脂质囊泡的热涨落与渗透稳定性
软凝聚态物质
2022-12-20 v3 统计力学
生物物理
摘要
生物膜不断响应外部刺激而改变形状,因此理解异质环境中囊泡的重构与稳定性对一系列细胞过程具有根本重要性。一个关键问题是如何囊泡响应由囊泡内外溶质浓度差所施加的外部渗透应力。先前对膜弯曲能的分析预测,微米级巨型单层囊泡(GUVs)在纳摩尔浓度差下就应发生全局形变,这与实验发现在高得多的渗透应力下才形变的结论相反。在本文中,我们在一个统计力学模型中分析了暴露于外部渗透压力的球形囊泡的机械稳定性,包含了热激发膜弯曲模式的影响。我们发现,纳入囊泡形状的热涨落使囊泡形变变为连续的,不同于无热图像中的突变转变。然而关键的是,与全局囊泡形变相关的预测临界压力仍与忽略热涨落时相同,约比近期实验观测到的 GUVs 典型坍塌压力小六个数量级。我们最后讨论了理论与实验之间这一持续不一致的可能来源。
引用
@article{arxiv.2207.02558,
title = {Thermal fluctuations and osmotic stability of lipid vesicles},
author = {Håkan Wennerström and Emma Sparr and Joakim Stenhammar},
journal= {arXiv preprint arXiv:2207.02558},
year = {2022}
}