Moleculaire dynamica studie naar het effect van lipide peroxidatie op lipide dubbellagen, voor een beter inzicht in plasma-oncologie
Inzicht in de werking van een nieuw wapen in de strijd tegen kanker
“Cancer affects all of us, whether you’re a daughter, mother, sister, friend, coworker, doctor, or patient.”– Jennifer Aniston “There is no treatment”. Op deze manier werd er in 3000 voor Christus, in de oudste verwijzing naar kanker, gesproken over deze ziekte. Doorheen de jaren is er echter bijzonder veel onderzoek gewijd aan het vinden van behandelingstherapieën voor deze ziekte. Hierdoor is de wetenschappelijke kennis over kanker ook aanzienlijk toegenomen in de afgelopen decennia, waardoor artsen in vele gevallen nu wél in staat zijn om de ziekte te behandelen. Desondanks komt de ziekte steeds frequenter voor, en zijn de huidige behandelingsmethoden niet altijd doeltreffend. Dit wordt geïllustreerd door cijfers van het Agentschap Zorg en Gezondheid, en van de Wereldgezondheidsorganisatie: ieder jaar wordt er nog altijd bij meer dan 65.000 Belgen de diagnose van kanker gesteld, en bovendien blijft kanker wereldwijd de op één na belangrijkste doodsoorzaak. Er kan dus gesteld worden dat ieder individu op een bepaald moment in zijn of haar leven in aanraking komt met deze ziekte, rechtstreeks of onrechtstreeks. Een belangrijke oorzaak van het hoge sterftecijfer is dat huidige behandelingstherapieën, zoals chemotherapie of chirurgie bijvoorbeeld, nog vaak ontoereikend blijven. Het is dus belangrijk dat wetenschappers onderzoek blijven voeren naar nieuwe alternatieven die een oplossing kunnen bieden aan de tekortkomingen van bestaande therapieën. Plasma: de oplossing?De oorzaak van de huidige problematiek rond traditionele behandelingen is tweeërlei. Allereerst zijn kankercellen levende entiteiten die zichzelf aanpassen om te overleven. Bijgevolg zijn ze net zoals bacteriën bij langdurig gebruik van een geneesmiddel in staat om hiertegen een resistentie te ontwikkelen. Het geneesmiddel is aldus niet meer in staat om de kankercellen te doden, waardoor chemotherapie met dit specifieke agens niet langer mogelijk is. Een tweede probleem is het gebrek aan selectiviteit van bepaalde therapieën. Hierdoor worden naast de kankercellen, ook gezonde cellen beschadigd of gedood, hetwelk ongewenste nevenwerkingen met zich meebrengt.Recente experimenten wijzen echter uit dat plasma’s voor beide problemen een oplossing kunnen bieden. Plasma, zoals hier voorgesteld, is een geïoniseerd gas dat gezien kan worden als een chemische cocktail van reactieve deeltjes, dewelke de kankercellen aanvallen.Dergelijke plasma’s blijken zodanig afgesteld te kunnen worden dat ze uitsluitend kankercellen doden, waarbij bovendien geen resistentie wordt ontwikkeld ten aanzien van de behandeling. Deze resultaten zijn veelbelovend, maar om dit optimaal te benutten is meer kennis vereist over de chemische processen die de celdood veroorzaken. Het doel van deze studie was dan ook om de onderliggende processen beter te onderzoeken en een verklaring te vinden voor de experimenteel waargenomen selectiviteit. Er werd hierbij gestart vanuit de hypothese dat de reactieve deeltjes uit het plasma het celmembraan van kankercellen verstoren. Gezien dit membraan de barrière vormt tussen de buiten- en binnenwereld van een cel, kan een verstoring van de structuur verstrekkende gevolgen hebben, waaronder ook celdood. De selectiviteit volgt vervolgens uit de verschillende opbouw van het plasmamembraan tussen gezonde cellen en kankercellen. Atomistisch vergrootglasOm deze hypothese te onderzoeken maakte