揭示細(xì)胞和細(xì)胞器不會(huì)粘連在一起的機(jī)制
生物膜像皮膚那樣包圍著細(xì)胞。它們也包圍著在代謝和細(xì)胞分裂中發(fā)揮著重要功能的細(xì)胞器?？茖W(xué)家們長(zhǎng)期以來(lái)在原理上就知道生物膜是如何被構(gòu)建出來(lái)的，也知道水分子在維持相鄰的膜之間*距離中發(fā)揮著作用。如今，在計(jì)算機(jī)模擬的幫助下，來(lái)自德國(guó)慕尼黑理工大學(xué)和柏林自由大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)兩種不同的機(jī)制阻止相鄰的膜表面粘附在一起。相關(guān)研究結(jié)果刊登在PNAS期刊上。
生物膜鑲嵌有蛋白質(zhì)和脂質(zhì)。這些脂質(zhì)都是雙親媒性分子，即它們都是由一個(gè)親水的極性頭部和一個(gè)疏水的非極性尾部組成。由于膜脂的這一結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，它們?cè)谒芤褐心茏詣?dòng)聚攏形成脂雙分子層。當(dāng)兩種膜的水溶性表面彼此靠近太近時(shí)，水合排斥（hydration repulsion）就產(chǎn)生，從而阻止膜表面接觸。在兩個(gè)完整的生物膜之間，它們總是存在只有幾納米厚的水薄層。但是，在此之前，科學(xué)家們不清楚水合排斥如何在分子水平上發(fā)揮作用。如今，研究人員詳細(xì)地闡述了用來(lái)解釋水合排斥的這兩種不同機(jī)制的重要性。
在當(dāng)前這項(xiàng)研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)根據(jù)生物膜之間的距離，兩種不同的機(jī)制發(fā)揮作用。如果生物膜之間相隔大約1納米或更大的距離，那么水分子在阻止它們接近時(shí)發(fā)揮著決定性的作用。這時(shí)水分子發(fā)揮著類似緩沖器的作用，將生物膜推開。當(dāng)這種距離相隔更短時(shí)，在相向的生物膜表面上的脂質(zhì)相互抑制它們自己的移動(dòng)，從而增加彼此之間的排斥力
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