裂纹甜甜圈与脂质排序：几何控制古细菌膜稳定性与脂质组织
软凝聚态物质
2026-04-21 v2 生物物理
摘要
细胞由构成其结构的脂质膜界定，跨生命之树，结构差异显著。尽管大多数细菌和真核生物的膜由单头性双层脂质构成，但古细菌的膜由单头性双层脂质与双头性巨脂酸混合物组成。古细菌的巨脂酸可采取直形或U形构象，使其与双层脂质共同决定膜是形成双层结构还是单层结构。然而，古细菌膜的物理原理仍鲜为人知，特别是膜结构如何与膜重塑期间的外部施加曲率耦合。本文通过进行粗粒度分子动力学模拟 torus vesicle，系统探讨了所有相关均值曲率和高斯曲率组合对形状稳定性和脂质组织的影响。我们发现，柔软的双层膜可维持所有诱导的曲率，而刚性巨脂酸单层膜则要么转化为不同的vesicle形状，要么破裂。双层模仿U形巨脂酸和双层脂质在均值膜曲率较高的区域积聚，与高斯曲率无关。我们的工作识别了曲率-组成耦合作为古细菌膜重塑的物理特征。
引用
@article{arxiv.2603.15170,
title = {Cracking donuts and sorting lipids: Geometry controls archaeal membrane stability and lipid organization},
author = {Felix Frey and Miguel Amaral and Anđela Šarić},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.15170},
year = {2026}
}
备注
10 pages, 4 figures, supplementary material. This article may be downloaded for personal use only. Any other use requires prior permission of the author and AIP Publishing. This article appeared in J. Chem. Phys. 14 April 2026; 164 (14): 144902 and may be found at https://doi.org/10.1063/5.0325170