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美揭示大豆细胞膜自组装分子机制

2017-06-07 08:53 来源:科技日报

  美国马里兰大学研究人员开发出一种新的计算模型,首次利用全原子力场模拟构建了大豆细胞膜的详细结构。这一成果对膜蛋白研究具有重要价值,有助于推动生化药剂、生物燃料等产品的开发。

  细胞膜是防止细胞外物质自由进入细胞的屏障,它保证了细胞内环境的相对稳定,使各种生化反应能够有序运行。对于细胞膜结构和行为的研究,可以提供糖分、激素和小药物分子如何通过细胞膜、对细胞的渗透程度如何等宝贵信息。

  过去大多数关于细胞膜建模的研究集中于酵母菌、大肠杆菌等单细胞微生物,而高级生物都具有由磷脂组成的双分子层细胞膜。此次马里兰大学研究人员之所以选取大豆细胞膜作为研究对象,是因为其被广泛研究,有大量的实验数据可用于验证计算模型的有效性。

  研究人员使用了分子动力学计算机模拟技术,通过全原子脂质力场,使用七类磷脂和两种甾醇,来模拟大豆细胞膜的结构和动力学性质,研究脂质是如何自组装成双层膜的。他们在最新一期《化学物理杂志》上发表论文称,新模型与此前实验数据表现出了良好的一致性,显示出大豆细胞膜的详细结构:磷脂在形成双层结构时,疏水性尾端指向膜的中间,亲水部分则朝向细胞的外部和内部。新模型还显示,相似的未饱和脂质会倾向于聚集在一起,这是科学家以前没有观察到的。研究人员称,这种聚集行为令人惊讶,是由磷脂疏水性尾端的范德华力造成的。

  研究人员表示,这是他们首次利用全原子脂质力场来模拟大豆细胞膜结构,这对于膜蛋白的研究具有重要价值,有助于推动生化药剂、生物燃料等产品的开发,同时,也有助于科学家更好地了解植物是如何感应外部压力的。

(责任编辑:王蔚)

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