Регистрация / Вход
Прислать материал

Механизм самоорганизации липидных доменов в периодические структуры в мультислойных мембранных системах.

ФИО
Александрова Вероника Викторовна
Электронная почта
7c770fc506c74Supercrazybird@gmail.com
Номинация
Нанотехнологии
Институт
Новых материалов и нанотехнологий (ИНМиН)
Кафедра
Теоретической физики и квантовых технологий
ФИО научного руководителя
к.ф.-м.н. Галимзянов Т.Р.
Академическая группа
ФХ-13-1
Наименование тезиса
Механизм самоорганизации липидных доменов в периодические структуры в мультислойных мембранных системах.
Тезис

Липидные мембраны являются неотъемлемой частью живых клеток и ответственны за множество жизненно-важных процессов. Такие мембраны способны самопроизвольно собираться в многослойные структуры из-за взаимодействия гидрофобных частей молекул липидов с водой. В биологических системах многократно сложенные мембранные структуры участвуют в аккумулировании и последующем преобразовании энергии, что обусловливает актуальность исследований этих систем и возможность найти им практическое применение в биомимикрии. В реальных системах мембранные структуры часто имеют неоднородную фазовую структуру: в них можно наблюдать отдельные домены жидко-упорядоченной фазы, имеющие специфические физические и биологические свойства, играющих важную роль во многих клеточных процессах. Задачей нашей работы является изучение поведения ансамбля подобных доменов в мультиламеллярных мембранных системах.

Нами показано, что ключевым фактором, отвечающим за самосборку ансамбля доменов, является энергия упругих деформаций липидной мембраны. Анализ статической конфигурации и флуктуаций мембраны показал, что между жидкоупорядоченными доменами в смежных мембранах действует притяжение. Методами теории упругости жидких кристаллов показано, что статическая конфигурация системы приводит к вкладу в притяжение между доменами, пропорциональному совокупному периметру доменов. В то время учёт тепловых флуктуаций мембраны приводит к энергии, пропорциональной совокупной площади упорядоченных доменов. Кроме того, нами была рассчитана корреляционная длина дальнодействующего взаимодействия доменов в многослойных структурах. В работе найдены зависимости энергий сопряжения доменов от внешних параметров системы. Модель полностью описывает имеющиеся экспериментальные данные, а также позволяет предсказать энергию взаимодействия жидкоупорядоченных доменов. Таким образом, нами был найден и описан механизм сопряжения доменов в периодических слоистых неоднородных структурах, основанный на фундаментальных физических принципах и применимый для широкого спектра объектов.