Русский
!

Presentations

Study of interactions of nanotubes with lipid membranes in silico

Goncharova A.S., Orekhov F.S.

Moscow Institute of Physics and Technology (State University), Laboratory of computational and mathematical modeling of biological systems, Russia, 141701, Dolgoprudny, Institutsky per. 9

Стремительное развитие и распространение наноматериалов даёт потенциал для их прикладного применения в задачах медицины. Активно изучается вопрос целесообразности использования наночастиц и нанотрубок в качестве векторов-доставщиков различных веществ внутрь клетки. Компьютерное моделирование позволило определить различия в характере проникновения различных типов нанотрубок в липидный бислой [1], а также в характере взаимодействий наночастиц с липидными мембранами в зависимости от их фазы [2]: жидко-упорядоченной – $L_o$ (от англ. «liquid ordered») или жидко-неупорядоченной – $L_d$ (от англ. «liquid disordered»), отличающихся степенью упорядоченности углеводородных цепей липидов, площадью, приходящейся на липид, и коэффициентом латеральной диффузии компонентов мембраны [3].

Данная работа посвящена изучению строения липидных бислоев и особенностей проникновения нанотрубок внутрь мембран методом компьютерного моделирования молекулярной динамики. В работе использовалось крупнозернистое силовое поле MARTINI. Для моделирования $L_o$ и $L_d$ фаз рассматривались однокомпонентные липидные бислои DPPE c различным ионным окружением ($Na^+$ и $Cl^-$/ $Ca^{2+}$ и $Cl^-$), а также двухкомпонентные мембраны, состоящие из липидов POPC и POPE с 0 mol%, 30 mol% и 50 mol% содержанием холестерина, и трехкомпонентная мембрана, состоящая из DPPC, холестерина и сфингомелина в соотношении 2:1:1. Для данных систем был проведен анализ ключевых параметров, характеризующих фазу липидов, а также проведены моделирования процесса взаимодействия с ними углеродных нанотрубок.

Литература

1. Baoukina S., Monticelli L., and Tieleman D.P., “Interaction of pristine and functionalized carbon nanotubes with lipid membranes" // J. Phys. Chem. B, 2013. V. 117, N. 40. P. 12113– 12123.

2. Sastre J. and Mannelli I. and Reigada R. Effects of fullerene on lipid bilayers displaying different liquid ordering: a coarse-grained molecular dynamics study" // BBA – General Subjects, 2017.

3. Рубин А.Б. Биофизика. Т. 2. Биофизика клеточных процессов. Биофизика мембранных процессов. M.: Издательство МГУ, 2004. 944 с.

© 2004 Designed by Lyceum of Informational Technologies №1533