Curcumin Protects Membranes through a Carpet or Insertion Model Depending on Hydration
Notice bibliographique
Résumé
Curcumin is the main ingredient in turmeric, a common Indian spice. Curcumin shows a broad spectrum of effects, including anti-Alzheimer's and antioxidant properties. An interaction between curcumin and lipid membranes has been speculated as the root cause of this activity, and the molecule is often proposed to protect the bilayer. However, the detailed molecular mechanism of this protection is disputed. There is evidence that curcumin either (a) lies flat on the bilayer and provides a "carpet" for protection by forming a steric barrier, or (b) inserts into the membrane and stiffens tails, thereby protecting against peptide insertion. We studied the interaction between curcumin and 1,2-dimyristoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (DMPC) bilayers at different concentrations using high-resolution X-ray diffraction and molecular dynamics (MD) computer simulations. We observed curcumin molecules forming a carpet in dehydrated bilayers, whereas in hydrated membranes the curcumin molecules were found to insert into the bilayers. From calculations of the potential of mean force (PMF), we find two minima, a metastable state in the headgroup region, at |z| ≈ 22 Å, and a global minimum in the hydrophobic membrane core, at |z| ≈ 9 Å. The population of the two states depends on membrane hydration. Experiments may thus observe curcumin in a carpet or inserted position, depending on the osmotic pressure conditions created, for instance, by salts, buffer solutions, substrates, or macromolecular solutes. In the carpet model, curcumin dehydrates lipid bilayers and decreases fluidity. When inserted, curcumin leads to a further fluidification of the membranes and an increase in tail fluctuations, contrary to cholesterol's condensing effect.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
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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 tête enseignante, 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 ».