Formation of Monolayered Phospholipids using Molecular Dynamics

The very fundamental properties of biological membranes can be understood by studying their formation. This sets a good foundation for research related to how the membranes interact with organic molecules and ions; something of great value in the quest of explaining transport phenomena through cell membranes. It is furthermore of growing interest within the pharmacological research and contributes to the apprehension of life at the molecular level. In this thesis Molecular Dynamics has been used to simulate how evenly distributed phospholipids solvated in water leads to the formation of monolayers. An automation program has been written in Python for performing these simulations and is to be used as the foundation for performing simulations in further studies. The program was used to simulate model systems of high- and low concentrations of DPPC lipids. The DPPC lipid, like most other lipids, consist of a hydrophilic "head" part and two lipophilic "tails", which is the main cause of the lipids interacting in such a manner that forms membranes. The low concentration system was simulated for a total of 3 ns with all lipids having reached the surface at 1.5 ns, and the all lipids in the high concentration system had risen at 41 ns with a total simulation time of 43 ns.De mest grundläggande egenskaperna hos cellmembran kan förstås genom att studera hur dessa bildas. Detta skapar en bra grund för forskning relaterad till hur membranen interagerar med organiska molekyler och joner; något av stort värde i bemödandet att förklara transportfenomen genom cellmembran. Dessutom är det av växande intresse inom den farmakologiska forskningen och bidrar till kunskapen om liv på den molekylära nivån. I denna avhandling har Molekylär Dynamik använts för att simulera hur jämnt fördelade fosfolipider lösta i vatten leder till bildandet av monoskiktade membran. Ett automatiseringsprogram har skrivits i Python för att utföra dessa simuleringar och ska komma att användas som grund för genomförandet av simuleringar i vidare studier. Programmet användes för att simulera modellsystem med höga och låga koncentrationer av DPPC lipider. DPPC lipiden, liksom de flesta andra lipider, består av en hydrofil ''huvud'' -del och två lipofila ''svansar'', vilket är den huvudsakliga orsaken till att lipiderna interagerar på ett sådant sätt som driver bildandet av ett membran. Lågkoncentrationssystemet simulerades i totalt 3 ns, varav 1,5 ns behövdes för att alla lipider skulle nå vattenytan. Alla lipider i högkoncentrationssystemet hade kommit upp till ytan efter 41 ns och för detta system utfördes simuleringen under en total tid på 43 ns