شبیه‌سازی رفتار فاز لیپیدی L_α با استفاده از درشت‌دانه‌سازی سامانمند مولکول dioleoylphosphatidylethanolamine

نویسندگان

1 گروه بیوفیزیک، دانشکده علوم زیستی، داشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

2 دانشکده ریاضی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

3 ایران، تهران، دانشگاه تربیت مدرس، دانشکده علوم زیستی، گروه بیوفیزیک ایران، تهران، مرکز تحقیقات علوم بنیادی، پژوهشکده علوم زیستی

doi
چکیده

در میان انواع مختلف فازهای لیپیدی، ساختار لایه‌ای از اهمیت ویژه‌ای در درک فرآیندهای مرتبط با غشای سلولی اعم از همجوشی غشای لیپیدی برخوردار است. ازاین‌رو تحقیق در مدل‌سازی فاز L_α لیپیدی، بخش قابل‌توجهی از شبیه‌سازی ماکرومولکول‌های زیستی را به خود اختصاص داده است. در این تحقیق از درشت‌دانه‌سازی سامانمند به‌منظور مدل‌سازی فاز لایه‌ای مولکول لیپید dioleoylphosphatidylethanolamine (DOPE)-1،2 استفاده کرده‌ایم. مدل درشت‌دانه بدون حلال بوده و مولکول لیپید از ۱۴ دانه تشکیل می‌شود به‌طوری‌که انرژی پتانسیل سیستم شامل جملات پیوندی، غیر پیوندی و الکتروستاتیک هست. مدل‌سازی از روی شبیه‌سازی اتمی مولکول‌های لیپید در محتوای آبی %۴۴٫۶ وزنی-وزنی با استفاده از روش معکوس بولتزمن تکرارشونده و مونت‌کارلو معکوس انجام گرفت. اگرچه همگرایی مناسب در توابع توزیع پیوندی و زاویه‌ای در پایان فرآیند معکوس بولتزمن تکرارشونده حاصل گردید، اما همگرایی دقیق در توابع توزیع پیچشی و توابع توزیع شعاعی در پایان مونت‌کارلو معکوس بدست آمد. با استفاده از پتاسیل‌های حاصله، فاز لایه‌ای L_α در کمتر از 10 نانوثانیه بدست آمد. علاوه بر این، پتانسیل‌های درشت‌دانه قادر به مدل کردن همجوشی چندلایه‌ی لیپیدی و ساختار حد واسط ذرات لیپیدی هستند.