WILKE NATALIA
Congresos y reuniones científicas
Título:
Adsorción de arginina en monocapas de langmuir de dppc: comparación de experimentos con simulaciones
Autor/es:
JOAQUÍN KLUG , MATÍAS VIA, DIEGO MASONE, VICTORIA BERBERIAN, NATALIA WILKE, MARIO G. DEL PÓPOLO
Lugar:
Buenos Aires
Reunión:
Congreso; 'XIX Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica de la Asociacion Argentina de Investigación Fisicoquímica; 2015
Institución organizadora:
Asociacion Argentina de Investigación Fisicoquímica
Resumen:
Los lípidos en ambientes acuosos generan distinto tipos de estructuras
auto-ensambladas, tales como bicapas y micelas. En una interface agua-aire, los
lípidos se ordenan espontáneamente formando una monocapa de Langmuir con las
cabezas polares inmersas en la solución acuosa mientras que las colas no-polares
están expuestas al aire[1].
En este trabajo se presenta una comparación entre resultados experimentales y de
simulaciones de Dinámica Molecular, para una monocapa de Langmuir de
dipalmitoilfosfatidilcolina (DPPC). Además, se estudia como son afectadas las
propiedades fisicoquímicas de la monocapa debido a la presencia de moléculas de
arginina+ (Arg+) adsorbida sobre la misma.
Las isotermas de presión(lateral)-área(molecular) experimental y simulada para DPPC
puro presentan la misma tendencia, al aumentar la presión lateral disminuye el área
molecular. En presencia de Arg+ los resultados experimentales y los simulados son
similares y no hay grandes cambios respecto al DPPC en ausencia de Arg+. Sin
embargo en los ciclos de compresión-descompresión experimentales se observa una
mayor histéresis, lo que correlaciona con una mayor fluctuación en la determinación
del área molecular en las simulaciones. Esto es debido a que la Arg+ incrementa los
tiempos de relajación del sistema.
Tanto la diferencia de potencial de la interface agua-aire experimental como el
simulado exhiben un valor de ~0,35 V para las monocapas con Arg+, mientras que el
valor experimental y el simulado difiere para las monocapas de DPPC sobre agua:
~0,35 V experimental y ~0,12 V simulado.
Por otro lado las simulaciones permiten extraer información respecto de la energía
involucrada en la adsorción de Arg+ a la monocapa de DPPC, siendo el proceso
altamente favorable con una energía de adsorción de ~43 kJ mol-1. Asimismo, se
dilucidan los detalles de las interacciones intermoleculares específicas que son las
responsables de esta fuerte adsorción.
Como conclusión los resultados experimentales y simulados están de acuerdo en que
no se generan grandes cambios en la isoterma presión-área y en los potenciales de la
monocapa con Arg+. A pesar de que mediante la simulación se determinó que la
adsorción de Arg+ en las monocapas de Langmuir de DPPC es altamente favorable.
[1] Kaganer, V. M.; Helmuth Müohwald H.; Dutta P. ?Structure and phase transitions in
Langmuir monolayers?. Reviews of Modern Physics 71.3 (1999): 779
auto-ensambladas, tales como bicapas y micelas. En una interface agua-aire, los
lípidos se ordenan espontáneamente formando una monocapa de Langmuir con las
cabezas polares inmersas en la solución acuosa mientras que las colas no-polares
están expuestas al aire[1].
En este trabajo se presenta una comparación entre resultados experimentales y de
simulaciones de Dinámica Molecular, para una monocapa de Langmuir de
dipalmitoilfosfatidilcolina (DPPC). Además, se estudia como son afectadas las
propiedades fisicoquímicas de la monocapa debido a la presencia de moléculas de
arginina+ (Arg+) adsorbida sobre la misma.
Las isotermas de presión(lateral)-área(molecular) experimental y simulada para DPPC
puro presentan la misma tendencia, al aumentar la presión lateral disminuye el área
molecular. En presencia de Arg+ los resultados experimentales y los simulados son
similares y no hay grandes cambios respecto al DPPC en ausencia de Arg+. Sin
embargo en los ciclos de compresión-descompresión experimentales se observa una
mayor histéresis, lo que correlaciona con una mayor fluctuación en la determinación
del área molecular en las simulaciones. Esto es debido a que la Arg+ incrementa los
tiempos de relajación del sistema.
Tanto la diferencia de potencial de la interface agua-aire experimental como el
simulado exhiben un valor de ~0,35 V para las monocapas con Arg+, mientras que el
valor experimental y el simulado difiere para las monocapas de DPPC sobre agua:
~0,35 V experimental y ~0,12 V simulado.
Por otro lado las simulaciones permiten extraer información respecto de la energía
involucrada en la adsorción de Arg+ a la monocapa de DPPC, siendo el proceso
altamente favorable con una energía de adsorción de ~43 kJ mol-1. Asimismo, se
dilucidan los detalles de las interacciones intermoleculares específicas que son las
responsables de esta fuerte adsorción.
Como conclusión los resultados experimentales y simulados están de acuerdo en que
no se generan grandes cambios en la isoterma presión-área y en los potenciales de la
monocapa con Arg+. A pesar de que mediante la simulación se determinó que la
adsorción de Arg+ en las monocapas de Langmuir de DPPC es altamente favorable.
[1] Kaganer, V. M.; Helmuth Müohwald H.; Dutta P. ?Structure and phase transitions in
Langmuir monolayers?. Reviews of Modern Physics 71.3 (1999): 779
