Энергия взаимодействия мембранных липидных доменов, вычисленная с учетом деформаций поперечного изгиба и наклона

В клеточных мембранах формируются специфические домены, называемые рафтами. В модельных мембранах схожие липидные домены могут быть сформированы в результате фазового разделения. При этом размер рафтов может оставаться малым ($10$–$100$ нм) в течение длительного времени. Характерное время жизни ансамбля нанорафтов существенно зависит от характера взаимодействия рафтов между собой. В настоящей работе вычислена энергия взаимодействия границ двух рафтов. Предполагалось, что толщина бислоя рафта больше толщины окружающей мембраны и на границе возникают упругие деформации, направленные на сглаживание скачка толщины. При сближении рафтов деформации от их границ перекрываются, что определяет нетривиальный профиль энергии взаимодействия. Показано, что слияние рафтов идет в две стадии: вначале сливаются монослои рафта в одном монослое липидного бислоя, а затем происходит слияние монослоев рафта в другом монослое липидного бислоя. Каждый из этапов слияния требует преодоления энергетического барьера высотой ($0.08$–$0.12$)$k_{\text{BT}}$ на $1$ нм длины границы. Полученные результаты позволяют объяснить стабильность ансамбля рафтов конечного размера.