Statistical mechanics of lipid membranes. Protein correlation functions and lipid ordering.
Statistical mechanics of lipid membranes. Protein correlation functions and lipid ordering.
复制标题
脂质膜的统计力学。
DOI：
10.1016/s0006-3495(84)84232-0
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发表时间：
1984
影响因子：
3.4
通讯作者：
Chan,SI
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Pearson,LT;Edelman,J;Chan,SI
一个表达式是由脂质介导的蛋白质分子之间的相互作用嵌入脂质双层。据推测，蛋白质颗粒被容纳的双层，但他们扭曲的脂质以某种方式从他们的平衡蛋白质的自由配置。我们把膜平面上的自由能密度展开为任意参数及其梯度的泰勒级数来处理这种情况。对于给定的粒子构型，总膜能的最小化产生该构型的粒子间相互作用能。该模型的测试提供了从部分聚集膜的冷冻断裂显微照片的蛋白质-蛋白质对分布函数的测量。所测量的函数可以通过调整两个参数来模拟：（a）脂质相关长度，其表征双层的畸变通过双层横向传递的距离，和（B）量化蛋白质-脂质边界处的蛋白质-脂质相互作用的能量的项。通过拟合计算得到的粒子分布函数的数据得到的相关长度被发现是几个纳米。蛋白质-脂质相互作用能为几kT的量级。
An expression is derived for the lipid-mediated intermolecular interaction between protein molecules embedded in a lipid bilayer. It is assumed that protein particles are accommodated by the bilayer, but they distort the lipids in some manner from their equilibrium protein-free configuration. We treat this situation by expanding the free energy density in the plane of the membrane as a Taylor series in some arbitrary parameter and its gradient. Minimization of the total membrane energy for a given particle configuration yields the interparticle interaction energy for that configuration. A test of the model is provided by measurement of the protein-protein pair distribution function from freeze-fracture micrographs of partially aggregated membranes. The measured functions can be simulated by adjustment of two parameters (a) a lipid correlation length that characterizes the distance over which a distortion of the bilayers is transmitted laterally through the bilayer, and (b) a term quantifying the energy of the protein-lipid interaction at the protein-lipid boundary. Correlation lengths obtained by fitting the calculated particle distribution functions to the data are found to be several nanometers. Protein-lipid interaction energies are of the order of a few kT.
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