in deze masterthesis gebruik van computationele methoden. Hoewel experimenten ook een grote meerwaarde kunnen bieden, zijn ze niet geschikt voor deze specifieke studie, omdat ze niet in staat om ons informatie te verschaffen op het atomaire niveau. Computationele studies daarentegen, zijn hier net wel uitermate voor geschikt. Meer specifiek werden in deze masterthesis met behulp van computersimulaties onderzocht wat de gevolgen zijn van een plasmabehandeling op het buitenste membraan van een cel. Er werden modelsystemen opgesteld voor het celmembraan van een gezonde cel, en voor deze van een kankercel. Door de resultaten voor beide types cellen te vergelijken, kan bewijs gezocht worden voor de vooropgestelde theorie, en aldus een link gelegd worden met de experimentele waarnemingen. Poriën leiden celdood inUit de resultaten van mijn simulaties voor het modelsysteem van een kankercel volgt dat de reactieve deeltjes uit het plasma in staat zijn om het celmembraan zodanig te modificeren dat er poriën worden gevormd in het membraan. Deze poriën kunnen vervolgens als tunnels fungeren waarlangs de reactieve deeltjes van buiten de cel, de cel kunnen binnendringen. Eenmaal in de cel zijn deze deeltjes in staat om schade aan te brengen aan de vitale onderdelen van een cel, zoals proteïnen of het DNA, waardoor celdood wordt ingeleid. Wanneer daarentegen gekeken wordt naar het modelsysteem van een gezonde cel, blijkt dat bij dergelijke cellen de reactieve deeltjes niet in staat zijn om poriën te vormen in het celmembraan. Hierdoor worden de reactieve deeltjes buiten de cel gehouden, waardoor er ook geen celdood plaatsvindt. Cholesterol beschermt het celmembraanHet waargenomen verschil tussen kankercellen en gezonde cellen kan verklaard worden door de verschillende cholesterolconcentratie in de twee modelsystemen. Het verschil in opbouw van de twee membranen, zoals hierboven werd aangehaald, is namelijk dat in het celmembraan van kankercellen de cholesterolconcentratie aanzienlijk lager is dan bij gezonde cellen. Deze verschillende samenstelling werd ook opgenomen in de opbouw van de twee groepen modelsystemen, gebruikt voor de simulaties. Aangezien de cholesterolconcentratie de enige variabele is, kan dus uit de simulaties geconcludeerd worden dat dit verschil mogelijks de reden is waardoor plasma’s in staat zijn om kankercellen selectief te doden. Uitbreiding wapenarsenaalOndanks de veelbelovende resultaten moeten er nog een aantal horden overwonnen worden vooraleer deze nieuwe behandelingsmethode routinematig op mensen kan worden toegepast. In dit kader zijn experimentele studies recent reeds overgeschakeld van in vitro (buiten het lichaam van het organisme) naar in vivo studies (in het lichaam van een organisme). Deze nieuwe fase zal allereerst uitvoerig moeten getest en gecontroleerd worden, alvorens men kan beginnen aan testen op proefpersonen. Bovendien rijst de vraag of deze therapie daadwerkelijk voor ieder type kanker de ultieme oplossing zal kunnen bieden. Meer dan waarschijnlijk moet ze eerder gezien worden als een uitbreiding van het bestaande arsenaal aan wapens om kanker te bestrijden. Wat de toekomst ook brengt, elke therapie die mogelijks levens kan redden is voor mij het onderzoeken meer dan waard.
Bibliografie
