Mesoscopic models of lipid bilayers and bilayers with embedded ...

More documents

Recommendations

Info

$Learning LATEX by Doing$

132 Samenvatting als model voor verdovingsmiddelen, met de lipide bilagen. We laten zien dat de verdeling van kleine opgeloste molekulen in een bilaag hoofdzakelijk bepaald wordt door chemische affiniteit, d.w.z. door de mate van hydrofobiciteit van de opgeloste stoffen. Maar we vonden ook een ander effekt; deze molekulen zitten bij voorkeur op een plek in de bilaag waar het drukprofiel lokale minima heeft. Deze observaties kunnen helpen om de verdeling van molekulen, zoals narcotica, in de dubbellaag te voorspellen. Bovendien laten we zien dat, als de molekulen in de kopgroep regio van de bilaag zitten, ze de lokale druk in dit gebied sterk verlagen. Aangezien verdovingsmiddelen ook opgenomen worden in het grensvlak gebied van de bilaag, postuleren we dat deze molekulen de aktiviteit van membraan eiwitten kunnen reguleren door veranderingen in de drukverdeling. De hydrofobe “mismatch” In Hoofdstuk 7 breiden we het grofkorrelige model uit en passen het toe op de studie van lipide bilagen met ingesloten eiwitten, bij lage verhoudingen van eiwit : lipide. In het bijzonder onderzoeken we de hydrofobe “mismatch”. Het is voorgesteld dat het bij elkaar passen van de hydrofobe dikte van de lipide bilaag en de hydrofobe lengte van integrale membraan eiwitten, een algemeen fysisch principe is, waarop de lipide-eiwit interaktie in celmembranen is gebaseerd. De energetische kosten van het blootstellen van polaire groepen aan koolwaterstof ketens of eiwit residuen, is zo hoog dat het hydrofobe deel van de lipide bilaag zou moeten passen bij het hydrofobe domein van membraan-eiwitten. De resultaten van een aantal onderzoeken hebben inderdaad uitgewezen dat de hydrofobe “matching”, in relatie met de lipide eiwit interakties, en daarom met membraan organisatie en biologische funktie, relevant is. Om deze zaken aan te pakken, bestuderen we bilagen met één ingesloten eiwit, dat kan varieren in grootte en hydrofobe lengte. We berekenen de coherentie lengte voor de eiwit-geinduceerde ruimtelijke fluktuaties, and kwantificeren deze in termen van een verval lengte van het hydrofobe dikte profiel van de lipide bilaag rond het eiwit. Deze grootheid is niet toegankelijk voor experi-mentele metingen, maar kan belangrijk zijn bij het bepalen van de strekking van de eiwit-geinduceerded perturbatie, en kan relevant zijn bij het voorspellen van lipide-bemiddelde eiwit-eiwit interaktie en aggregatie. We vinden dat de eiwit-geinduceerde lipide perturbatie afhangt van de mismatch en van de temperatuur van het systeem, en dat een eiwit-grootte afhankelijkheid verschijnt voor waarden van de temperatuur die van boven de overgangstemperatuur van de pure lipide bilaag benaderen, d.w.z. in de vloeibare fase van het systeem. Een interessant en onverwacht resultaat van dit onderzoek is dat we vinden dat, voor grote “mismatch” condities, hetzij positief, hetzij negatief, en voor grote eiwitten, het verval van de eiwit-geinduceerde perturbatie met de dikte van de bilaag, niet exponentieel van aard is, zoals vroeger werd voorspeld door roostermodellen. In plaats daarvan vinden we een niet-monotoon verval. In het gebied naast het ge-
