α-生育酚在模型生物膜中的分子动力学模拟.pdf

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1、物理化学学报(WuliHuaxueXuebao)JanuaryAetaPhys．一Chim．Sin．，2011，27(1)：213—227213【Article]www．whxb．pku．edu．caa一生育酚在模型生物膜中的分子动力学模拟秦姗姗尉志武’(清华大学化学系，生命有机磷与化学生物系教育部重点实验室，北京100084)摘要：用分子动力学方法模拟了280，310和350K下cr-生育酚在二豆蔻酰磷脂酰胆碱、二豆蔻酰磷脂酰乙醇胺、二硬脂酰磷脂酰胆碱和二硬脂酰磷脂酰乙醇胺双层膜中的性质，包括了空间位置、氢键、取向和动力学性质，取得了如下的结论．第一，生育酚头部的羟基一般位于脂双层亲疏

2、水界面的下方，升高温度将促进羟基向膜双层的中心移动，在350K时观察到了在上下两个单层间的翻转．第二，生育酚主要与磷脂的酯基形成氢键，几乎不与磷脂酰乙醇胺的氨基形成氢键：比较生育酚与磷脂酰胆碱和乙醇胺形成的氢键后发现，后者更稳定．第三，生育酚的头部在膜中取向多变，与膜的法线夹角不固定，尾部的构象也很复杂．第四，在温度较低时，生育酚的侧向扩散系数与磷脂的相当，但在350K时其扩散速度明显加快：在垂直方向生育酚的扩散速度很慢．关键词：维生素E：磷脂：取向：翻转：扩散：氢键中图分类号：0641MolecularDynamicsSimulationsofa-TocopherolinModeIBi

3、omembranesQlNShan．ShanYUZhi．Wu(KeyLaboratoryofBioorganicPhosphorousChemistry＆ChemicalBiology,MinistryofEducationDepartmentofChemistry,TsinghuaUniversity,Beo'ing100084,R．China、Abstract：Moleculardynamicssimulationsofa-tocopherolinanumberofsaturatedphospholipidbilayerswereperformedat280，310，and350K．

4、Thephospholipidscontainedeithersh0rtacyltails，i．e．，dimyristoylphosphatidylcholineanddimyristoylphosphatidylethanolamineorlongacyltails，namelydistearoylphosphatidylcholineanddistearoylphosphatidylethanolamine．Thepreferentialposition，hydrogenbonding，orientation，anddynamicpropertiesofa-tocopherolint

5、hebilayerswereexaminedindetailandseveralconclusionsweremade．First．thehydroxyIgroupofe-tocopheroIgenerallyremainsbeneaththeIntefacialregionofthelipidbilayersanditshiftstowardthebilayermid—planewithanincreaseintemperature．At350Kitflip—flopsbetweentheupperandlowerIeafletsinthefourlipidbilayers．Secon

6、d．a-tocopherolmainlyformshydrogenbondswiththecarbonylesteroxygeninthelipidheadgroupsandhardlyformshydrogenbondswiththeaminogroupsinthephosphatidylethanolamine(PE)bilayers．HydrogenbondingwithPEsismorestablethanhydrogenbondingwithph0sphatidylchoIines(PCs)atlowtemperatures．Third．a-tocopherolsheadgro

7、uphasfluctuatingtiltanglesrelativetothenormaIofthelipidbilayersandthetailhasmanydifferentconformations．Fou~h．theIateraldifusionrateofa-tocopheroIiscomparabletothatofphospholipidmoleculesatIowtemperatureanditdiffusesmuc