To understand how lipid architectur

To understand how lipid architecture determines the lipid bilayer structure and its mechanics, we implement a molecularly detailed model that uses the self-consistent field theory. This numerical model accurately predicts parameters such as Helfrichs mean and Gaussian bending modulus k(c) and (k) over bar and the preferred monolayer curvature J(0)(m,), and also delivers structural membrane properties like the core thickness, and head group position and orientation. We studied how these mechanical parameters vary with system variations, such as lipid tail length, membrane composition, and those parameters that control the lipid tail and head group solvent quality. For the membrane composition, negatively charged phosphatidylglycerol (PG) or zwitterionic, phosphatidylcholine (PC), and -ethanolamine (PE) lipids were used. In line with experimental findings, we find that the values of k(c) and the area compression modulus k(A) are always positive. They respond similarly to parameters that affect the core thickness, but differently to parameters that affect the head group properties. We found that the trends for (k) over bar and J(0)(m) can be rationalised by the concept of Israelachivili's surfactant packing parameter, and that both (k) over bar and J(0)(m) change sign with relevant parameter changes. Although typically (k) over bar < 0, membranes can form stable cubic phases when the Gaussian bending modulus becomes positive, which occurs with membranes composed of PC lipids with long tails. Similarly, negative monolayer curvatures appear when a small head group such as PE is combined with long lipid tails, which hints towards the stability of inverse hexagonal phases at the cost of the bilayer topology. To prevent the destabilisation of bilayers, PG lipids can be mixed into these PC or PE lipid membranes. Progressive loading of bilayers with PG lipids lead to highly charged membranes, resulting in J(0)(m) >> 0, especially at low ionic strengths. We anticipate that these changes lead to unstable membranes as these become vulnerable to pore formation or disintegration into lipid disks.

Результаты (русский) 1:

Чтобы понять, как архитектура липидов определяет липидного бислоя структуры и ее механиков, мы реализуем молекулярно подробную модель, которая использует самосогласованного поля теории. Этот числовой модели точно предсказывает такие параметры, как Helfrichs среднее и Гаусса, изгиб модуль k(c) и (k) за бар и предпочтительным монослоя кривизны J(0)(m,), а также свойства структурных мембраны обеспечивает как основные толщины и начальник группы позиции и ориентации. Мы изучили, как эти механические параметры варьируются с изменениями системы, например, длина хвоста липидов, состав мембраны и те параметры, которые управляют липидов хвост и голову группы растворителей качества. Для состава мембраны отрицательно заряженные фосфатидилглицерина (ФГ) или цвиттерионными, фосфатидилхолин (ПК) и - липиды этаноламина (PE) были использованы. В соответствии с экспериментальной выводы мы находим, что значения k(c) и k(A) Модуль сжатия области всегда являются положительными. Они отвечают также параметры, которые влияют на основные толщины, но по-разному для параметров, которые влияют на свойства головной группы. Мы обнаружили, что тенденции для (k) за бар и J(0)(m) можно рационализировать концепции ПАВ Israelachivili в упаковке параметр и что оба (k) за бар и J(0)(m) изменить знак с изменения соответствующих параметров. Хотя обычно (k) над бар < 0, мембраны могут образовывать стабильной кубической фазы, когда Гаусса, изгиб модуль становится положительным, который происходит с мембранами, состоящий из PC липидов с длинными хвостами. Аналогичным образом отрицательные монослоя искривлений появляются при небольшой головной группы как PE в сочетании с длиной липидов хвосты, какие подсказки к стабильности обратное шестиугольный фаз ценой бислой топологии. Чтобы предотвратить дестабилизацию бислоев, PG липиды могут быть смешаны в эти ПК или PE липидные мембраны. Прогрессивной загрузки бислоев с PG липиды приводят к весьма взимается мембран, что приводит к J(0)(m) >> 0, особенно при низкой ионной силы. Мы ожидаем, что эти изменения привести к нестабильным мембраны, как они становятся уязвимыми к порообразования или дезинтеграции в липидной диски.

