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          微尺度區域內靜電相互作用力動態調節和脂質雙分子層的分布——摘要、簡介

          來源:上海謂載 瀏覽 155 次 發布時間:2021-10-28

          摘要


          幾十年來,人們一直認為脂質中的靜電長程(微米距離)排斥 由于從水環境中篩選,雙層可以忽略不計。 這個概念,主要來源于 理論計算,被生物物理學界廣泛接受。 這里我們介紹實驗 證據表明在帶電和中性脂雙層中域-域靜電排斥 在微米范圍內調節脂質域的擴散、平面內結構和合并。 一切 對脂質單層和雙層進行了實驗,并且在 與單層相比,雙層中發現的結果使我們提出域間排斥發生 主要在膜平面內。 最后,我們的結果表明靜電相互作用 插入細胞膜的物種之間是不可忽略的,不僅在納米級而且在 更大的距離,暗示了另一種調節膜特性的方式。


          一、簡介


          生物膜是開放而復雜的系統,由于 到他們的動態組成,理解原理 該規則橫向組織及其與其職能的關系構成了一項具有挑戰性的任務。 然而,隨著穆勒及其同事的革命性工作創造了"黑色 脂質膜"和班漢姆發現脂質體 等人,脂質雙層特性的研究在 指數率,以及許多其他領域已經開發 來自這些模型膜的應用。1-3 其中之一 膜的研究最多的方面是脂質的形成 域作為脂質相分離的結果。 重要性 這些異質性在于這些類型的 細胞膜中的結構與蛋白質有關 分選、4–6 膜交通、7 離子通道調節、8 和 信號 9,10 以及其他細胞功能。


          脂質膜中分離相的觀察是 首次在空氣-水界面的朗繆爾單層中使用熒光探針進行描述,該探針對一個分子具有更高的親和力 11 在某些條件下,這些 薄膜呈現出具有熱力學或 亞穩態(動力學捕獲)穩定性。 領導的力量 已經研究了膜的特定模式 分析由域形成的結構化晶格,以及 今天我們能夠預測甚至調整膜結構 通過改變不同的參數,如脂質成分,12-17 水溶液的組成,18,19 成核,12,20-23 線性反應物的存在,24,25 等。


          而在單層中,圖案形成和調制介觀相被解釋為線張力和長程靜電相互作用之間競爭的產物 由于相之間的偶極排斥,雙層中的 26-29, 許多研究人員聲稱這些相互作用僅在納米尺度上很重要,因為膜浸入 水性環境,離子屏蔽降低了偶極 相互作用長度尺度。 在處理這個問題的一些作品中 問題,理論計算已經發展30-32,而在 27,33–37 盡管如此, 是缺乏支持這些陳述的實驗證據。 它 必須記住,單層和雙層都代表 非常有趣的靜電系統,因為它們是介電常數變化的準二維排列 從大約 2(烴鏈)到 80(大量水)在一個 納米尺寸的區域。 因此,問題是什么 靜電在這些系統中扮演的角色具有挑戰性,因此在這項工作中我們使用了一組實驗方法 目的是評估領域間的相互作用 雙層。 為此,我們使用了獨立的平面脂質 雙層,蒙塔爾和穆勒薄膜的一個版本 來自單層,38,39,非常適合研究 膜組織和動力學,因為它們能夠通過直接顯微鏡觀察進行實時多域和多雙層成像。 另外,為了比較結果 從雙層獲得,我們也使用了朗繆爾單層 作為參考模型,因為它們是經過充分研究的系統 已經描述了哪些域交互。 26-29


          我們已經分析了布朗運動、位置波動以及中性和帶電域的合并。 脂質膜。 選定的脂質成分是規范筏 混合物。 我們的發現非常有說服力,并提供了新的啟示 關于膜內相互作用,擴大理解 復雜的雙層行為。


          微尺度區域內靜電相互作用力動態調節和脂質雙分子層的分布——摘要、簡介

          微尺度區域內靜電相互作用力動態調節和脂質雙分子層的分布——實驗材料和方法

          微尺度區域內靜電相互作用力動態調節和脂質雙分子層的分布——結果和討論

          微尺度區域內靜電相互作用力動態調節和脂質雙分子層的分布——結論、致謝!

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