|
Архив публикацийТезисыXVII-ая конференцияМоделирование кинетики главного перехода в липидных мембранах142290, Пущино, Институтская 3, ИТЭБ РАН 2 стр. (принято к публикации)Настоящая работа находится в ряду исследований, в которых разрабатывается ранее сформулированная идея о фазово-переходном механизме синаптического экзоцитоза [1]. Согласно этой идее движущей силой экзоцитозного акта является вызванное Са2+ отвердевание цитоплазматической мембраны (главный фазовый переход). Эта идея позволяет по-новому взглянуть на ряд нерешенных биофизических и физиологических проблем, связанных с механизмами работы химических синапсов. Работа посвящена математическому моделированию главного фазового перехода с целью выяснения его кинетических особенностей. Скорость перехода мембраны в новое состояние определяется вероятностью появления зародыша новой фазы и скоростью распространения этой фазы. Эти факторы зависят от температуры, а также от наличия долгоживущих неоднородностей в мембране, которые могут служить «затравкой» новой фазы. Кинетическое моделирование фазового перехода в мембране производилось с помощью модели Изинга на треугольной решетке методом Монте-Карло. Узлам решетки сопоставлены отдельные неполярные цепи липидных молекул. Цепи могут находиться в двух состояниях, соответствующих гелю и жидкому кристаллу. Важными параметрами модели являются энергии взаимодействия соседей, константа скорости перехода узла из одного в другое состояние и размер системы. Калибровка термодинамических и кинетических параметров системы производилась путем сравнения результатов теоретического моделирования с экспериментальными калориметрическими и акустическими данными по главному переходу в липидных мембранах. По нашим оценкам, время отвердевания мембраны синапса сопоставимо с известными временами синаптической задержки в быстрых синапсах при разумных предположениях о влиянии ионов кальция на фазовый переход в синапсе. Неоднородности в мембране, способные уменьшать энергетический барьер, сильно повышают вероятность перехода. Таким образом, вероятностью экзоцитоза – а значит и вероятностью синаптической передачи – можно управлять внесением неоднородностей в мембрану.
Литература: Kharakoz, D. P. (2001) Phase-Transition-Driven Synaptic Exocytosis: A Hypothesis and Its Physiological and Evolutionary Implications. Biosci. Rep. 21(6):801–830). |
