囊泡形状、分子倾斜与颈部抑制

分子倾斜序的存在能否显著影响脂质双分子层膜的形状，特别是具有窄颈部的膜形状？受生物过程（如内吞作用和囊泡运输）中间阶段中倾斜序的倾向和窄颈部的常见发生的启发，我们研究了倾斜序如何抑制囊泡平衡形状中颈部的形成。对于具有球面拓扑的囊泡，需要总强度为 $+2$ 的分子序点缺陷。我们研究轴对称形状，并假设在囊泡的每个极点处有一个单位强度的缺陷。通过假设倾斜各向同性，即能量相对于分子绕局部膜法线的旋转具有不变性，模型被进一步简化。这种各向同性条件导致倾斜序与曲率的最小耦合，使得具有高斯曲率和倾斜序的区域具有很高的能量代价。在固定面积和固定包围体积的约束下最小化弹性自由能，确定了允许的形状。利用数值计算，我们发现了几个解分支，并将它们与先前已知的流体膜分支相对应。我们发现倾斜序改变了这些分支的相对能量，通过使细颈部变得代价高昂来抑制它们，从而导致了拉长的长椭球囊泡作为倾斜序膜形状的典型族。