Результаты (русский) 2:

Для того, чтобы понять, как липидный архитектура определяет липидную структуру двухслойную и ее механику, мы реализуем молекулярно детальную модель, которая использует самосогласованной теории поля. Эта численная модель точно предсказывает такие параметры, как Helfrichs среднее и гауссово Изгиб модуль к (с) и (к) над баром и предпочтительной кривизны монослоя J (0) (м,), а также обеспечивает структурные свойства мембраны, такие как толщина сердцевины, и позиция руководитель группы и ориентации. Мы изучили, как эти механические параметры изменяются с изменением системы, такие как липидный длины хвоста, состава мембраны, и те параметры, которые контролируют липидный хвост и голова группы качества растворителя. Для состава мембраны, отрицательно заряженные фосфатидилглицерин (PG) или цвиттерионных, фосфатидилхолин (PC), и -ethanolamine были использованы (PE) липиды. В соответствии с экспериментальными данными, мы находим, что значения к (с) и область сжатия модуля к (А) всегда положительна. Они так же реагируют на параметры, которые влияют на толщину ядра, но по-разному к параметрам, которые влияют на свойства головной группы. Мы обнаружили, что тенденции (к) над баром и J (0) (м) можно рационализировать понятием параметра упаковки поверхностно-активного вещества Israelachivili, и что оба (к) над баром и J (0) (м) изменение знака с соответствующие изменения параметров. Несмотря на то, как правило, (к) по строке <0, мембраны могут образовывать стабильные кубические фазы, когда модуль изгиба Gaussian становится положительным, что происходит с мембранами, состоящих из липидов ПК с длинными хвостами. Аналогичным образом, отрицательные искривления монослой появляются при небольшой головной группой, такой как ПЭ сочетается с длинными липидными хвостами, которое намекает к устойчивости обратных гексагональной фаз при стоимости топологии двухслойном. Для того, чтобы предотвратить дестабилизацию бислоев, PG липиды могут быть смешаны в этих ПК или PE липидные мембраны. Прогрессивное нагрузка бислоев с рд липидов приводит к высоко заряженных мембран, что приводит к J (0) (м) >> 0, особенно при низких значениях ионной силы. Мы ожидаем, что эти изменения приводят к нестабильным мембран, поскольку они становятся уязвимыми к образованию пор или дезинтеграции в липидные диски.

Результаты (русский) 3:

чтобы понять, как липидов архитектуры определяет липидов бислой структуры и механики, мы осуществили molecularly подробную модель, которую использует согласованной теорию поля.это цифровые модели точно предсказывает такие параметры, как helfrichs означает и гаусса изгиб модуль K (c) и k) в бар и предпочтительным монослой кривизна J (0) (м), а также обеспечивает структурные мембраны свойства, как основной толщины и руководитель группы позицию и ориентации.мы изучали, как эти механические параметры меняются с системой изменения, такие, как липидов, длина хвоста, мембранные состав, и те параметры, которые контролируют липидов, хвост и голову группы платежеспособных качества.на мембрану, состав, отрицательно заряженные phosphatidylglycerol (гу) или zwitterionic, фосфатидилхолин (PC), и - этаноламин (пэ) жиров используются.в соответствии с экспериментальные результаты, мы считаем, что стоимость K (c) и области сжатия модуль к (a) всегда позитивными.они реагируют также на основных параметров, влияющих на толщину, но по - другому параметры, которые влияют на голову свойств группы.мы нашли, что тенденции (k) в бар и J (0) (m) можно рационализировать концепция israelachivili это поверхностно - активные вещества упаковки параметра, и что оба (k) в бар и J (0) (m) смена знака с соответствующих изменений параметров.хотя, как правило, k) за бар < 0, мембраны могут стать стабильной кубических этапов, когда гауссово изгиб становится положительным модуль, который имеет место в составе PC липиды мембран, с длинными хвостами.аналогичным образом, отрицательные монослой curvatures появляются тогда, когда небольшая глава группы, такие, как чп сочетается с давно липидов хвосты, который намекает на стабильности обратной шестиугольная этапах за счет бислой топологии.для предотвращения дестабилизации bilayers, гу липиды, могут быть смешаны в эти пк или PE липидной мембраны.прогрессивное погрузки bilayers гу липиды мембран, приведет к крайне напряженная, в результате чего J (0) (m) > > 0, особенно на низких ионных сильные.мы надеемся, что эти изменения приводят к нестабильности, поскольку они становятся более уязвимыми для поры мембраны, образования или распада на липидной диски.