Efecto de lípidos híbridos y simétricos sobre la tensión de línea y la estructura de la interfase entre dominios de membrana

ROSETTI C. M.; PASTORINO C.

Córdoba

Congreso; Congreso Nanocórdoba 2014; 2014

En este trabajo estudiamos por simulaciones de dinámica molecular la estructura de la interfase entre dominios en membranas lipídicas. Analizamos el efecto de cambios de composición sobre la tensión de línea y las propiedades del seno de cada fase y de  la interfase. Los sistemas de membrana que modelamos son mezclas cuaternarias con colesterol, con una composición variable de la  fracción de lípidos insaturados. En membranas celulares, la  mayoría de los lípidos son híbridos, con un ácido graso saturado y otro insaturado. Trabajos recientes sugieren que la simetría de  la región hidrofóbica del lípido jugaría un rol en la  estructuración de dominios de membrana. Se propone que el  caracter dual de las cadenas hidrocarbonadas le conferirían propiedades de surfactante unidimensional. En esta línea, se ha  descripto la formación de dominios nanoscópicos en mezclas con colesterol y lípidos híbridos (Haberle et al 2010, Rosetti et al  2012). Con estos antecedentes, investigamos membranas donde variamos la proporción entre lípidos insaturados híbridos y simétricos. Usamos el modelo de grano grueso MARTINI (Marrink et  al 2004), con una resolución aproximada de 4 átomos pesados por centro de interacción. Con este grado de detalle simulamos tiempos de 12 a 18 us. en parches de ~ 20 nm de lado. El objetivo fue establecer diferencias en el efecto del tipo de lípido sobre la estructura de las fases y de la interfase y sobre la tensión de línea. Además de los perfiles globales, obtenidos como un  promedio temporal sobre el eje paralelo al dominio, medimos propiedades de la interfase, definida en escalas próximas a los diámetros moleculares. Para esto se dividió la celda de simulación en franjas y definimos la interfase en cada una de ellas. El límite se trazó en base a los ?clusters? de moléculasmayoritarios perteneciente a cada una de las fases. En concordancia con resultados anteriores, se observó una disminución de la tensión de línea en función del aumento en la fracción de lípidos híbridos. A menores proporciones globales de lípidos híbridos, este resultado se correlacionó con la acumulación de éstas moléculas hacia la interfase, y a proporciones globales mayores, con un aumento en su concentraciónen el seno de ambas fases. A nivel local, se observó que los lípidos híbridos adoptan en la interfase, una orientación que favorece la interacción de su cadena insaturada con la fase más desordenada y de la cadena saturada con la fase más ordenada. Por otro lado, se determinaron varios parámetros que caracterizan la estructura de las fases, como el área molecular promedio, parámetro de orden conformacional, espesor, distribución de ángulos entre los vectores directrices de lípidos vecinos e inclinación promedio del eje de los lípidos (tilt). En general, se observó que el incremento en la proporción de lípidos híbridos dismuye las diferencias entre ambas fases en las propiedades de orden medidas. Se propone, en base a los resultados obtenidos, que esta clase de lípidos puede disminuir la tensión de línea através de dos mecanismos distintos. Por un lado comportándose como surfactantes al concentrarse en la interfase entre dominios. Por otro lado disminuyendo el gradiente de orden entre ambas fases.