Estudio del efecto de la presión lateral sobre propiedades estructurales, dinámicas y de hidratación de membranas modelo de DPPC

A. SERGIO GARAY; J. FRANCO QUARANTA; DANIEL E. RODRIGUES

Ciudad Autónoma de Buenos Aires

Congreso; XL SAB 2011; 2011

Sociedad Argentina de Biofísica

La concepción de las membranas biológicas como un conjunto de dominios lipídicos de composición heterogénea y en equilibrio, ha acentuado la relevancia de conocer cómo se comportan los dominios frente a distintas condiciones de contorno de presión lateral y composición. En el caso de membranas biomiméticas simples este problema está intrínsecamente presente en diversas técnicas experimentales como GIXD de bicapas, multicapas y voltametría, etc., donde sin embargo no es posible interpretarlo a la escala molecular. Hemos realizado simulaciones de Dinámica Molecular de bicapas lipídicas de DPPC (Dipalmitoil Fosfatidil Colina) en fases Gel, y LC a distintas Tensiones Superficiales, que es la variable conjugada a la presión lateral. Se busca con esto conocer cómo la fase y por otro lado la TS afecta las propiedades estructurales, dinámicas de la membrana como también la hidratación. Las fases Gel y LC se estudiaron a un valor de TS=14dyn/cm que reproduce los datos de experimentos de PO de deuterio medidos por NMR. Para la fase LC se estudió también la membrana a TS=18dyn/cm. Las simulaciones se realizaron sobre bicapas de DPPC totalmente hidratadas de 480 lípidos a T=22°C para fase Gel (G14) y 50°C para fase LC (LC14 y LC18). Los principales valores estructurales obtenidos fueron en el orden anterior, Area por lípido: 46.2±0.3Å2,/lip, 61.5±0.7Å2/lip, 64.0±0.9Å2/lip; Espesor bicapa: 44.0Å, 37.1Å, 36.7Å. Debido a el mayor área por lípido los perfiles de PO mostraron un corrimiento a menores valores, sin cambiar su forma. También se determinó la influencia de la TS en la fase LC sobre la hidratación de los O carbonílicos de ambas cadenas del lípido Sn1 y Sn2. Los valores de la cantidad de puentes-H promedio agua-O son los siguientes: HB(W-O=Sn1)=0.46±0.02, HB(W-O=Sn2)=0.88±0.03, para (LC14) y HB(W-O=Sn1)=0.49±0.02, HB(W-O=Sn2)=0.92±0.03, para (LC18). Esto muestra que el espacio adicional de que dispone cada lípido favorece la formación de HB, aunque el incremento en la cantidad de agua cercana no cambia sensiblemente. La cantidad de moléculas de agua presentes en la zona en que la bicapa polariza las mismas es: 9.0±0.3 H2O/lip, 15.1±0.3 H2O/lip, 16.1±0.4 H2O/lip, este efecto es debido principalmente al cambio de área.