Two-Dimensional Potentials of Mean Force of Nile Red in Intact and Damaged Model Bilayers. Application to Calculations of Fluorescence Spectra
Notice bibliographique
Résumé
Fluorescent dyes revolutionized and expanded our understanding of biological membranes. The interpretation of experimental fluorescence data in terms of membrane structure, however, requires detailed information about the molecular environment of the dyes. Nile red is a fluorescent molecule whose excitation and emission maxima depend on the polarity of the solvent. It is mainly used as a probe to study lipid microenvironments, for example in imaging the progression of damage to the myelin sheath in multiple sclerosis. In this study, we determine the position and orientation of Nile red in lipid bilayers by calculating two-dimensional Potential of Mean Force (2D-PMF) profiles in a defect-free 1-palmitoyl-2-oleoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (POPC) bilayer and in damaged bilayers containing two mixtures of the oxidized lipid 1-palmitoyl-2-(9'-oxo-nonanoyl)-sn-glycero-3-phosphocholine and POPC. From 2D-PMF simulations we obtain positions and orientations of Nile Red corresponding to the minimum on the binding free energy surface in three different membrane environments with increasing amounts of water, mimicking damage in biological tissue. Using representative snapshots from the simulations, we use combined quantum mechanical/molecular mechanical (QM/MM) models to calculate the emission spectrum of Nile red as a function of its local solvation environment. The results of QM and QM/MM computations are in qualitative agreement with the experimentally observed shift in fluorescence for the dye moving from aqueous solution to the more hydrophobic environment of the lipid interiors. The range of the conformation dependent values of the computed absorption-emission spectra and the lack of solvent relaxation effects in the QM/MM calculations made it challenging to delineate specific differences between the intact and damaged bilayers.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».