粗粒化方法研究囊泡在多层聚电解质衬底上的破裂机理

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• 英文论文题名：Mechanisms of Vesicles Spreading on Polyelectrolyte Multilayers-Cushioned Supports:a Coarse-Grained Simulation study
• 论文作者：温彩霞 ; 万明威 ; 李晓旭 ; 高靓辉 ; 方维海
• 英文论文作者：Caixia Wen ; Mingwei Wan ; Xiaoxu Li ; Lianghui Gao ; Weihai Fang ; Department of Chemistry ; Beijing Normal University
• 年：2016
• 作者机构：北京师范大学化学学院;
• 论文关键词：囊泡 ; 磷脂双层 ; 壳聚糖/藻朊酸盐
• 会议召开时间：2016-07-01
• 会议录名称：中国化学会第30届学术年会摘要集-第十九分会：化学中的量子与经典动力学
• 语种：中文
• 分类号：Q24
• 学会代码：ZGHY
• 会议名称：中国化学会第30届学术年会-第十九分会 ; 化学中的量子与经典动力学
• 会议地点：中国辽宁大连
• 主办单位：中国化学会
• 学会名称：中国化学会
• 页数：1
• 文件大小：265k
• 原文格式：D
• 会议级别：全国

摘要

以多层聚电解质为衬底,通过囊泡(可以连接功能性蛋白)吸附、扩散制备的磷脂双层在模拟细胞膜方面有很大的优势,但是囊泡是如何破裂形成磷脂双层的不是很清楚。在这篇文章中,我们借助粗粒化分子动力学模拟方法~1研究了囊泡在多层壳聚糖/藻朊酸盐衬底上经过吸附、变形、破裂和扩散,最终形成磷脂双层的过程。我们发现:在离子强度适宜的聚合物衬底上,囊泡一旦吸附就会完全破裂,并且形成了有序度很好的磷脂双层。如图1所示,破裂机理类似于"降落伞"模型~2,即在囊泡与聚合物衬底接触的外边缘处形成若干小孔,通过这些小孔,囊泡内层的磷脂头朝下,向下扩散构成了磷脂双层的下层,囊泡外层的绝大多数磷脂头朝上,向外扩散构成了磷脂双层的上层。而且我们的模拟结果也清晰地表明了,在此衬底上制备的磷脂双层不仅具有很好的对称性,而且它的横向扩散系数与自由双层保持在同一个数量级上。
Polyelectrolyte multilayers(PEMs)-supported lipid bilayers(SLBs) obtained via vesicle adsorption and spreading connecting with functional proteins are popular models to mimic cell membranes. However, the exact mechanism is not fully elucidated. In this study, we employ coarse-grained molecular dynamics simulations to investigate the pathways by which vesicles upon deposition undergo spreading on PEMs-cushioned substrates consisting of positive Chitosan(CHI) / negative Alginate(ALG) multilayers. We find that an isolated vesicle tends to be completely disintegrated upon deposition and form a well ordered lipid bilayer at appropriate polymer ionic strength, resembling a "parachute" model: The absorption induces multiple pores formation at the outer edge of the bottom of the vesicle. Moreover, our simulation results clearly indicate the created SLBs on the PEMs support well preserve the lateral mobility and symmetric density profile of the phospholipids as of the free-standing bilayer.

引文

[1]Arnarez,C.;Uusitalo,J.J.;Masman,M.F.;lfsson,H.I.JCTC 2015,11:260.
    [2]Fuhrma s,M.;Mu?ller,M.Langmuir 2013,29:4335.