非线性电导、整流和脂质膜的感应通道形成
摘要：脂质双层表现出导电特性的证据越来越多。然而，在解读生物膜对电压变化的电响应时，它们通常被认为是惰性绝缘体。然而，在电压钳制条件下，脂质双层不仅显示出与蛋白通道存在的离散传导步骤相似的电流迹象，而且在电流-电压 (I-V) 曲线中也可以显示出外向整流，即电压门控。令人惊讶的是，这甚至在化学对称的脂质双层中也被观察到。在这里，我们使用一个理论框架来模拟在存在自发极化的脂质膜中电压对脂质膜的电致龟裂效应，并通过电测量中的电压偏移来识别出来。它可以起源于膜的不对称性，例如膜的非零自发曲率。这种曲率可以通过电压通过弯曲电效应造成，或者通过膜上的静水压差造成。在这里，我们描述了形成在靠近水面的移液管尖端的脂质膜的I-V关系。我们在相对于空气/水界面不同的深度进行测量，从而导致膜上的不同压力梯度。观察到了线性和非线性的I-V曲线。非线性传导一致采用外向整流电流的形式。我们通过两种机制来解释电导特性：一种是不带孔的恒定导电漏电流，另一种是电压门控孔的打开过程，与通道样传导步骤的出现相关。在某些情况下，这些非线性I-V关系显示出dI/dV为负的电压范围。这在存在钠通道时也曾观察到。
作者：Karis A. Zecchi and Thomas Heimburg
论文ID：2008.03200
分类：Biological Physics
分类简称：physics.bio-ph
提交时间：2022-11-24