[1] World Health Organization 2013 Fact sheet: The top 10 causes of death, geraadpleegdop 10 april 2015 van http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs310/en/[2] Sudhakar A 2010 History of Cancer, Ancient and Modern Treatment MethodsAkulapalli J Cancer Sci Ther. 1 1–4[3] Souhami R and Tobias J 2005 Cancer and its management (Blackwell)[4] Abercrombie M and Ambrose E 1962 The surface properties of cancer cells: a reviewCancer Res. 22 525–48[5] Vijayaraghavalu S, Dermawan J K, Venugopalan C and Labhasetwar V 2013 Highlysynergistic effect of sequential treatment with epigenetic and anticancer drugs toovercome drug resistance in breast cancer cells is mediated via activation of p21 geneexpression leading to G2/M cycle arrest Mol. Pharm. 10 337–52[6] Pawlik T M and Keyomarsi K 2004 Role of cell cycle in mediating sensitivity toradiotherapy Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys. 59 928–42[7] Holohan C, Van Schaeybroeck S, Longley D B and Johnston P G 2013 Cancer drugresistance: an evolving paradigm. Nat. Rev. Cancer 13 714–26[8] Laroussi M 2014 From Killing Bacteria to Destroying Cancer Cells: 20 Years of PlasmaMedicine Plasma Process. Polym. 11 1138–41[9] Graves D B 2014 Reactive Species from Cold Atmospheric Plasma: Implications forCancer Therapy Plasma Process. Polym. 11 1–8[10] Tonks L and Langmuir I 1929 Oscillations in ionized gases Phys. Rev. 33 195–210[11] Fridman A 2008 Plasma chemistry (Cambridge)[12] Bogaerts A, Neyts E C, Gijbels R and van der Mullen J 2002 Gas discharge plasmasand their applications Spectrochim. Acta Part B 57 609–58[13] Von Woedtke T, Reuter S, Masur K and Weltmann K D 2013 Plasmas for medicinePhys. Rep. 530 291–320[14] Kong M G, Kroesen G, Morfill G, Nosenko T, Shimizu T, Van Dijk J and ZimmermannJ L 2009 Plasma medicine: An introductory review New J. Phys. 11 1–35[15] Fridman A and Friedman G 2013 Plasma Medicine (Wiley)[16] Graves D B 2012 The emerging role of reactive oxygen and nitrogen species in redoxbiology and some implications for plasma applications to medicine and biology J.Phys. D. Appl. Phys. 45 1–42[17] Keidar M, Walk R, Shashurin A, Srinivasan P, Sandler A, Dasgupta S, Ravi R,Guerrero-Preston R and Trink B 2011 Cold plasma selectivity and the possibility of aparadigm shift in cancer therapy. Br. J. Cancer 105 1295–301[18] Utsumi F, Kajiyama H, Nakamura K, Tanaka H, Hori M and Kikkawa F 2014 Selectivecytotoxicity of indirect nonequilibrium atmospheric pressure plasma against ovarianclear-cell carcinoma Springerplus 3 1–9[19] Dobrynin D, Fridman G, Friedman G and Fridman A 2009 Physical and biologicalmechanisms of direct plasma interaction with living tissue New J. Phys. 11 1–26[20] Deng X T, Shi J . and Kong M G 2006 Physical mecanisms of inactivation of Bacillussubtilis spores using cold atmospheric plasmas IEEE Trans. Plasma Sci. 34 1310–6[21] Walsh J L, Shi J J and Kong M G 2006 Contrasting characteristics of pulsed andsinusoidal cold atmospheric plasma jets Appl. Phys. Lett. 88 171501–3[22] Raiser J and Zenker M 2006 Argon plasma coagulation for open surgical andendoscopic applications: state of the art J. Phys. D. Appl. Phys. 39 3520–3[23] Kalghatgi S, Fridman G, Nagaraj G, Peddinghaus M, Balasubramanian M, Brooks Aand Gutsol A 2007 Mechanism of Blood Coagulation by Non-EquilibriumAtmospheric Pressure Dielectric Barrier Discharge Plasma IEEE Trans. Plasma Sci. 351559–66[24] Fridman G, Peddinghaus M, Ayan H, Fridman A, Balasubramanian M, Gutsol A,Brooks A and Friedman G 2006 Blood coagulation and living tissue sterilization byfloating-electrode dielectric barrier discharge in air Plasma Chem. Plasma Process. 26425–42[25] Yousfi M, Merbahi N, Pathak A and Eichwald O 2014 Low-temperature plasmas atatmospheric pressure: Toward new pharmaceutical treatments in medicine Fundam.Clin. Pharmacol. 