摘要

幾十年來，人們一直認(rèn)為脂質(zhì)中的靜電長程（微米距離）排斥 由于從水環(huán)境中篩選，雙層可以忽略不計。 這個概念，主要來源于 理論計算，被生物物理學(xué)界廣泛接受。 這里我們介紹實驗 證據(jù)表明在帶電和中性脂雙層中域-域靜電排斥 在微米范圍內(nèi)調(diào)節(jié)脂質(zhì)域的擴散、平面內(nèi)結(jié)構(gòu)和合并。 一切 對脂質(zhì)單層和雙層進行了實驗，并且在 與單層相比，雙層中發(fā)現(xiàn)的結(jié)果使我們提出域間排斥發(fā)生 主要在膜平面內(nèi)。 最后，我們的結(jié)果表明靜電相互作用 插入細(xì)胞膜的物種之間是不可忽略的，不僅在納米級而且在 更大的距離，暗示了另一種調(diào)節(jié)膜特性的方式。

一、簡介

生物膜是開放而復(fù)雜的系統(tǒng)，由于 到他們的動態(tài)組成，理解原理 該規(guī)則橫向組織及其與其職能的關(guān)系構(gòu)成了一項具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。 然而，隨著穆勒及其同事的革命性工作創(chuàng)造了"黑色 脂質(zhì)膜"和班漢姆發(fā)現(xiàn)脂質(zhì)體 等人，脂質(zhì)雙層特性的研究在 指數(shù)率，以及許多其他領(lǐng)域已經(jīng)開發(fā) 來自這些模型膜的應(yīng)用。1-3 其中之一 膜的研究最多的方面是脂質(zhì)的形成 域作為脂質(zhì)相分離的結(jié)果。 重要性 這些異質(zhì)性在于這些類型的 細(xì)胞膜中的結(jié)構(gòu)與蛋白質(zhì)有關(guān) 分選、4–6 膜交通、7 離子通道調(diào)節(jié)、8 和 信號 9,10 以及其他細(xì)胞功能。

脂質(zhì)膜中分離相的觀察是 首次在空氣-水界面的朗繆爾單層中使用熒光探針進行描述，該探針對一個分子具有更高的親和力 11 在某些條件下，這些 薄膜呈現(xiàn)出具有熱力學(xué)或 亞穩(wěn)態(tài)（動力學(xué)捕獲）穩(wěn)定性。 領(lǐng)導(dǎo)的力量 已經(jīng)研究了膜的特定模式 分析由域形成的結(jié)構(gòu)化晶格，以及 今天我們能夠預(yù)測甚至調(diào)整膜結(jié)構(gòu) 通過改變不同的參數(shù)，如脂質(zhì)成分，12-17 水溶液的組成，18,19 成核，12,20-23 線性反應(yīng)物的存在，24,25 等。

而在單層中，圖案形成和調(diào)制介觀相被解釋為線張力和長程靜電相互作用之間競爭的產(chǎn)物 由于相之間的偶極排斥，雙層中的 26-29， 許多研究人員聲稱這些相互作用僅在納米尺度上很重要，因為膜浸入 水性環(huán)境，離子屏蔽降低了偶極 相互作用長度尺度。 在處理這個問題的一些作品中 問題，理論計算已經(jīng)發(fā)展30-32，而在 27,33–37 盡管如此， 是缺乏支持這些陳述的實驗證據(jù)。 它 必須記住，單層和雙層都代表 非常有趣的靜電系統(tǒng)，因為它們是介電常數(shù)變化的準(zhǔn)二維排列 從大約 2（烴鏈）到 80（大量水）在一個 納米尺寸的區(qū)域。 因此，問題是什么 靜電在這些系統(tǒng)中扮演的角色具有挑戰(zhàn)性，因此在這項工作中我們使用了一組實驗方法 目的是評估領(lǐng)域間的相互作用 雙層。 為此，我們使用了獨立的平面脂質(zhì) 雙層，蒙塔爾和穆勒薄膜的一個版本 來自單層，38,39，非常適合研究 膜組織和動力學(xué)，因為它們能夠通過直接顯微鏡觀察進行實時多域和多雙層成像。 另外，為了比較結(jié)果 從雙層獲得，我們也使用了朗繆爾單層 作為參考模型，因為它們是經(jīng)過充分研究的系統(tǒng) 已經(jīng)描述了哪些域交互。 26-29

我們已經(jīng)分析了布朗運動、位置波動以及中性和帶電域的合并。 脂質(zhì)膜。 選定的脂質(zhì)成分是規(guī)范筏 混合物。 我們的發(fā)現(xiàn)非常有說服力，并提供了新的啟示 關(guān)于膜內(nèi)相互作用，擴大理解 復(fù)雜的雙層行為。

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