Poros transmembrana: energía libre de formación, clasificación

Introducción. La formación de poros está asociada a una mayor permeabilidad de la membrana y conductividad eléctrica, así como también, al transporte de fármacos y al intercambio de solutos solubles en agua, entre el exterior y el interior de las células. El estudio de los poros transmembrana, especialmente, estimar su energía libre de formación, resulta relevante para comprender los mecanismos por los cuales se producen tales eventos. Asimismo, para la estimación adecuada de la energía libre es necesario el uso de variables colectivas (VCs) apropiadas. Las VCs son funciones que dependen de la posición que toman las partículas del sistema de estudio y en Dinámica Molecular (DM) permiten aplicar técnicas de mejoramiento de muestreo. Además, las VCs pueden utilizarse como criterio de clasificación de las configuraciones. Los tipos de configuraciones a tener en cuenta son: membrana intacta, poro hidrofóbico, poro hidrofílico y poro de vapor. Nuestro objetivo fue definir VCs adecuadas, por un lado, para estimar la energía libre de la formación de los distintos tipos de poros, y por otro, para clasificar las configuraciones. Resultados. En este trabajo definimos cinco nuevas VCs (, , DT, COW y CHG). Corrimos una metadinámica 2D (Met2D) entre y (VC definida por Tolpekina et al. 1 ), de una bicapa hidratada de POPC semiatomístico. Esto nos permitió conseguir, por primera vez, los cuatro tipos de configuraciones en una misma simulación. Luego, estimamos la superficie de energía libre (FES) de formación de poros transmembrana, a través del repesado de la Met2D con y . Adicionalmente, utilizamos, DT, COW y CHG para clasificar las configuraciones muestreadas. La FES obtenida sugiere la existencia de una barrera energética entre configuraciones de poro de vapor y de poro hidrofílico. Conclusiones. La definición de un nuevo conjunto de VCs nos permitió estudiar la energética de formación de poros de membrana, con distintos grados de hidratación, mediante una única simulación de Dinámica Molecular.Fil: Moyano, Nora Alejandra Elizabeth. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza; Argentina. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Aplicadas a la Industria; ArgentinaFil: Klug, Joaquín. Dublin City University; IrlandaFil: Triguero, Carles. No especifíca;Fil: Galassi, Vanesa Viviana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza; Argentina. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Millán, Raúl Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza; Argentina. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Aplicadas a la Industria; ArgentinaFil: del Popolo, Mario Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza; Argentina. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaXXII Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química InorgánicaLa PlataArgentinaUniversidad Nacional de la Plata. Facultad de IngenieríaAsociación Argentina de Investigaciones Fisicoquímica

Mapeo de la superficie de energía libre de poros transmembrana

Cuando las membranas lipídicas se someten a estrés mecánico o eléctrico, se forman poros y canales de agua que conducen a cambios en la permeabilidad del agua y la conductividad iónica. Además, el costo energético de crear defectos transmembrana es un factor determinante en los procesos fisiológicos a nivel celular y afecta, entre otras cosas, al transporte de fármacos y metabolitos a través de la bicapa lipídica. En el presente trabajo, recurrimos a simulaciones de metadinámicas 2D para producir un mapa de energía libre que permite identificar la energía de formación y el mecanismo de nucleación de los poros transmembrana con diferentes tamaños y niveles de hidratación. Hacemos uso de dos variables colectivas complementarias: una controla la densidad de los lípidos alrededor de un punto específico en el plano de la membrana y, por lo tanto, permite crear un poro, y la otra controla la cantidad de moléculas de agua dentro del poro. Presentamos resultados preliminares para una bicapa de POPC atomística que incluye, por ejemplo, la formación de hilos de agua que percolan a través de la bicapa.Fil: Moyano, Luis Gregorio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza; Argentina. Comision Nacional de Energia Atomica. Gerencia D/area Invest y Aplicaciones No Nucleares. Gerencia de Física (cab). Div.física Teórica; ArgentinaFil: Millán, Raúl Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza; Argentina. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Gomez Portillo Funes, Ignacio José. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza; Argentina. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Moyano, Elizabeth, Nora Alejandra. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaXXV Jornadas de InvestigaciónMendozaArgentinaUniversidad Nacional de Cuy