¿Cómo influye la dispersión de tamaños de dominios en las propiedades estructurales y dinámicas de monocapas lipídicas con coexistencia de fases?

A. J. BANCHIO; E. RUFEIL FIORI

Buenos Aires

Congreso; 103a Reunión Nacional de la Asociación Física Argentina; 2018

Departamento de Física, Universidad de Buenos Aires

Las monocapas lipídicas con coexistencia de fases constituyen un modelo de membrana biológica frecuentemente utilizado. En éstas, los dominios siempre presentan polidispersidad en tamaño. Sin embargo, muy pocos trabajos teóricos consideran los efectos de la distribución de tamaños en las propiedades de la monocapa. Debido a la diferencia en la densidad superficial, los dominios conllevan un exceso de densidad dipolar respecto a su alrededor, lo que origina una interacción dipolar repulsiva entre dominios. Mientras mayor sea el área de los dominios, mayor será su repulsión, por lo que la distribución en tamaños conduce a una polidispersidad en interacciones. Dado que la interacción entre dominios es fundamental para entender la estructura y la dinámica de la monocapa, se espera que dicha polidispersidad altere notablemente las propiedades de la monocapa.En este trabajo investigamos un modelo de monocapas lipídicas con tamaños con dominios distribuidos normalmente mediante simulaciones de dinámica Browniana. Para ello variamos los parámetros relevantes del sistema, el índice de polidispersidad y la intensidad de la interacción, en un rango de parámetros de interés experimental. Estudiamos las consecuencias de analizar los sistemas experimentales con un modelo monodisperso en la determinación de la intensidad de las interacciones y en la dinámica del sistema. Encontramos que las discrepancias entre ambos modelos aumentan notablemente no sólo con la polidispersidad sino también con la intensidad de la interacción. Sin embargo, dentro de cierto rango de parámetros, la función de distribución radial de sistemas polidispersos puede ser aproximada por la de uno monodisperso ajustando adecuadamente la intensidad de la interacción, aún para polidispersidades del 40%. Esto no ocurre para la dinámica, donde en general el promedio del desplazamiento cuadrático medio difiere del modelo monodisperso, salvo para intensidades o polidispersidades muy bajas. Finalmente, encontramos que la polidispersidad impide que el máximo de la función de distribución radial alcance los valores observados en algunos resultados experimentales. Esto sugeriría que el modelo de interacciones hasta ahora utilizado es limitado.