28 123–35[26] Hourfar M K, Themann A, Eickmann M, Puthavathana P, Laue T, Seifried E andSchmidt M 2007 Blood screening for influenza Emerg. Infect. Dis. 13 1081–3[27] Heinlin J, Isbary G, Stolz W, Morfill G, Landthaler M, Shimizu T, Steffes B, Nosenko T,Zimmermann J L and Karrer S 2011 Plasma applications in medicine with a specialfocus on dermatology J. Eur. Acad. Dermatology Venereol. 25 1–11[28] Nastuta A V, Topala I, Grigoras C, Pohoata V and Popa G 2011 Stimulation of woundhealing by helium atmospheric pressure plasma treatment J. Phys. D. Appl. Phys. 44 1–9[29] Cheng K and Goldman R J 1998 Electric fields and proliferation in a dermal woundmodel: cell cycle kinetics. Bioelectromagnetics 19 68–74[30] Robson M C and Heggers J P 1970 Delayed wound closure based on bacterial counts.J. Surg. Oncol. 2 379–83[31] Kim J-H, Lee M-A, Han G-J and Cho B-H 2014 Plasma in dentistry: a review of basicconcepts and applications in dentistry. Acta Odontol. Scand. 72 1–12[32] Lee H W, Kim G J, Kim J M, Park J K, Lee J K and Kim G C 2009 Tooth Bleaching withNonthermal Atmospheric Pressure Plasma J. Endod. 35 587–91[33] Weltmann K D, Kindel E, von Woedtke T, Hähnel M, Stieber M and Brandenburg R2010 Atmospheric-pressure plasma sources: Prospective tools for plasma medicinePure Appl. Chem. 82 1223–37[34] Tak G, Gallagher M, Gangoli S, Gutsol A and Fridman A 2005 Use of Non-ThermalAtmospheric Pressure Plasma for Air Cleaning and Sterilization EEE InternationalConference on Plasma Science pp 1–6[35] Fricke K, Koban I, Tresp H, Jablonowski L, Schröder K, Kramer A, Weltmann K D, vonWoedtke T and Kocher T 2012 Atmospheric pressure plasma: A high-performance toolfor the efficient removal of biofilms PLoS One 7 1–8[36] Laroussi M and Lu X 2005 Room-temperature atmospheric pressure plasma plume forbiomedical applications Appl. Phys. Lett. 87 22–4[37] Kieft I E, Kurdi M and Stoffels E 2006 Reattachment and apoptosis after plasma-needletreatment of cultured cells IEEE Trans. Plasma Sci. 34 1331–6[38] Yonson S, Coulombe S, Léveillé V and Leask R L 2006 Cell treatment and surfacefunctionalization using a miniature atmospheric pressure glow discharge plasmatorch J. Phys. D. Appl. Phys. 39 3508–13[39] Fridman G, Shereshevsky A, Jost M M, Brooks A D, Fridman A, Gutsol A, Vasilets Vand Friedman G 2007 Floating electrode dielectric barrier discharge plasma in airpromoting apoptotic behavior in Melanoma skin cancer cell lines Plasma Chem. PlasmaProcess. 27 163–76[40] Köritzer J, Boxhammer V and Al. E 2013 Restoration of Sensitivity in Chemo -Resistant Glioma Cells by Cold Atmospheric Plasma PLoS One 8 1–10[41] Ishaq M, Han Z J, Kumar S, Evans M D M and Ostrikov K K 2015 Atmospheric-Pressure Plasma- and TRAIL-Induced Apoptosis in TRAIL-Resistant ColorectalCancer Cells Plasma Process. Polym. DOI: 10.1002/ppap.201400207[42] Walk R M, Snyder J a., Srinivasan P, Kirsch J, Diaz S O, Blanco F C, Shashurin A,Keidar M and Sandler A D 2013 Cold atmospheric plasma for the ablative treatment ofneuroblastoma J. Pediatr. Surg. 48 67–73[43] Daeschlein G, Scholz S, Lutze S, Arnold A, von Podewils S, Kiefer T, Tueting T, HardtO, Haase H, Grisk O, Langner S, Ritter C, von Woedtke T and Jünger M 2013Comparison between cold plasma, electrochemotherapy and combined therapy in amelanoma mouse model Exp. Dermatol. 22 582–6[44] Keidar M 2015 Plasma for cancer treatment Plasma Sources Sci. Technol. 24 1–20[45] De Bruin E C and Medema J P 2008 Apoptosis and non-apoptotic deaths in cancerdevelopment and treatment response Cancer Treat. Rev. 34 737–49[46] Renschler M F 2004 The emerging role of reactive oxygen species in cancer therapyEur. J. Cancer 40 1934–40[47] Liou G-Y and Storz P 2010 Reative oxygen species in cancer Free Radic. Res. 44 1–31[48] Gorrini C, Harris I S and Mak T W 2013 Modulation of oxidative stress as ananticancer strategy. Nat. Rev. Drug Discov. 