Estudio de los efectos de las variaciones temporales de carga en las cabezas polares en modelos de membranas de fosfolípidos de PC: dinámica molecular con cargas dependientes del tiempo

A.S. GARAY; A. NICASTRO; D.E. RODRIGUES

Salta

Congreso; XVI Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2009

Asociación Argentina de Investigaciones Fisico-Químicas

En simulaciones previas de dinámica molecular (DM) de bicapas de DPPC se hahallado que las propiedades de hidratación de las cabezas polares de fosfolípidos dePC dependen sensiblemente de la diferencia de carga atómica empleada para los Ocarboxílicos de las cadenas Sn1 y Sn2. Se estableció también que las cargas atómicasde estos O derivadas de cálculos cuánticos, dependen de la conformación adoptadapor los distintos grupos de la cabeza polar, en particular del ángulo de torsiónestablecido entre el O del glicerol en la posición 1 y la cadena acílica (1). Debido aesto en la dinámica de estos sistemas al producirse cambios conformacionales segeneran en consecuencia cambios en las cargas de los O carboxílicos. Se determinóuna curva que relaciona los cambios en el ángulo de torsión 1 de cada molécula deDPPC con las cargas en ambos O carboxílicos mediante cálculos cuánticos ab-initio(GAMESS) y ajuste del potencial electrostático a uno de cargas atómicas puntuales(RESP).El objetivo de este trabajo es estudiar los efectos que la dinámica de cargas generadapor los cambios conformacionales de las cabezas polares de los fosfolípidos tienensobre las propiedades de hidratación de la interface agua-membrana.Para estudiar los efectos que los cambios conformacionales producen sobre lahidratación en la interface agua-lípido se implementó un método de DinámicaMolecular (basado en GROMACS) que a diferencia de los tradicionales contempla lavariación temporal de las cargas atómicas durante la simulación. Con este método serealizaron simulaciones de bicapas de DPPC hidratadas a temperatura y tensiónsuperficial constante. Se encontró que en estas simulaciones el área por lípido de labicapa es próximo al valor encontrado previamente para la situación de cargasestáticas iguales en ambos O carboxílicos. A pesar de esto la distribución de puentesH con el agua (hidratación) es semejante a la que ocurre cuando las cargas estáticassobre los O carbonílicos alcanzan su máxima diferencia. Se caracterizó la dinámica deformación de estos puentes H y su efecto sobre la red de puentes de agua que seestablecen entre distintos lípidos y contribuyen a la energía libre interfacial.