Термодинамика липидной мембраны с кривизной

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В работе рассмотрены поперечный изгиб поверхности бислойной липидной мембраны и профиль латерального давления в нейтральной части мембраны в рамках модели липидных молекул как гибких упругих цепей. При изменении формы мембраны может изменяться также профиль латерального давления. С помощью ренорм-группы была вычислена добавка к профилю латерального давления при поперечном изгибе мембраны. Рассчитаны модули наклона для нескольких видов липидов. Для модельных мембран, состоящих из полимерных стержней, проведены расчеты модуля кручения и модуля Гаусса. Результаты расчетов сопоставлены с имеющимися данными экспериментов и молекулярной динамики.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. А. Дроздова

Университет науки и технологий НИТУ МИСИС

Автор, ответственный за переписку.
Email: annafonalex@gmail.com
Россия, Москва, 119049

Список литературы

  1. Дроздова, А. А., Мухин, С. И. 2017. Профиль латерального давления в липидных мембранах с кривизной: аналитический расчет. Журн. эксперим. и теорет. физики, 152 (2), 416–422
  2. Ollila O.H., Risselada H.J., Louhivuori M., Lindahl E., Vattulainen I., Marrink S.J. 2009. 3D pressure field in lipid membrane and membrane-protein complexes. Phys. Rev. Lett. 102, 078101.
  3. Marsh D. 2007. Lateral pressure profile, spontaneous curvature frustration, and the incorporation and conformation of proteins in membranes. Biophys. J. 93, 3884–3899.
  4. Quint D.A., Gopinathan A., Grason G.M. 2016. Shape selection of surface-bound helical filaments: Biopolymers on curved membranes. Biophys. J. 111 (7), 1575–1585.
  5. Gore J., Bryant Z., Nöllmann M., Le M.U, Cozzarelli N.R., Bustamante C. 2006. DNA overwinds when stretched. Nature. 442, 836–839.
  6. Hamm M., Kozlov M.M. 1998. Tilt model of inverted amphiphilic mesophases. Eur. Phys. J. B–Condensed Matter and Complex Systems, 6, 519–528.
  7. Gibaud T., Kaplan C.N., Sharma P., Zakhary M.J., Ward A., Oldenbourg R., Meyer R.B., Kamien R.D., Powers T.R., Dogic Z. 2017. Achiral symmetry breaking and positive Gaussian modulus lead to scalloped colloidal membranes. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 114 (17), E3376-E3384.
  8. Kozlovsky Y., Efrat A., Siegel D.A., Kozlov M.M. 2004. Stalk phase formation: Effects of dehydration and saddle splay modulus. Biophys. J. 87 (4), 2508–2521.
  9. Hu M., de Jong D.H., Marrink S.J., Deserno M. 2013. Gaussian curvature elasticity determined from global shape transformations and local stress distributions: A comparative study using the MARTINI model. Faraday Discussions. 161, 365–382.
  10. Leikin S., Kozlov M.M., Fuller N.L., Rand R.P. 1996. Measured effects of diacylglycerol on structural and elastic properties of phospholipid membranes. Biophys. J. 71 (5), 2623–2632
  11. Helfrich W., Kozlov M.M. 1993. Bending tensions and the bending rigidity of fluid membranes. J. Phys. II France. 3, 287–292.
  12. Nagle J. 2017. Experimentally determined tilt and bending moduli of single-component lipid bilayers. Chem. Phys. Lipids. 205, 18–24
  13. Kheyfets B.B., Galimzyanov T.R., Drozdova A.A., Mukhin S.I. 2016. Analytical calculation of the lipid bilayer bending modulus. Phys. Rev. E. 94, 042415.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Профиль нормального давления в мембране из DPPC с толщиной монослоя L0 = 1.5 нм.

Скачать (172KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Распределение латерального давления в мембране из DLPC c кривизной радиуса R = 31.4 нм, J = 1/R – кривизна верхнего монослоя (см. табл. 1).

Скачать (295KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025