本文研究了兩種兩親分子（模型兩性肽和脂質(zhì)）穿越不對稱和對稱磷脂膜的行為。使用粗粒度和原子級力場計(jì)算，發(fā)現(xiàn)在膜的中心區(qū)域，不對稱膜的自由能輪廓與兩個對稱膜之間發(fā)生轉(zhuǎn)變。實(shí)驗(yàn)還表明，通過不對稱膜的肽滲透性不能總是從對稱膜的滲透性預(yù)測出來，因?yàn)楫?dāng)不同葉片的吸附狀態(tài)穩(wěn)定性不同時，簡單地用對稱膜的數(shù)據(jù)來近似是不可靠的。此外，研究發(fā)現(xiàn)，對于具有較大差異應(yīng)力的不對稱膜，葉片張力顯著影響肽的吸附，導(dǎo)致整個不對稱膜上的行為有所不同。這意味著利用對應(yīng)的對稱膜的滲透率/屏障來簡單近似肽在不對稱膜中的轉(zhuǎn)錄率/屏障是不準(zhǔn)確的。這項(xiàng)研究強(qiáng)調(diào)了在研究生物分子穿過細(xì)胞膜的滲透時，考慮膜不對稱性的重要性。

生物膜作為半透性屏障，對某些分子進(jìn)入細(xì)胞的能力至關(guān)重要。雖然自然滲透的分子通常是小的和非帶電的，但一些較大、兩親性的分子（包括多肽）也能通過膜?？咕嚯哪軌驒M穿細(xì)胞膜，擾亂細(xì)胞內(nèi)過程，導(dǎo)致細(xì)胞死亡；同樣，細(xì)胞內(nèi)滲透多肽被用于跨細(xì)胞膜運(yùn)輸各種分子貨物，包括藥物進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)。了解多肽橫穿膜的機(jī)理可用于開發(fā)針對傳染病的新療法。許多生物膜本質(zhì)上是非對稱的，展示出每層不同的脂質(zhì)組成和性質(zhì)。盡管有這種非對稱性，研究主要集中在對稱膜上的多肽橫穿，即兩層有相同脂質(zhì)組成的雙層。這種對稱選擇部分是因?yàn)樵隗w外研究中構(gòu)建非對稱雙層存在挑戰(zhàn)。現(xiàn)有的研究尚未專門調(diào)查抗菌和細(xì)胞內(nèi)滲透多肽在非對稱膜上的橫穿。因此，對于這些多肽在非對稱膜上橫穿的知識有限，不確定對稱膜研究的發(fā)現(xiàn)是否能可靠地應(yīng)用于它們的非對稱對等物。此研究通過使用粗略的分子動力學(xué)模擬和自由能計(jì)算，探究了多肽在非對稱膜上的橫穿，發(fā)現(xiàn)多肽通過非對稱膜的速率常不能從在由相同脂質(zhì)構(gòu)成的對稱膜上觀察到的速率準(zhǔn)確推斷出來。這表明，僅利用對稱膜來描述多肽在非對稱膜中的橫穿，未能提供準(zhǔn)確的表述。

該論文通過實(shí)驗(yàn)研究方法進(jìn)行的研究。在研究部分，作者詳細(xì)描述了使用了特定的肽段和蛋白質(zhì)，構(gòu)造了多種不同類型的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，包括對稱和不對稱膜的構(gòu)建和模擬。研究中采用的技術(shù)和工具包括Modeller v9.11軟件、martinize2腳本、Martini 3力場、insane腳本等，這些技術(shù)使得研究能夠在分子水平上進(jìn)行詳細(xì)的模擬和分析 。

具體來說，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)包括了：

1. 模擬了14種不同的對稱和不對稱膜，使用了不同類型的脂質(zhì)分子構(gòu)造膜。
2. 對膜的潛在能量進(jìn)行了最小化處理，并使用了不同階段和時間步長的模擬過程對膜進(jìn)行了平衡處理【7:1?source】。

這些膜的構(gòu)造和模擬過程用于進(jìn)一步的插入和吸附模擬實(shí)驗(yàn)，來探討特定肽段和蛋白質(zhì)與膜相互作用的機(jī)制。這項(xiàng)研究通過詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和模擬，展示了其在理解膜-肽相互作用方面的新見解。

總體而言，這項(xiàng)研究利用了實(shí)驗(yàn)研究的方法，在分子層面上研究了肽段和蛋白質(zhì)與生物膜之間的相互作用。通過構(gòu)建和模擬多種膜結(jié)構(gòu)，研究提供了對于這些相互作用機(jī)制更深層次的理解，體現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)研究方法在生物物理研究中的應(yīng)用和價值。

• 摘要: 論文研究了跨細(xì)胞膜轉(zhuǎn)運(yùn)的分子，強(qiáng)調(diào)大部分細(xì)胞膜自然存在的不對稱脂質(zhì)組成，而研究通常使用對稱脂質(zhì)膜。通過對比兩種類型的兩親分子（模型兩親肽和脂質(zhì)）穿越對稱和不對稱膜的行為，利用粗粒化和原子力場的計(jì)算機(jī)模擬，找到了自由能剖面在膜中心周圍的區(qū)別。

• 結(jié)論:

  • 研究利用粗粒化的Martini 3力場對兩種模型肽跨對稱和不對稱膜的轉(zhuǎn)運(yùn)自由能進(jìn)行了計(jì)算，對于小的差異壓力的不對稱膜，識別出了模仿對稱膜轉(zhuǎn)運(yùn)的區(qū)域以及獨(dú)特行為的區(qū)域。
  • 對于大的差異壓力的不對稱膜，研究觀察到葉片張力顯著影響肽的吸附，導(dǎo)致整個不對稱膜的區(qū)別行為。
  • 研究結(jié)果表明，當(dāng)一個肽以不同的強(qiáng)度吸附到不對稱膜的對立葉片上時，其轉(zhuǎn)運(yùn)率/屏障不能簡單地使用對應(yīng)的對稱膜獲得的轉(zhuǎn)運(yùn)率/屏障來近似。
  • 這些發(fā)現(xiàn)為分子穿越不對稱膜的行為提供了見解，并強(qiáng)調(diào)了在研究細(xì)胞膜上生物分子的滲透時考慮膜不對稱性的重要性。