Молекулярно-динамическое моделирование колебаний плотности в липидных мембранах

Клеточные мембраны — это сложные многокомпонентные и гетерогенные системы, выполняющие множество жизненно важных функций. В основе их строения лежит липидный бислой — структура, образуемая молекулами фосфолипидов в водном окружении. Несмотря на кажущуюся простоту организации, данная структура обладает целым набором уникальных свойств, в частности, в ней присутствуют неоднородности различных размеров и возможны коллективные движения липидов. Настоящая работа посвящена исследованию динамики молекул липидов, входящих в состав клеточной мембраны. С помощью методов компьютерного моделирования рассмотрено движение молекул фосфолипидов в области их полярных головок. Представлен новый вычислительный подход к анализу структурно-динамических параметров систем подобного рода. Показано, что в модельной системе – гидратированном липидном бислое, имитирующем клеточную мембрану – наблюдается формирование кластеров липидов, характеризующихся согласованным движением. Они могут включать в себя в том числе и молекулы, расположенные на удалении ~ 5 нм друг от друга. Таким образом, настоящая работа создаёт основу для поиска механизма формирования динамических липидных доменов различного размера, включая так называемые “рафты” в реальных клеточных мембранах.