ied dat het dichtst bij het hydrofobe oppervlak van het eiwit is, en waar hydrofobe “matching” optreedt, is de hydrofobe dikte van de bilaag kleiner (undershooting) of groter (overshooting) dan de onverstoorde evenwichtsdikte, afhankelijk van het teken van de mismatch. Deze plaatselijke veranderingen in de hydrofobe dikte van de bilaag kunnen van belang zijn voor biologische verschijnselen zoals cel-adhesie, fusie, membraan scheuring of membraan permeabiliteit. We beschouwen ook het effekt van de bilaag op de eiwitten, en we onderzoeken de mismatch condities waaronder aangenomen kan worden dat membraaneiwitten een scheve conformatie aannemen ten opzichte van de normaal op het bilaag oppervlak. We vinden dat dit afhangt van de grootte: grote eiwitten gaan niet scheef staan, ten gevolge van energetische en topologische effekten, zelfs voor een grote (positieve) mismatch, terwijl kleinere eiwitten scheef gaan staan onder een hoek die toeneemt met toenemende mismatch. Bij temperaturen onder de hoofd-overgangstemperatuur, maar boven de pre-transitie temperatuur van het pure systeem, d.w.z. in de ribbel of gestreepte fase, laten onze resultaten zien dat de ingesloten model-eiwitten de voorkeur geven aan een scheiding langs de strepen waar de hydrofobe dikte van de bilaag overeenkomt met de hydrofobe lengte. 133
Page 1:
Mesoscopic models of lipid bilayers
Page 4 and 5:
Promotiecommissie: Promotor: • pr
Page 6 and 7:
ii CONTENTS 5.3 Double-tail lipid b
Page 8 and 9:
2 Introduction 1.1 The cell membran
Page 10 and 11:
4 Introduction between the beads, a
Page 12 and 13:
6 Introduction whether the preferre
Page 14 and 15:
8 Simulation method for coarse-grai
Page 16 and 17:
10 Simulation method for coarse-gra
Page 18 and 19:
Page 20 and 21:
Page 22 and 23:
Page 24 and 25:
Page 27 and 28:
III Surface tension in lipid bilaye
Page 29 and 30:
3.2 Method of calculation of surfac
Page 31 and 32:
3.2 Method of calculation of surfac
Page 33 and 34:
3.3 Constant surface tension ensemb
Page 35 and 36:
3.3 Constant surface tension ensemb
Page 37 and 38:
3.4 Surface tension in lipid bilaye
Page 39 and 40:
Page 41 and 42:
Page 43 and 44:
IV Structural characterization of l
Page 45 and 46:
4.2 Structural quantities 39 been r
Page 47 and 48:
4.3 Computational details 41 lipid
Page 49 and 50:
4.4 Results and discussion 43 ρ(z)
Page 51 and 52:
4.4 Results and discussion 45 one l
Page 53 and 54:
4.4 Results and discussion 47 WH HT
Page 55 and 56:
4.4 Results and discussion 49 Shill
Page 57 and 58:
4.4 Results and discussion 51 chain
Page 59 and 60:
4.4 Results and discussion 53 4.4.4
Page 61:
4.4 Results and discussion 55 headg
Page 64 and 65:
58 Phase behavior of coarse-grained
Page 66 and 67:
Page 68 and 69:
Page 70 and 71:
Page 72 and 73:
Page 74 and 75:
Page 76 and 77:
Page 78 and 79:
Page 80 and 81:
Page 82 and 83:
Page 85 and 86:
VI Interaction of small molecules w
Page 87 and 88: 6.2 Computational details 81 For re
Page 89 and 90: 6.3 Results and Discussion 83 withi
Page 91 and 92: 6.3 Results and Discussion 85 ρ(z)
Page 93 and 94: 6.3 Results and Discussion 87 ρ(z)
Page 95 and 96: 6.3 Results and Discussion 89 S m 0
Page 97 and 98: 6.3 Results and Discussion 91 π(z)
Page 99: 6.3 Results and Discussion 93 the l
Page 102 and 103: 96 Mesoscopic model for lipid bilay
Page 104 and 105: 98 Mesoscopic model for lipid bilay
Page 106 and 107: 100 Mesoscopic model for lipid bila
Page 125 and 126: References [1] Tanford, C. Science
Page 127 and 128: 7.4 Conclusion 121 [68] Ono, S.; Ko
Page 129 and 130: 7.4 Conclusion 123 [139] Lee, A. Bi
Page 131 and 132: Summary Biological membranes, as th
Page 133 and 134: agreement we find gives us confiden
Page 135 and 136: Samenvatting Biologische membranen,
Page 137: de lage temperatuur gel fase of Lβ
Page 143: This thesis is based on the followi
show all

Mesoscopic models of lipid bilayers and bilayers with embedded ...

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?