Estudio comparativo de las propiedades de fases Gel y Líquido Cristalina de membranas modelo de DPPC: Dinámica Molecular

DANIEL E. RODRIGUES; A. SERGIO GARAY; FERNANDO SILVERA

Congreso; Congreso AAIFQ XVI; 2011

AAIFQ

Introducción: La complejidad intrínseca de las membranas celulares hace necesario recurrir a modelos experimentales más sencillos para comprender sus propiedades fisicoquímicas. Las bicapas de fosfolípidos hidratadas depositadas en soporte sólido o presentes en liposomas han sido profusamente estudiadas y útiles para dichas investigaciones. En particular bicapas de DPPC (di-Palmitoil Fosfatidil Colina) han sido estudiadas por diversas técnicas experimentales (calorimetría, GIXD, NMR, FTIR, etc.) para caracterizar las distintas fases en que se organizan al cambiar la T (sub-Gel, Gel, Ripple, LC). La no existencia de orden cristalino hace imposible extraer información local a partir de los experimentos por lo cual se recurre a simulaciones moleculares para hacerlo. Hasta el presente no existían simulaciones confiables para la fase Gel que siendo la más ordenada permite explotar al máximo los datos de los experimentos. Objetivos: Obtener un modelo que permita realizar simulaciones de DM para la fase Gel de bicapas de DPPC hidratadas y que reproduzca la información experimental disponible. A partir del mismo caracterizar el orden molecular de esta fase y compararlo con la fase LC. Resultados: Se propuso un método de equilibramiento para obtener, partiendo de una bicapa en fase LC (desordenada), una bicapa en una fase ordenada, con la cuál se llevó adelante la simulación de DM. Las bicapas simuladas estaban compuestas de 240 lípidos por hemicapa y con una hidratación de 21 H2O/lip. La simulación de la fase Gel se extendió por 320ns. Se simuló el patrón de barrido del espacio recíproco que se mide por difracción de rayos-X de ángulo rasante, obteniéndose un excelente acuerdo con los datos experimentales de Katsaras1. Estos datos son interpretados asignando la presencia de una red rectangular centrada de parámetros a=5.5Å, b=8.5Å, con un tilt de ~32º de las cadenas acílicas hacia primeros vecinos y Area/lip=46.8Å2. Nuestros patrones de difracción permiten resolver picos no resueltos en el experimento que muestran distorsiones de la red rectangular centrada. El valor del tilt hallado es t=31,4º y un área por lípido de A/lip=46.3Å2. Se discute también la orientación de los planos de las cadenas acílicas y los tiempos de correlación de su movimiento, comparándolos con datos de NMR. Conclusiones: Se obtuvo un modelo para la fase Gel de DPPC con el mismo campo de fuerzas que para la fase LC, que permitió realizar simulaciones de DM. Esto permite realizar simulaciones de ambas fases y una comparación significativa de las propiedades de las mismas.