 1 или 13: 1 для мыши Piezo1 (см. ^28,29 ).

Мы дополнительно проверили, может ли наше открытое состояние воспроизводить фенотип мутанта, снижающего проводимость. Консервативный глутамат 2133, расположенный в якорной области за пределами поры, является важным детерминантом проводимости канала, поскольку мутации нейтрализации заряда E2133A и E2133Q вызывают двукратное снижение унитарной проводимости ²⁸ . Используя стабильную конформацию открытого состояния, мы с помощью вычислений подавили отрицательный заряд E2133, чтобы имитировать электростатический эффект мутанта E2133Q.После 5 нс моделирования равновесия проницаемость ионов измерялась при 500 мВ в течение 100 нс. Это мутантное моделирование разработано на основе предположения, что конформационное возмущение мутированным остатком является локальным, другими словами, для получения мутантного фенотипа не требуется больших и медленных конформационных изменений белка. Как и ожидалось, эта нейтрализация заряда снизила общее количество событий проникновения ниже 500 мВ с 18 событий в WT до 8 событий в мутанте-мимике E2133Q (Таблица S4). Траекторный анализ показывает, что мутант-мимик E2133Q дестабилизирует один из солевых мостиков с помощью порового остатка R2482 (рис.S7а, б). Отсутствие соляного мостика R-E позволяет положительно заряженным боковым цепям R2482 указывать вниз в сторону нижних окон (рис. S7c). Результирующая отталкивающая электростатическая сила в пути проникновения K ⁺ , вероятно, объясняет событие пониженного проникновения K ⁺ , наблюдаемое в моделировании мутанта E2133Q (Таблица S4).

Множественные фенестрированные пути проникновения ионов, радиус пор и катион-селективные остатки

Наше предыдущее МД-моделирование непроводящей модели Piezo1 показало существование внутриклеточных катион-селективных фенестраций на основе высокой плотности ионов K ⁺ вблизи E2487 , E2495 / 2496 под областью поры ⁹ .Здесь путь проникновения K ⁺ , захваченный под мембранным потенциалом, не только подтвердил эти внутриклеточные фенестрации, но также показал, что ионы ЭК проникают в пору через широкие боковые отверстия, расположенные между устьем поры и обращенной к поре границей раздела. колпачок (рис. 6а и дополнительный фильм 1). Плотность K ⁺ выявила несколько горячих точек на пути проникновения ионов, что указывает на более длительное время пребывания K ⁺ . Ободок, окружающий вход для фенестрации ЭК, содержит отрицательно заряженные остатки DEEED 2393-7 (петля DEEED), E2383 в колпачке и D2006, расположенный в плече соседней субъединицы.Несколько отрицательно заряженных остатков расположены вдоль более узкого внутриклеточного входа, таких как E2172 на якоре и E2487, E2495 / 6 на внутренней спирали (TM38; рис. 6a). Экспериментальная нейтрализация многих из этих остатков (DEEED 2393-7, E2487 и E2495 / 6) значительно снизила или отменила катионную селективность ^28,29 , что решительно поддерживает путь витой ионной проницаемости, не раскрытый с помощью нашего моделирования.

a Типичный путь проникновения одного иона (см. Видео 1). Горячие точки с высокой плотностью K ⁺ вдоль пути показаны на белковой основе области поры одной субъединицы (оранжевый), за исключением D2006, который расположен в петле соседней субъединицы (зеленый). K ⁺ окрашен в коричневый цвет. Остатки горячих точек показаны лакричником с цветовым кодом атома (красный кислород, голубой углерод и синий азот). b 3D радиус поры, рассчитанный программой HOLE ⁵⁴ с использованием открытой поры из моделирования и непроводящей поры из исходной крио-ЭМ структуры.Для ясности показана только магистраль TM38. Остатки V2476 и E2495 помечены у солодки. 2D-график радиуса показывает среднее значение (черная линия) и стандартное отклонение (серый оттенок) радиуса поры, усредненного за последние 20 кадров (24 нс), а также от крио-ЭМ-структуры (красная линия). c Вид сбоку и вид снизу K ⁺ 3D плотность объемной карты около области пор. Плотность – цвет от высокой (красный) до низкой (голубой) с отсечкой = 0,004 Å ⁻³ . Области крышки, поры и CTD показаны в режиме новой мультфильма и окрашены в серый цвет.Девять остатков вдоль нижних оконных проемов показаны в режиме VDW без атомов водорода.

