|
Архив публикацийТезисыXIX-ая конференцияИзменение параметров двойного электрического слоя на поверхности фосфолипидной мембраны при вариации его ионного составаКафедра биофизики биологического факультета МГУ имени М.В.Ломоносова, Россия, 119991, Москва, Ленинские горы, 1, корпус 12, (495) 939-53-67 1 стр. (принято к публикации)Поверхностные свойства клеточных мембран определяют разнообразные биологически важные процессы, такие, например, как слияние везикул, взаимодействие мембраны с белками и другими заряженными макромолекулами. Фосфолипидные БЛМ являются хорошей моделью клеточных мембран и всегда несут отрицательный заряд и формируют на поверхности двойной электрический слой (ДЭС). Теория Гуи-Чепмена-Штерна (ГЧШ), связывающая поверхностный заряд, адсорбцию ионов и их концентрации хорошо описывает мембранные системы в присутствии сильно и слабо адсорбирующихся катионов, например Be{2+} и Na+. Однако для описания в рамках ГЧШ каждому иону приписывается некая константа связывания по Ленгмюру и она может зависеть (1) от фазового состояния мембраны, (2) от температуры, (3) от присутствия иных ионов в расстворе. Наша работа посвящена исследованию структуры ДЭС и механизмов адсорбции ионов на фосфолипидных мембранах методами молекулярной динамики в полноатомном силовом поле OPLS. Очевидно, что как механизм адсорбции, так и распределение ионов в ДЭС зависит от их гидратации, причем необходимо учесть изменение свойств воды в ДЭС по сравнению с ее объемными свойствами. По нашим данным за геометрической границей мембраны диффузия воды достигает объемного значения только на расстояниях порядка 10~A. Это означает, что диффузная часть двойного электрического слоя расположена в слое воды с измененными свойствами. Для измерения электрического потенциала ионов мы использовали две методики: измерение потенциала электрического взаимодействия иона с окружением и измерение потенциала средней силы иона Классическая модель ГЧШ предполагает равенство двух этих энергий. Мы продемонстрировали, что для анионов Cl- они совпадают, тогда как для катионов Na+, K+ - различаются вблизи поверхности. Ранее опубликованная работа также обнаружила различие в поведении катионов и анионов в двойном электрическом слое: эффективное положение поверхности диффузного слоя было подобрано различным для соответствия профилей концентрации ионов уравнениям ГЧШ. Таким образом, по-видимому, поведение анионов вблизи заряженной поверхности БЛМ имеет классический вид, тогда как на поведение катионов определяется наряду с электростатикой, также энтропией растворителя. |