¿Por qué es importante el parámetro de orden de los lípidos en la bicapa?

Resumen:

  • El parámetro de orden es una medida sensible de la orientación estructural o la flexibilidad de los lípidos en una bicapa, en otras palabras, se puede vincular a la entropía configuracional.
  • Las bicapas lipídicas son extremadamente flexibles y dinámicas (en estado líquido) y se adaptan a diferentes procesos como la señalización y el transporte.
  • También es una propiedad que puede medirse experimentalmente a partir de RMN / ESR y, en consecuencia, evaluarse mediante simulaciones. Por lo tanto, casi todos los estudios sobre la estructura (o dinámica) de los lípidos evaluarán alguna forma de parámetro de orden.

¿Por qué es importante caracterizar el orden en las bicapas lipídicas?

  • Las membranas biológicas no forman una única fase lipídica fluida homogénea (modelo de mosaico fluido), como se enseña en la mayoría de las clases de educación básica. Son extremadamente poco homogéneos, muestran el comportamiento de fase y tienen una física propia. Aquí está la vista más convencional de bicapas (desde membranas biológicas a membranas modelo biomiméticas):

  • Las membranas también muestran un orden lateral y de orientación, más específicamente, la isomerización trans-> gauche ocurre con frecuencia en el estado líquido, afectando así el orden de conformación (desde membranas biológicas a membranas modelo biomiméticas).

  • Como se mencionó, las bicapas muestran un comportamiento de fase, pueden pasar del estado cristalino líquido tipo gel al estado líquido altamente desordenado. Estos estados afectan la fluidez y permeabilidad de la membrana y ergo las funciones de la membrana.


Por las razones mencionadas anteriormente, el parámetro de orden es una buena propiedad para obtener información sobre el estado del sistema y establecer conexiones para su funcionamiento.

¿Cómo se evalúan los parámetros de orden?

  • La mayoría de los estudios utilizan el parámetro de orden cristalino líquido como una medida del movimiento espacial de un CH (o D en el caso de la RMN) o un vector CC.
  • Está dado por el siguiente tensor [matemático] S [/ math], donde [math] \ theta_ {i} [/ math] es el ángulo entre [math] con el eje molecular [/ math] y la bicapa normal:

[matemáticas] S_ {ij} = \ frac {1} {2} [/ math]
La figura muestra el vector CD [matemática] r_ {CD} [/ math] y el eje bicapa [matemática] r_ {mol} [/ math], de [Page on virginia.edu]

  • Aquí está el diagrama de parámetros de orden para los lípidos POPC, [matemática] S [/ math] puede tomar un valor entre -0.5 y 1. En la gráfica siguiente, puede ver una disminución en orden desde la región del grupo principal [primeros pocos átomos C ] hacia la cola [últimos pocos átomos de C]. Figura de [Página en virginia.edu]

  • Los grupos de lípidos con carga de cabeza interactúan con otros grupos de cabeza, iones o moléculas de agua. Por lo tanto, sus movimientos están restringidos. Los movimientos de las colas ocurren en un entorno más fluido, y los parámetros de orden de diferentes segmentos de la bicapa nos dan información sobre la anisotropía que existe.