На протяжении всего моделирования перемычка (M2493 – E2537) на дне поры остается закрытой. Три нижних фенестрации, наблюдаемых по ионному пути, начинаются выше этой суженной шейки. Когда ионы достигают дна TM38 (E2495 / 6), они выходят горизонтально между соседними базовыми спиралями (L2149 – Y2175). Радиусные профили, соединяющие пору с нижними оконными проемами, показаны на рис.6б. По сравнению с исходной крио-ЭМ структурой не только радиус штуцера V2476 увеличился с 2,5 до 5,3 Å, но и движение вверх в нижней части TM38 (E2495) также увеличило радиус нижнего окна. На рисунке 6c показана накопленная плотность K ⁺ за 100 нс моделирования. Верхние и нижние оконные проемы четко показаны на виде сбоку и снизу. Выделены девять остатков, выстилающих нижнее окно. S2150 / N2151 / C2154 и I2164 / S2168 / E2172 от базовых спиралей якорной области, а S2491 / E2495 / 6 от нижней части TM38.Недавнее функциональное исследование показало, что мутация этих девяти остатков превращает катион-селективный канал Piezo1 в анион-селективный канал ³⁰ . Таким образом, мы компьютерно модифицировали заряд этих остатков, чтобы имитировать электростатический эффект мутанта SNCISESEE-9K без изменения ковалентных связей и взаимодействий vdW. В соответствии с функциональным исследованием соотношение pCl / pK увеличилось с 0,3 у WT до 10 у мутанта 9 K на основе наблюдаемых событий проникновения (Таблица S4).

Piezo1 содержит несколько предполагаемых сайтов связывания PIP

На рисунке S2 показано, что липиды PIP ₂ быстро диффундируют к Piezo1 в течение 1 мкс и остаются в кольцевой области белка на протяжении 12 мкс траектории CG и последующих симуляций AA .Большое количество событий связывания и отсоединения PIP ₂ наблюдали из микросекундного моделирования CG и моделирования AA, что позволило нам идентифицировать предполагаемые горячие точки связывания PIP ₂ в Piezo1. Расстояние связывания определяется первым минимумом функции радиального распределения между боковыми цепями аргинина / лизина и головными группами PIP ₂ (см. Раздел «Методы»). Из 143 катионных остатков в каждой субъединице текущей модели Piezo1 только 16 остатков взаимодействуют по крайней мере с одним PIP2 в течение 60% времени моделирования CG 12 мкс и более 90% времени моделирования AA 2 мкс (844, 948/9, 1023- 6, 1727/8, 2040/1, 2113 и 2182-5 на рис.S8a). Эти 16 остатков расположены в трех разных областях внутриклеточной поверхности белка, а именно в области периферического плеча, выпуклой стороне области плеча и области пор и якоря (рис. S8b).

Чтобы исследовать, являются ли некоторые из этих связываний PIP ₂ функционально важными, мы генерировали мутации R / K в Q для нейтрализации положительных зарядов и тестировали эффекты этих мутаций с помощью электрофизиологии. Соседние катионные остатки мутировали вместе, чтобы гарантировать потерю связывания PIP ₂ в этом конкретном положении.В области периферического плеча (рис. S8b) мы протестировали двойной мутант R884 / 6Q, который показал минимальное снижение амплитуд тока (рис. S8c) и исключил остатки на вогнутой стороне периферического плеча как недостающую последовательность на N-концевая область может приводить к завышенной оценке связывания PIP ₂ . На выпуклой стороне плеча Piezo1 точки связывания PIP ₂ распространяются по всей области плеча. Двойной мутант K1201Q / R1204Q показал минимальное снижение амплитуд механически активированного (МА) тока, в то время как K1727Q / R1728Q показал снижение на 44% при максимальной силе стимуляции (рис.S8c, d). Единственный мутант R1023Q в локтевой области плеч Piezo1 показал токи MA, подобные токам в каналах дикого типа; однако четверной мутант R1023-6Q показал снижение тока на ~ 80%. Однако эта конструкция показывала заметно более тусклую флуоресценцию GFP, поэтому некоторое снижение, вероятно, было связано со снижением уровней экспрессии. В целом, ни одна из мутаций не отменяла функцию Piezo1, указывая на то, что ни один из предполагаемых индивидуальных сайтов связывания не является обязательным для механической активации Piezo1.Это также согласуется с предыдущими результатами, показывающими, что истощение PIP ₂ в клеточном контексте не полностью устраняет активность Piezo1 ¹⁵ . Ни одна из мутаций существенно не изменила константу времени инактивации (рис. S8e).

