Крупнозернистая молекулярная динамика использована для изучения взаимодействия флуоресцентного мембранотропного биологического зонда 10-N-нонилакридинового оранжевого (НАО) с бислоем, имитирующим плазматическую мембрану грамотрицательных бактерий. Изучено взаимодействие НАО с модельной мембраной, имитирующей плазматическую мембрану грамотрицательных бактерий, при этом обнаружены различные формы НАО в виде мономеров, димеров и стопок. Структура димеров НАО в виде сэндвича, включающего центральную молекулу кардиолипина, которые наблюдали в модельной системе, ранее была предсказана на основании результатов экспериментальных исследований. Более сложно устроенные стопки образованы молекулами НАО, чередующимися с молекулами анионных липидов, преимущественно кардиолипина.
Использование крупнозернистого подхода позволило подтвердить способность НАО связываться с обоими основными отрицательно заряженными фосфолипидами бактериальных мембран, фосфатидилглицерином и кардиолипином, а также определить точную структуру комплексов НАО-липид. Флуоресцентные зонды служат эффективным инструментом для изучения локализации различных компонентов в биологических мембранах. Выявление молекулярных деталей взаимодействия зондов с мембранными фосфолипидами важно как для интерпретации экспериментальных результатов, так и для будущего дизайна липид-специфических красителей. Наше исследование показывает, что, несмотря на упрощение, используемое в крупнозернистом подходе, модельные мембранные системы, полученные этим методом, отражают реальные процессы взаимодействия мембранотропных соединений и бислоев и, таким образом, могут быть чрезвычайно полезны для разработки мембранных зондов, улучшения их свойств, чувствительности и специфичности.
