脂质膜的非线性电导、整流与机械敏感通道形成
生物物理
2022-11-24 v1
摘要
越来越多的证据表明脂质双分子层具有导电特性。然而，在解释生物膜对电压变化的电响应时，通常将其视为惰性绝缘体。但在电压钳条件下，脂质双分子层不仅显示出与归因于蛋白质通道存在的离散传导阶跃无法区分的电流迹线，在电流-电压（I-V）图中也可能显示外向整流，即电压门控。令人惊讶的是，这甚至在化学对称的脂质双分子层中也被观察到。在此，我们使用一个理论框架研究该现象，该框架模拟了在存在自发极化时电压对脂质膜的电致伸缩效应，这可在电测量中由电压偏移识别。它可源于膜的不对称性，例如膜的非零自发曲率。该曲率可由电压通过挠曲电效应引起，或由膜两侧的静水压差引起。在此，我们描述在靠近水面的膜片吸管尖端形成的脂质膜的 I-V 关系。我们在相对于空气/水表面的不同深度测量，导致膜上不同的压力梯度。观察到线性和非线性 I-V 曲线。非线性传导始终呈现为外向整流电流。我们用两种机制解释电导特性：一种是无线孔的恒定电导漏电流，第二种是由于电压门控孔打开并与类通道传导阶跃出现相关的过程。在某些情况下，这些非线性 I-V 关系显示出 dI/dV 为负的电压区间。这此前也在钠通道存在时被观察到。…
引用
@article{arxiv.2008.03200,
title = {Nonlinear conductance, rectification and mechanosensitive channel formation of lipid membranes},
author = {Karis A. Zecchi and Thomas Heimburg},
journal= {arXiv preprint arXiv:2008.03200},
year = {2022}
}
备注
15 pages, 12 figures