Список каналов кабельного телевидения – Гид кабельного телевидения

← Прокрутите таблицу влево или вправо, чтобы узнать больше →

F Определения | Код зонирования Редмонда

Этот раздел включен в ваш выбор.

Весь фасад здания или фасад уличной стены, включая участок от готового уровня в точке соприкосновения со зданием до верха парапета или карниза, а также всю ширину фасада здания. Башни, купола, парапеты, скатные крыши, фермы, столбы, дымоходы и другие архитектурные, художественные или механические элементы не засчитываются в счет площади фасада.

Физическое лицо или два или более лиц, связанных кровью или браком; восемь или меньше не связанных между собой лиц, проживающих вместе в одной жилой единице, за исключением предоставления разумного жилья, как указано в RZC 21.76, Процедуры пересмотра, допускает дополнительное количество лиц.

Лицензированный поставщик услуг дневного ухода, который регулярно обеспечивает дневной уход в течение менее 24 часов не более чем для 12 детей в доме поставщика в жилых помещениях семьи.

В той степени, в которой это возможно как с экономической, так и с технической точки зрения.

Элементы, которые придают зданию его визуальный характер и которые принимаются во внимание в контексте обследования и оценки, обозначения, сохранения, восстановления, восстановления или замены их в соответствии со Стандартами Министра внутренних дел по обращению с историческими объектами.(Орд. 2982)

Кабели, используемые в качестве соединительной среды между передающей / приемной базовой станцией и антенной.

Канал ручья и та часть прилегающей поймы, которая необходима для сдерживания и отвода основного паводкового потока FEMA без увеличения базовой высоты паводка FEMA более чем на один фут.

Для целей Мастер-программы береговой линии – добавление почвы, песка, камня, гравия, отложений, грунтоудерживающих структур или других материалов на территорию, расположенную к воде от обычной отметки высокого уровня воды, на водно-болотных угодьях или на прибрежных территориях в способ, который поднимает высоту или создает сушу.(SMP)

Земля или другой твердый материал, который вносится на территорию, расположенную в пределах города Редмонд, для использования при обновлении поверхности земли; стабилизация грунтов на стройплощадке для поддержки конструкций, дорожного покрытия и других объектов собственности; изменение водотоков или водно-болотных угодий; или в других целях, когда материал становится частью собственности. Наполнитель не включает такие вещи, как верхний слой почвы, красную кору, компост, песок, гравий или щебень, используемые для обработки поверхности.

Акт транспортировки или размещения (любым способом или механизмом) материала засыпки с, на или на любую поверхность почвы, поверхность отложений или другой материал засыпки.

Окончательный рисунок подразделения и посвящения, подготовленный для подачи на регистрацию в Департамент записей и выборов округа Кинг и содержащий все элементы и требования, установленные для города Редмонд.

Финансовые операции, страхование, аннуитеты и поддержка программ вознаграждения сотрудников. Это определение включает банки, кредитные союзы, кредитные бюро, инвестиционные банки, страховые брокерские компании, дилеров по ценным бумагам и другие финансовые учреждения.

Плавучая конструкция в форме пальца, обычно прикрепляемая перпендикулярно к основному переходу, которая обеспечивает прямой доступ пешеходов к лодке и от нее и обеспечивает безопасную швартовку лодки. (SMP)

Небольшой узкий пирс, который выступает под прямым углом из большого пирса перпендикулярно основному пирсу, часто параллельно береговой линии. (SMP)

Районы, необходимые для сохранения видов в подходящих местообитаниях в пределах их естественного географического распространения, чтобы изолированные субпопуляции не создавались, как указано в WAC 365-190-080 (5).Эти области дополнительно определены в RZC 21.64.020.A «Классификация и рейтинг заповедных зон обитания рыб и диких животных».

Кусок ткани или овсянки, часто прикрепляемые к посоху, с отличительными цветами, узорами или символическими элементами, используемые в качестве национального или государственного символа.

