Vše

Co hledáte?

Vše
Projekty
Výsledky výzkumu
Subjekty

Rychlé hledání

  • Projekty podpořené TA ČR
  • Významné projekty
  • Projekty s nejvyšší státní podporou
  • Aktuálně běžící projekty

Chytré vyhledávání

  • Takto najdu konkrétní +slovo
  • Takto z výsledků -slovo zcela vynechám
  • “Takto můžu najít celou frázi”

Protein Crowding in Lipid Bilayers Gives Rise to Non-Gaussian Anomalous Lateral Diffusion of Phospholipids and Proteins

Identifikátory výsledku

  • Kód výsledku v IS VaVaI

    <a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F61388963%3A_____%2F16%3A00459361" target="_blank" >RIV/61388963:_____/16:00459361 - isvavai.cz</a>

  • Výsledek na webu

    <a href="http://journals.aps.org/prx/abstract/10.1103/PhysRevX.6.021006" target="_blank" >http://journals.aps.org/prx/abstract/10.1103/PhysRevX.6.021006</a>

  • DOI - Digital Object Identifier

    <a href="http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevX.6.021006" target="_blank" >10.1103/PhysRevX.6.021006</a>

Alternativní jazyky

  • Jazyk výsledku

    angličtina

  • Název v původním jazyce

    Protein Crowding in Lipid Bilayers Gives Rise to Non-Gaussian Anomalous Lateral Diffusion of Phospholipids and Proteins

  • Popis výsledku v původním jazyce

    Biomembranes are exceptionally crowded with proteins with typical protein-to-lipid ratios being around 1:50 - 1:100. Protein crowding has a decisive role in lateral membrane dynamics as shown by recent experimental and computational studies that have reported anomalous lateral diffusion of phospholipids and membrane proteins in crowded lipid membranes. Based on extensive simulations and stochastic modeling of the simulated trajectories, we here investigate in detail how increasing crowding by membrane proteins reshapes the stochastic characteristics of the anomalous lateral diffusion in lipid membranes. We observe that correlated Gaussian processes of the fractional Langevin equation type, identified as the stochastic mechanism behind lipid motion in noncrowded bilayer, no longer adequately describe the lipid and protein motion in crowded but otherwise identical membranes. It turns out that protein crowding gives rise to a multifractal, non-Gaussian, and spatiotemporally heterogeneous anomalous lateral diffusion on time scales from nanoseconds to, at least, tens of microseconds. Our investigation strongly suggests that the macromolecular complexity and spatiotemporal membrane heterogeneity in cellular membranes play critical roles in determining the stochastic nature of the lateral diffusion and, consequently, the associated dynamic phenomena within membranes. Clarifying the exact stochastic mechanism for various kinds of biological membranes is an important step towards a quantitative understanding of numerous intramembrane dynamic phenomena.

  • Název v anglickém jazyce

    Protein Crowding in Lipid Bilayers Gives Rise to Non-Gaussian Anomalous Lateral Diffusion of Phospholipids and Proteins

  • Popis výsledku anglicky

    Biomembranes are exceptionally crowded with proteins with typical protein-to-lipid ratios being around 1:50 - 1:100. Protein crowding has a decisive role in lateral membrane dynamics as shown by recent experimental and computational studies that have reported anomalous lateral diffusion of phospholipids and membrane proteins in crowded lipid membranes. Based on extensive simulations and stochastic modeling of the simulated trajectories, we here investigate in detail how increasing crowding by membrane proteins reshapes the stochastic characteristics of the anomalous lateral diffusion in lipid membranes. We observe that correlated Gaussian processes of the fractional Langevin equation type, identified as the stochastic mechanism behind lipid motion in noncrowded bilayer, no longer adequately describe the lipid and protein motion in crowded but otherwise identical membranes. It turns out that protein crowding gives rise to a multifractal, non-Gaussian, and spatiotemporally heterogeneous anomalous lateral diffusion on time scales from nanoseconds to, at least, tens of microseconds. Our investigation strongly suggests that the macromolecular complexity and spatiotemporal membrane heterogeneity in cellular membranes play critical roles in determining the stochastic nature of the lateral diffusion and, consequently, the associated dynamic phenomena within membranes. Clarifying the exact stochastic mechanism for various kinds of biological membranes is an important step towards a quantitative understanding of numerous intramembrane dynamic phenomena.

Klasifikace

  • Druh

    J<sub>x</sub> - Nezařazeno - Článek v odborném periodiku (Jimp, Jsc a Jost)

  • CEP obor

    CF - Fyzikální chemie a teoretická chemie

  • OECD FORD obor

Návaznosti výsledku

  • Projekt

  • Návaznosti

    I - Institucionalni podpora na dlouhodoby koncepcni rozvoj vyzkumne organizace

Ostatní

  • Rok uplatnění

    2016

  • Kód důvěrnosti údajů

    S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Údaje specifické pro druh výsledku

  • Název periodika

    Physical Review X

  • ISSN

    2160-3308

  • e-ISSN

  • Svazek periodika

    6

  • Číslo periodika v rámci svazku

    2

  • Stát vydavatele periodika

    US - Spojené státy americké

  • Počet stran výsledku

    17

  • Strana od-do

  • Kód UT WoS článku

    000373772800001

  • EID výsledku v databázi Scopus

    2-s2.0-84984919768&