Формирование агрегатов, икосаэдрических структур и перколяционных кластеров фуллеренов в липидных бислоях: ключевая роль насыщенности липидов

Углеродные наночастицы представляют интерес для широкого спектра применений, однако их влияние на здоровье человека и окружающую среду вызывает серьёзные опасения. В настоящей работе с помощью крупнозернистого молекулярно-динамического моделирования изучали поведение фуллеренов в липидных бислоях с различной степенью насыщенности липидов, длиной углеводородных цепей и концентрацией фуллеренов. Полученные результаты показали, что степень насыщенности липидов является ключевым фактором, определяющим поведение фуллеренов и их локализацию внутри липидного бислоя. В насыщенных и мононенасыщенных бислоях фуллерены агрегировали и образовывали кластеры, некоторые из которых имели икосаэдрическую структуру. В полиненасыщенных липидных бислоях такие структуры не наблюдались. При высокой концентрации фуллеренов в центре полиненасыщенных бислоёв формировались взаимосвязанные перколяционные сети, охватывающие всю латеральную область бислоя. В остальных системах наблюдались только отдельные изолированные агрегаты. Влияние фуллеренов на липидные бислои в значительной степени зависит от их агрегации. При агрегации фуллеренов характер их взаимодействия с липидными хвостами изменяется.