Пять или более транспортных средств, эксплуатируемых на территории или с территории объекта.

Сооружение, плавающее на поверхности воды, которое не прикреплено к берегу, но может быть прикреплено к подводной суше.Поплавки обычно используются для плавания, дайвинга и других подобных развлекательных мероприятий. (SMP). Этот термин также применяется в масштабах города.

Устройство для хранения и эксплуатации поплавкового самолета. Средство обычно состоит из пирсов, доков и / или плавучих сооружений. (Заказ 2652)

Та часть поймы вне зоны затопления, которая обычно покрывается паводковыми водами во время основного паводка; это обычно ассоциируется с стоячей водой, а не с быстро текущей водой.

Официальная карта, на которой Федеральное управление по чрезвычайным ситуациям обозначило некоторые районы, подверженные опасности наводнений.

Официальный отчет, предоставленный Федеральным управлением страхования, который включает профили наводнений, карты ставок страхования от наводнений и отметки FEMA поверхности воды во время базового наводнения.

Отметка на один фут выше базовой отметки наводнения.

Синоним 100-летней поймы и означает, что земля подвержена затоплению с вероятностью равной или превышающей один процент в любой конкретный год. Границы этой области должны быть основаны на картах правил регулирования наводнений или разумном методе, который отвечает целям Закона об управлении береговой линией.(SMP). Этот термин также применяется в масштабах города.

Территория, обозначенная на действующих картах ставок страхования от наводнений федерального агентства по управлению чрезвычайными ситуациями или картах наводнений. Наводнение не включает земли, которые, как можно разумно ожидать, будут защищены от паводковых вод с помощью устройств защиты от наводнений, обслуживаемых или обслуживаемых по лицензии федерального правительства, штата или политического подразделения штата. (SMP)

Общая площадь всех зданий или сооружений (за вычетом любой площади, предназначенной для парковки или движения транспортных средств) на участке, деленная на общую площадь земли.

Сад, обычно отведенный под открытым небом для демонстрации, выращивания и использования растений, предназначенных для выращивания пищи, таких как травы и овощи. Продовольственные сады могут включать индивидуальные участки для личного пользования или общественные огороды. Этот термин также может быть известен как P-Patch или «спинной сад».

Компания, которая предоставляет услуги питания в институциональных, правительственных, коммерческих, деловых или промышленных местах других лиц на основании контрактов с такими организациями на определенный период времени.

Единица освещенности или силы света, используемая для расчета уровней освещенности. Одна фут-свеча равна одному люмену на фут.

Столб, пилон, земля или знак-памятник, поддерживаемый конструкциями или опорами, которые размещаются на земле или закрепляются на ней и которые не зависят от какого-либо здания или сооружения.

Районы и земли в пределах поймы с вероятностью одного процента или более затопления в любой данный год. Эти области включают, но не ограничиваются ими, ручьи, реки, озера, прибрежные районы, водно-болотные угодья и т.п.

Та сторона участка, которая примыкает к улице; передняя линия участка; также шириной участка, поскольку он примыкает к общественной или частной улице или коридору доступа.

Область, в которой нефтяное топливо разливается в жидкой форме для коммерческой продажи, общественного пользования или для эксплуатации транспортных средств.

Гостиница с банкетными и конференц-залами, достаточными для размещения групп от 300 человек.

Заведение, которое предоставляет услуги питания посетителям, которые заказывают и обслуживаются сидя (т.д., вода / услуги официантки) и которые платят после еды.

Проект в рамках последней принятой транспортной части программы капитального ремонта транспорта (TCIP) для города или аналогичной программы капитального строительства другой юрисдикции, которая имеет достаточные доходы для строительства. Необеспеченные доходы включают доходы от несформированных местных благоустроенных районов, недостаточные сборы или взносы застройщиков или доходы, которые еще не запланированы для расходов сторонними агентствами.

Полезные функции, выполняемые критическими областями, включая, помимо прочего, защиту и улучшение качества воды, среду обитания рыб и диких животных, поддержку пищевой цепи, хранение, транспортировку и ослабление наводнений, пополнение и сброс подземных вод, контроль эрозии, ослабление волн, защиту от опасности, историко-археологические и эстетические ценности, охрана и отдых.