Loading...
| Friend's email | |
| Your name | |
| Your email | |
| enter code | |
This page was sent successfuly
- Type of Document: Ph.D. Dissertation
- Language: Farsi
- Document No: 41328 (08)
- University: Sharif University of Technology
- Department: Mechanical Engineering
- Advisor(s): Jalali, Mir Abbas
- Abstract:
- Phospholipid membranes and vesicles play important roles in the cellular functioning, otein signaling and material transport inside cells. Protein-embedded vesiclesare also used for targeted drug delivery. In this thesis, we use molecular dynamicsmethods and study (i) the formation of vesicles from flat lipid bilayers (ii) the mechanicalproperties of vesicles under compressive forces (iii) the shape variations ofvesicles with and without transmembrane proteins (iv) protein clustering.We grow our vesicles from lipid bilayers, which may contain proteins with differentconcentrations. We start with a random initial distribution of proteins that allowsus to monitor the clustering and fragmentation of proteins. As clusters are formed,they locally flatten their host vesicles and increase the bending energy of the system.We measure such deformations by modeling the outer surface of vesicles and computethe local (and averaged) mean and Gaussian curvatures. This helps us understandthe evolution of clusters and the maximum bending energy that a protein-embeddedvesicle can tolerate. We also introduce an indicator for the population of proteins inclusters and use it to distinguish the roles of depletion force and curvature-mediatedinteractions in the formation of clusters. Our results confirm previous predictionsthat vesicles can host bigger clusters than flat bilayers, but we show that there is anupper bound on the size of clusters in vesicles.The mechanical properties of vesicles, like the density and pressure distributionin the water and lipid components, are also investigated. By applying a compressiveforce on our vesicles, we obtain the force-displacement relation, which showsa nonlinear stiffening with apparently piecewise linear segments. A major part ofmaterial is transported from/into cells through nanoscale transmembrane pores. Weshow that spontaneous liquid flow in nanotubes follows macroscale rules and differencesbetween the wetting properties of liquids can lead to efficient material transportthrough transmembrane pores
- Keywords:
- Molecular Dynamics ; Proteins ; Capillary Tube ; Biological Membrane ; Vesicle Shape Transformation ; Vesicle Curvature
Digital Object List
-
محتواي پايان نامه
- view
Bookmark
- مقدمه
- معرفی غشاءهای بیولوژیک
- مدلهای دانهدرشت
- مدلهای ضمنی ذرات آب
- مدلهای واقعی ذرات آب (حلال)
- فرآیندهای غشاء با مدل دانهدرشت
- شبیهسازی به روش دینامیک مولکولی
- شبیهسازی کامپیوتری و اهمیت آن
- دینامیک مولکولی
- برهمكنشهای بین ذرهای
- بر همكنشهای كوتاهبرد
- بر همكنشهای پیوندی
- انتگرالگیری معادلات حركت
- شرایط مرزی تناوبی
- فهرست ذرات همسایه و روش تقسیم سلولی ناحیه
- محیط ترمودینامیكی یا نمونه آماری شبیهسازی
- محاسبه خواص آماری در دینامیك مولكولی
- شبیهسازی به روش DPD
- كاربردهای روش دینامیك مولكولی
- حرکت خودبخودی دوقطره در لوله مویین
- جریان مویینگی
- مدلسازی سیستم دوقطره
- نتایج شبیهسازی
- شرایط ویسكوزیته یكسان
- شرایط ویسكوزیته متفاوت
- توصیف فیزیكی جریان سیال
- شکلگیری غشاء بسته و خواص مکانیکی آن
- مدلسازی
- نیروهای بین ذرهای
- مولكول چربی
- كمیتهای بیبعد
- شكلگیری خودبخودی غشاء بسته از دولایه
- خواص مکانیکی غشاء بسته
- چگالی غشاء
- توزیع فشار در غشاء
- غشاء با زنجیرههای چربی نیمهانعطافپذیر
- رفتار الاستیک غشاء
- مدلسازی
- نقش پروتئینها در تغییر شکل غشاء
- تغییر شکل غشاء بیولوژیک
- ساز و کارهای تاثیر پروتئینها
- اثر پدیده عدم تطابق پروتئین
- کجشدن پروتئین توسط ذرات چربی
- تاثیر پروتئینهای داخل غشاء و برهمكنش بین آنها
- مكانیزم تغییر شكل داربستی پروتئینهای جانبی
- وارد كردن پروتئین و یا كاشت آن در داخل غشاء
- اجتماع خودبخودی یا گردهمآیی پروتئینهای داخل غشاء
- مدلسازی
- مدلسازی پروتئین
- هارمونیكهای كروی
- نتایج شبیهسازی
- نتیجهگیری