単一鎖内の流体相におけるリン脂質二重層の一般的なモデル平均場の理論

飽和リン脂質の粗粒モデル：1,2-ジデカノイル-Sn-グリセロ-3-ホスホコリン（DCPC）、1,2-ジラウロイル-Sn-グリセロ-3-ホスホコリン（DLPC）、1,2-ジミリストイル-Sn-グリセロ-3-ホスホコリン（DMPC）、1,2-ジパリトイル-SN-グリセロ-3-ホスホコリン（DPPC）、1,2-ジステアオイル-Sn-Sn-glycero-3-ホスホコリン（DSPC）および不飽和リン脂質：1-パリミトイロイル - 2-オレイル-Sn-グリセロ-3-ホスホコリン（POPC）、1,2-ジオレオイル-Sn-グリセロ-3-ホスホコリン（DOPC）は、単一鎖平均場フィールド理論内に導入されています。DMPC二重層用に調整されたパラメーターの単一セットは、疎水性の尾と不飽和（POPC、DOPC）リン脂質の長さのみが異なる飽和脂質分子の範囲の平衡および機械的特性の適切な説明を提供します。二重結合は120°の固定角度でモデル化され、残りのパラメーターは飽和脂質と同じに保たれます。二重層とその疎水性コアの厚さ、圧縮率、および脂質あたりの平衡面積は、各脂質の実験的に測定された値に対応し、尾の長さと直線的に変化します。不飽和リン脂質のモデルは、二重層の主な熱力学的特性も取得します。このモデルは、スタックまたは多層で圧縮または伸びた二重層の自由エネルギーを正確に推定するために使用され、自由エネルギーの合理的な推定値を提供します。提案されたモデルは、脂質、小分子包含、二重層と埋め込まれたタンパク質の相互作用の混合の研究にさらに使用される場合があります。

Coarse-grained model for saturated phospholipids: 1,2-didecanoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (DCPC), 1,2-dilauroyl-sn-glycero-3-phosphocholine (DLPC), 1,2-dimyristoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (DMPC), 1,2-dipalmitoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (DPPC), 1,2-distearoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (DSPC) and unsaturated phospholipids: 1-palmitoyl-2-oleoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (POPC), 1,2- dioleoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (DOPC) is introduced within the single chain mean field theory. A single set of parameters adjusted for DMPC bilayers gives an adequate description of equilibrium and mechanical properties of a range of saturated lipid molecules that differ only in length of their hydrophobic tails and unsaturated (POPC, DOPC) phospholipids which have double bonds in the tails. A double bond is modeled with a fixed angle of 120°, while the rest of the parameters are kept the same as saturated lipids. The thickness of the bilayer and its hydrophobic core, the compressibility, and the equilibrium area per lipid correspond to experimentally measured values for each lipid, changing linearly with the length of the tail. The model for unsaturated phospholipids also fetches main thermodynamical properties of the bilayers. This model is used for an accurate estimation of the free energies of the compressed or stretched bilayers in stacks or multilayers and gives reasonable estimates for free energies. The proposed model may further be used for studies of mixtures of lipids, small molecule inclusions, interactions of bilayers with embedded proteins.