12 931–47[49] Trachootham D, Alexandre J and Huang P 2009 Targeting cancer cells by ROSmediatedmechanisms: a radical therapeutic approach? Nat. Rev. Drug Discov. 8 579–91[50] Sok M, Sentjurc M and Schara M 1999 Membrane fluidity characteristics of humanlung cancer. Cancer Lett. 139 215–20[51] Van Blitterswijk W J, De Veer G, Krol J H and Emmelot P 1982 Comparative lipidanalysis of purified plasma membranes and shed extracellular membrane vesiclesfrom normal murine thymocytes and leukemic GRSL cells. Biochim. Biophys. Acta 688495–504[52] Szili E J, Bradley J W and Short R D 2014 A “tissue model” to study the plasmadelivery of reactive oxygen species J. Phys. D. Appl. Phys. 47 1–7[53] Elliot W H and Elliot D C 2009 Biochemistry and Molecular Biology (Oxford)[54] Alberts B, Johnson A, Lewis J, Raff M, Roberts K and Walter P 2008 Molecular Biology ofthe Cell (Garland science)[55] Shinitzky M 1984 Membrane fluidity in malignancy Biochim. Biophys. Acta 738 251–61[56] De Meyer F and Smit B 2009 Effect of cholesterol on the structure of a phospholipidbilayer. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 106 3654–8[57] Raffy S and Teissié J 1999 Control of lipid membrane stability by cholesterol content.Biophys. J. 76 2072–80[58] Van Meer G, Voelker D R and Feigenson G W 2008 Membrane lipids: where they areand how they behave. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 9 112–24[59] Reis A and Spickett C M 2012 Chemistry of phospholipid oxidation Biochim. Biophys.Acta - Biomembr. 1818 2374–87[60] Catalá A 2010 A synopsis of the process of lipid peroxidation since the discovery ofthe essential fatty acids Biochem. Biophys. Res. Commun. 399 318–23[61] Catalá A 2009 Lipid peroxidation of membrane phospholipids generates hydroxyalkenalsand oxidized phospholipids active in physiological and/or pathologicalconditions Chem. Phys. Lipids 157 1–11[62] Reis A, Domingues M R M, Amado F M L, Ferrer-Correia a. J V and Domingues P2005 Separation of peroxidation products of diacyl-phosphatidylcholines by reversedphaseliquid chromatography-mass spectrometry Biomed. Chromatogr. 19 129–37[63] Wong-Ekkabut J, Xu Z, Triampo W, Tang I-M, Tieleman D P and Monticelli L 2007Effect of lipid peroxidation on the properties of lipid bilayers: a molecular dynamicsstudy. Biophys. J. 93 4225–36[64] Spickett C M 2013 The lipid peroxidation product 4-hydroxy-2-nonenal: Advances inchemistry and analysis Redox Biol. 1 145–52[65] Marnett L J 1999 Lipid peroxidation-DNA damage by malondialdehyde. Mutat. Res.424 83–95[66] Jurkiewicz P, Olzyńska A, Cwiklik L, Conte E, Jungwirth P, Megli F M and Hof M2012 Biophysics of lipid bilayers containing oxidatively modified phospholipids:Insights from fluorescence and EPR experiments and from MD simulations Biochim.Biophys. Acta - Biomembr. 1818 2388–402[67] Kinnunen P K J, Kaarniranta K and Mahalka A K 2012 Protein-oxidized phospholipidinteractions in cellular signaling for cell death: From biophysics to clinical correlationsBiochim. Biophys. Acta - Biomembr. 1818 2446–55[68] Hammer M U, Forbrig E, Kupsch S and Reuter S 2013 Influence of Plasma-Treatmenton the Structure and Function of Lipids Plasma Med. 3 97–114[69] Barrera G, Pizzimenti S and Dianzani M U 2008 Lipid peroxidation: control of cellproliferation, cell differentiation and cell death Mol. Aspects Med. 29 1–8[70] Tai W, Yang Y, Lin H, Huang C, Cheng Y, Chen M, Yen H and Liau I 2010 Interplaybetween Structure and Fuidity of Model Lipid Membranes under Oxidative Attack J.Phys. Chem. B 114 15642–9[71] Chen J J and Pal Yu B 1994 Alterations in mitochondrial membrane fluidity by lipidperoxidation products Free Rad. Biol. Med. 17 411–8[72] Tieleman D ., Marrink S . and Berendsen H J . 