Модель критической поры
Высота энергетического барьера после подстановки r * в уравнение (1) будет равна С учетом неустойчивости равновесия можно утверждать, что появление пор с r > r * будет сопровождаться разрывом мембраны в результате неограниченного роста поры. Напротив, при r < r * пора будет затекать и стабильность мембраны сохранится. Таков количественный критерий стабильности липидной бислойной мембраны. Где… Читать ещё >
Модель критической поры (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Рассмотрим модель липидной поры. Будем считать, что боковая поверхность поры имеет форму кругового цилиндра. Более того, предположим, что боковая поверхность цилиндра изогнута и имеет радиус кривизны h /2. Радиус поры равен r. Как видно, липидный бислой в целом является плоским, а пора имеет два радиуса кривизны h /2 и r. Из физики известно, что искривление поверхности на границе раздела липид-вода сопровождается появлением добавочного давления, называемого лапласовым и равного В рассматриваемой модели таких радиусов два (h /2 и r) и, следовательно, два давления. Одно из них P (h /2) способствует расширению, а другое P ® — сжатию поры. Дальнейшая судьба поры зависит от соотношения этих двух давлений. Если P (h /2) > > P ®, пора будет расширяться, а если P (h /2) < P ®, то пора будет затекать.
Рассмотрим энергетику поры. Как установлено выше, на границы поры действуют две противоположные силы, одна из которых — краевое линейное натяжение периметра поры — способствует росту поры, а вторая сила — поверхностное натяжение бислоя — вызывает сжатие поры. Краевая энергия поры пропорциональна первой степени радиуса и увеличивает суммарную энергию, энергия поверхностного натяжения пропорциональна квадрату радиуса и снижает суммарную энергию. В результате суммарная энергия E ® равна:
E ® = 2prg — pr2s,.
где первый член определяется энергией кромки поры с линейным натяжением g, а второй — энергией поверхностного натяжения s. Вид кривой на рис. 3 и 5 указывает на существование неустойчивого равновесия в точке максимума с критическими значениями энергии (E *) и радиуса (r *).
В точке равновесия и уравнение превращается в тождество:
0 = 2pg — 2psr *,.
откуда можно определить критический радиус поры r *:
Высота энергетического барьера после подстановки r * в уравнение (1) будет равна С учетом неустойчивости равновесия можно утверждать, что появление пор с r > r * будет сопровождаться разрывом мембраны в результате неограниченного роста поры. Напротив, при r < r * пора будет затекать и стабильность мембраны сохранится. Таков количественный критерий стабильности липидной бислойной мембраны.