Skip to main content
SUPERVISOR
Saeed ZeiaeiRad,Seyed Ailreza Shahidi rizi,Mahmoud Kadkhodaei
سعید ضیائی راد (استاد راهنما) سید علیرضا شهیدی ریزی (استاد راهنما) محمود کدخدایی الیادرانی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Mohammad Mahdi Sahebifard
محمدمهدی صاحبی فرد

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1389

TITLE

Investigation of Nonhomogeneous Spontaneous Curvature Effect on the Two-Phase Vesicle Equilibrium Shape
In the current study, the dynamic evolution of two-phase vesicles is presented as an extension to a previous stationary model and based on equilibrium of local forces. In the simplified model, ignoring the effects of membrane inertia, a dynamic equilibrium between the membrane bending potential and local fluid friction is considered in each phase. The equilibrium equations at the domain borders are completed by extended introduction of membrane section reactions. We show that in some cases the results of stationary and evolutionary models are in compliance with each other and also with experimental observations, while in others the two models differ markedly. The value of our approach is that we can account for unresponsive vague points using our equations with the local velocity of the lipid membranes and calculating the intermediate states (shapes) in the path of evolution. Furthermore the effect of nonhomogeneous distribution of spontaneous curvature on shape transformation of two-phase vesicles is studied via an evolutionary method. The variation of spontaneous curvature is assumed to be a function of arc length in each domain considering the effects of inducing factors (surrounding solution concentration and the membrane-protein interactions such as scaffolding and insertion). Membrane pearling from a large vesicle is simulated by the model and compared with the result of constant curvature and also with empirical observations. It can be shown that accurate simulation of some membrane deformation mechanisms depends on careful consideration of key factors such as the SC variations. In addition, the importance of different uniform and non-uniform distributions of spontaneous curvature is discussed with reference to specific cases. Keywords : Two-phase vesicle , Evolutionary model, Membrane elastic force, Friction force, Variable spontaneous curvature, Protein distribution
وزیکول غشای بسته‌ای است که از دولایه چربی تشکیل‌شده و ساختاری بسیار انعطاف‌پذیر دارد.این عنصر ساده در سیستم‌های زنده، به دلیل نقش مهمی که در حمل‌ونقل سلولی دارد مشهور شده است. ازجمله مؤثرترین عوامل تغییر شکل در وزیکول چربی می‌توان به پروتئین‌ها اشاره نمود. مهم‌ترین مکانیسم تأثیرگذاری پروتئین بر شکل وزیکول، القای انحنای ذاتی است. در مطالعه پیش رو، به دنبال یافتن اثر انحنای ذاتی و نقش عوامل خارجی مانند پروتئین بر تغییر شکل وزیکول دوفازی هستیم. تاریخچه زمانی تغییرات به کمک روش تکاملی وارد مسئله می‌شود و به‌این‌ترتیب می‌توان برخی ضعف‌های روش‌های کلاسیک تعادلی را پوشش داد. این مدل با برقراری رابطه تعادل دینامیکی موضعی بین نیروهای پتانسیل خمشی و اصطکاک سیال محیطی در سطح هر فاز وزیکول شکل می‌گیرد. نشان داده‌شده است که روش تکاملی به دلیل در نظر گرفتن سرعت و زمان، علاوه بر جواب‌های تعادلی، پاسخ‌های گذرا وابسته به زمان را نیز محاسبه می‌کند. اثر انحنای ذاتی متغیر با توجه به ماهیت عوامل القای انحنای ذاتی به‌صورت تابعی از هندسه در هر یک از فازها در نظر گرفته می‌شود. با این روش می‌توان اثر عوامل مختلف مولد انحنای ذاتی مانند نوع و توزیع پروتئین، تغییر غلظت محلول و ... را در مدل وزیکول وارد نمود. در آخرین گام، مدل تکاملی با انحنای ذاتی متغیر توسعه داده‌شده است. در ارزیابی نتایج سعی شده است که تا حد امکان به شواهد منتشرشده آزمایشگاهی مرتبط ارجاع شود و مقایسه‌های کمی و کیفی بین شبیه‌سازی واقعیت انجام شود. به‌عنوان نمونه‌ای از کاربرد عملی این پژوهش،‌ بخشی از ارزیابی نتایج به فرآیندهای غشایی رایج مانند جوانه‌زنی، هم‌جوشی و جدایش، لوله‌ای شدن و مرواریدی شدن اختصاص‌یافته است و عوامل مؤثر در این فرآیندها با توجه به کمیت‌های ریاضی و به‌ویژه شکل اولیه و انحنای ذاتی تحلیل‌شده است. کلمات کلیدی: وزیکول دوفازی، مدل تکاملی، نیروی الاستیک غشا، نیروی اصطکاک، انحنای ذاتی غیرهمگن، توزیع پروتئین

ارتقاء امنیت وب با وف بومی