view in publisher's site

Multiscale Simulations of Biological Membranes: The Challenge To Understand Biological Phenomena in a Living Substance

Top of PageAbstractIntroductionHistorical OverviewBiomembranes as the Target of Simulations: Native Membranes Whose Behavior We Would Like To UnderstandAre Biomembranes Comprised of Transient Functional Domains?Lateral Diffusion in the Membrane Plane: Is It Biologically Relevant?Mass TransportLipids Contribute to Signaling, but How?How Lipids Influence Membrane Protein Activation and Function?How Do Biomembranes Use Lipids to Store Energy?Are Biomembranes Metabolic Platforms?Concluding RemarksReferencesAbstractBiological membranes are tricky to investigate. They are complex in terms of molecular composition and structure, functional over a wide range of time scales, and characterized by nonequilibrium conditions. Because of all of these features, simulations are a great technique to study biomembrane behavior. A significant part of the functional processes in biological membranes takes place at the molecular level; thus computer simulations are the method of choice to explore how their properties emerge from specific molecular features and how the interplay among the numerous molecules gives rise to function over spatial and time scales larger than the molecular ones. In this review, we focus on this broad theme. We discuss the current state-of-the-art of biomembrane simulations that, until now, have largely focused on a rather narrow picture of the complexity of the membranes. Given this, we also discuss the challenges that we should unravel in the foreseeable future. Numerous features such as the actin-cytoskeleton network, the glycocalyx network, and nonequilibrium transport under ATP-driven conditions have so far received very little attention; however, the potential of simulations to solve them would be exceptionally high. A major milestone for this research would be that one day we could say that computer simulations genuinely research biological membranes, not just lipid bilayers.

شبیه‌سازی Multiscale زیستی: چالش برای درک Phenomena زیستی در یک ماده زنده

بالا از PageAbstractIntroductionHistorical OverviewBiomembranes به عنوان هدف شبیه‌سازی: "رفتار چه کسی" رفتار چه کسی است؟ ما دوست داریم از یک Domains کارکردی گذرا استفاده کنیم؟ کاربرد جانبی در صفحه Membrane: آیا این موضوع مرتبط است؟ علامت دهی گسترده برای سیگنال دهی، اما چگونه؟ تاثیر Lipids بر فعال شدن پروتئین و عملکرد چیست؟ چگونه می توان از Lipids برای ذخیره انرژی استفاده کرد؟ biomembranes Metabolic Platforms هستند؟ تحقیق درباره غشاهای RemarksReferencesAbstractBiological نهایی بسیار دشوار است. آن‌ها از نظر ترکیب و ساختار مولکولی، پیچیده هستند، در گستره وسیعی از مقیاس‌های زمانی، و با شرایط nonequilibrium مشخص می‌شوند. به دلیل همه این ویژگی‌ها، شبیه‌سازی‌ها یک تکنیک عالی برای مطالعه رفتار biomembrane هستند. یکی از بخش‌های مهم فرایندهای عملکردی در غشاهای زیستی در سطح مولکولی رخ می‌دهد؛ بنابراین شبیه‌سازی کامپیوتری روش انتخابی برای کشف این است که چگونه ویژگی‌های آن‌ها از ویژگی‌های مولکولی خاص ظهور می‌کند و اینکه چگونه اثر متقابل میان مولکول‌های متعدد باعث افزایش عملکرد در مقیاس‌های زمانی و زمانی بزرگ‌تر از مولکول‌های مولکولی می‌شود. در این بازبینی، ما بر روی این موضوع گسترده تمرکز می‌کنیم. ما در مورد وضعیت کنونی شبیه‌سازی biomembrane بحث می‌کنیم که تا کنون، تا حد زیادی بر روی تصویری نسبتا باریک از پیچیدگی غشاها متمرکز شده‌است. با توجه به این موضوع، ما همچنین در مورد چالش‌هایی که باید در آینده قابل‌پیش‌بینی وجود داشته باشیم، بحث و گفتگو خواهیم کرد. ویژگی‌های متعددی از قبیل شبکه اکتین - اسکلت سلولی، شبکه glycocalyx و انتقال nonequilibrium تحت شرایط ATP تاکنون توجه بسیار کمی را دریافت کرده‌اند؛ با این حال، پتانسیل شبیه‌سازی‌ها برای حل آن‌ها به طور استثنایی بالا خواهد بود. یک نقطه عطف مهم برای این تحقیق این است که یک روز می‌توانیم بگوییم که شبیه‌سازی کامپیوتری بطور واقعی غشاهای زیستی را تحقیق می‌کند، نه فقط چربی چربی.
ترجمه شده با


پر ارجاع‌ترین مقالات مرتبط:

  • مقاله General Chemistry
  • ترجمه مقاله General Chemistry
  • مقاله شیمی عمومی
  • ترجمه مقاله شیمی عمومی
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

95/12/18 - با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس و کروم٬ چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.