Реалистичное моделирование мембран с использованием сложных липидных смесей в имитационных исследованиях

Биофизика клеточных мембран стремительно развивается. К распространенным экспериментальным подходам относятся флуоресцентная микроскопия, рассеяние нейтронов и рентгеновского излучения, масс-спектроскопия и атомно-силовая микроскопия. Вычислительные подходы включают фонологические модели и модели, основанные на статистической термодинамике, которые помогают нам понять детали взаимодействий на атомистическом или молекулярном уровне, происходящих на границе раздела мембран и внутри ее гидрофобного ядра.

При использовании молекулярно-динамического моделирования сложность включает выборку интересующих событий, установку длины моделирования, обеспечение сходимости результатов и воспроизведение физических значений, а также доступ к вычислительной мощности. Эти проблемы особенно актуальны для переходных событий на границе раздела мембран, таких как взаимодействие периферических белков с ней или агрегация липидов и белков, которые требуют больших изменений в подтверждении. Этот протокол представляет собой удобное для начинающих пошаговое руководство по запуску молекулярно-динамического моделирования сложных липидных мембран.

Существует множество программных альтернатив для проведения этих симуляций, а в некоторых пакетах есть учебные пособия или руководства. Мы надеемся, что наш протокол обеспечит краткую основу для реалистичного моделирования мембран и советы по соображениям, влияющим на качество результатов и этих типов моделирования. Этот протокол позволил нам зафиксировать взаимодействия между мембранными липидами и другими биомолекулами, которые не наблюдались при использовании чистых или бинарных липидных смесей.

Многие взаимодействия на поверхности мембраны зависят от разнообразия липидов на самой мембране. Наши модели демонстрируют важность включения соответствующих видов липидов для точного изучения биомолекулярных функций в мембранах.