1997 A computer perspective ofmembranes: molecular dynamics studies of lipid bilayer systems Biochim. Biophys. Acta- Rev. Biomembr. 1331 235–70[73] Neyts E C, Yusupov M, Verlackt C C and Bogaerts A 2014 Computer Simulations ofPlasma-Biomolecule and Plasma- Tissue Interactions for a Better Insight in PlasmaMedicine J. Phys. D. Appl. Phys. 47 1–17[74] Van Gaens W, Iseni S, Schmidt-Bleker A, Weltmann K-D, Reuter S and Bogaerts A2015 Numerical analysis of the effect of nitrogen and oxygen admixtures on thechemistry of an argon plasma jet operating at atmospheric pressure New J. Phys. 17 1–23[75] Babaeva N Y, Tian W and Kushner M J 2014 The interaction between plasma filamentsin dielectric barrier discharges and liquid covered wounds: electric fields delivered tomodel platelets and cells J. Phys. D. Appl. Phys. 47 1-11[76] Waskoenig J, Niemi K, Knake N, Graham L M, Reuter S, Schulz-von der Gathen V andGans T 2010 Atomic oxygen formation in a radio-frequency driven micro-atmosphericpressure plasma jet Plasma Sources Sci. Technol. 19 1-11[77] Yusupov M, Neyts E C, Khalilov U, Snoeckx R, Van Duin a. C T and Bogaerts A 2012Atomic-scale simulations of reactive oxygen plasma species interacting with bacterialcell walls New J. Phys. 14 1–18[78] Yusupov M, Neyts E C, Verlackt C C, Khalilov U, Duin a C T Van and Bogaerts A12AD Inactivation of the endotoxic biomolecule lipid A by oxygen plasma species : areactive molecular dynamics study Plasma Process. Polym. 12 162–71[79] Khosravian N, Bogaerts A, Huygh S, Yusupov M and Neyts E C 2015 How do plasmageneratedOH radicals react with biofilm components ? Insights from atomic scalesimulations Biointerphases 10 1–9[80] Van der Paal J, Aernouts S, van Duin A C T, Neyts E C and Bogaerts A 2013Interaction of O and OH radicals with a simple model system for lipids in the skinbarrier: a reactive molecular dynamics investigation for plasma medicine J. Phys. D.Appl. Phys. 46 395201[81] Van der Paal J, Verlackt C C, Yusupov M, Neyts E C and Bogaerts A 2013 Structuralmodification of the skin barrier by OH radicals : A reactive molecular dynamics studyfor plasma medicine J. Phys. D. Appl. Phys. 46 1–18[82] Girotti a W 1985 Mechanisms of lipid peroxidation. J. Free Radic. Biol. Med. 1 87–95[83] Gutteridge J M and Halliwell B 1990 The measurement and mechanism of lipidperoxidation in biological systems. Trends Biochem. Sci. 15 129–35[84] Khandelia H and Mouritsen O G 2009 Lipid gymnastics: Evidence of complete acylchain reversal in oxidized phospholipids from molecular simulations Biophys. J. 962734–43[85] Cwiklik L and Jungwirth P 2010 Massive oxidation of phospholipid membranes leadsto pore creation and bilayer disintegration Chem. Phys. Lett. 486 99–103[86] Beranova L, Cwiklik L, Jurkiewicz P, Hof M and Jungwirth P 2010 Oxidation changesphysical properties of phospholipid bilayers: Fluorescence spectroscopy andmolecular simulations Langmuir 26 6140–4[87] Carloni P, Rothlisberger U and Parrinello M 2002 The role and perspective of ab initiomolecular dynamics in the study of biological systems Acc. Chem. Res. 35 455–64[88] Senn H M and Thiel W 2007 QM/MM methods for biological systems Top Curr Chem268 173–290[89] Van Duin a. C T, Dasgupta S, Lorant F and Goddard W a. 2001 ReaxFF: A reactiveforce field for hydrocarbons J. Phys. Chem. A 105 9396–409[90] Marrink S J, