Molecular simulation of mixtures in lipid bilayers

Abstract

L'objectiu principal d'aquesta tesi doctoral és estendre un mètode ràpid i fiable (camp simple de mitjana cadena) per estudiar barreges en equilibri i en particular mescles de lípids i petits col·loides inserits en membranes lipídiques, capaços de considerar la presència de components addicionals i unir models de simulació molecular i teories elàstiques per membranes anfifíliques. Per aconseguir aquest objectiu, proposem parametritzar els paràmetres amb el mètode de camp de mitjana cadena simple per reproduir les característiques de les bicapes de lípids DMPC en equilibri comparant amb resultats de simulació publicats prèviament i dades experimentals. La tesi presenta el treball realitzat per assolir els objectius específics d'aquesta tesi doctoral: dades moleculars fiables completament parametritzats capaços de reproduir el comportament de les membranes lipídiques amb un únic tipus de component, l'estudi de les seves propietats d'equilibri interactuant amb molècules addicionals i els seus efectes en la línia de tensió per al cas específic de la creació de porus i un enfocament dinàmic per a l'estudi de la dinàmica de les membranes fetes de diverses cadenes anfifíliques, en particular en presència de porus

El objetivo principal de esta tesis doctoral es extender un método rápido y confiable (campo simple de media cadena) para estudiar mezclas en equilibrio y en particular mezclas de lípidos y pequeños coloides insertados en membranas lipídicas, capaces de considerar la presencia de componentes adicionales y unir modelos de simulación molecular y teorías elásticas para membranas anfifílicas. Para lograr este objetivo, proponemos parametrizar los parámetros con el método de campo de media cadena simple para reproducir las características de las bicapas de lípidos DMPC en equilibrio comparando con resultados de simulación publicados previamente y datos experimentales. La tesis presenta el trabajo realizado para alcanzar los objetivos específicos de esta tesis doctoral: datos moleculares fiables completamente parametrizados capaces de reproducir el comportamiento de las membranas lipídicas con un único tipo de componente, el estudio de sus propiedades de equilibrio interactuando con moléculas adicionales y sus efectos en la línea de tensión para el caso específico de la creación de poros y un enfoque dinámico para el estudio de la dinámica de las membranas hechas de varias cadenas anfifílicas, en particular en presencia de poros

The main goal of this Doctoral thesis is to extend a fast and reliable method (Single Chain Mean Field) to study mixtures at equilibrium and in particular mixtures of lipids and small colloids inserted into lipid membranes, able to consider the presence of additional components and bridge molecular simulation models and elastic theories for amphiphilic membranes. In order to achieve this objective, we proposed to parametrise the parameters for the Single Chain Mean Field method to reproduce the features of DMPC lipid bilayers at equilibrium involving comparisons with previously published simulation results and experimental data. The thesis reports the work performed to achieve the specific objectives of this doctoral thesis: reliable fully parametrised molecular details able to reproduce the behaviour of lipid membranes made of a single type of component, the study of their equilibrium properties interacting with additional molecules and their effects on the line tension for the specific case of the pore creation and a dynamical approach to study the dynamics of membranes made of various amphiphilic chains, in particular in the presence of pores.