Computermodellierung zeigt Verhalten einzelner Lipidmoleküle

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Lipide sind wesentliche Bausteine der Zellmembranen, die den Stoff- und Energieaustausch zwischen einer Zelle und ihrer Umgebung steuern.

Ein neues Open-Source-Software-Tool, das am Moskauer Institut für Physik und Technologie entwickelt wurde, PCAlipids, zielt auf die Analyse des Lipidverhaltens ab.

Das neue Programm wurde in einem Beitrag in der kommenden Ausgabe vom 1.

Juli der Zeitschrift Biochimica et Biophysica Acta-Biomembranes vorgestellt.Jede lebende Zelle ist von einer Membran umgeben, die eine Reihe lebenswichtiger Funktionen erfüllt, von der Erleichterung der Aufnahme überlebenswichtiger Stoffe bis zur Steuerung zellregulierender Prozesse.

Was dieses breite Funktionsspektrum ermöglicht, ist die einzigartige Struktur der Membran: nahezu starre Proteine, die in eine flexible Lipidschicht eingebaut sind.Es hat sich herausgestellt, dass die Lipidzusammensetzung von Membranen Einfluss darauf hat, wie die einzelnen Proteine und die Membran als Ganzes funktionieren, was die Bedeutung der Lipide unterstreicht.

Der genaue molekulare Mechanismus des Lipid-Protein-Wechselspiels ist jedoch noch nicht aufgeklärt.

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PCAlipids ist ein wichtiger Schritt zum Verständnis dieses Mechanismus.

Wege zur Untersuchung des Lipid-Protein-Wechselspiels in MembranenDie Untersuchungen von Membranproteinen und Lipiden können sich nicht auf die gleichen Techniken stützen.

Obwohl eine Vielzahl experimenteller Methoden zur Untersuchung der Proteinfunktionen zur Verfügung steht, fehlt ihnen für die Analyse von Lipiden entweder eine zeitliche oder räumliche Auflösung.

Um diese Lücke zu schließen, werden verschiedene rechnerische Techniken eingesetzt.Molekulardynamiksimulationen ermöglichen es den Forschern, die Dynamik eines molekularen Systems mit atomarer Präzision und auf einer Zeitskala von Pikosekunden oder Billionstelsekunden zu untersuchen.

Um biologisch relevante zeitliche und räumliche Skalen zu erreichen, werden interatomare Wechselwirkungen der Quantennatur auf eine klassische Darstellung vereinfacht.

Die Methode beinhaltet die Berechnung der Kräfte, die auf jedes Atom wirken, und die Lösung der zugehörigen Newtonschen Bewegungsgleichungen.

Der Satz von Parametern, der zur Definition interatomarer Kräfte verwendet wird, wird als Kraftfeld bezeichnet.Um sicherzustellen, dass diese Kraft….

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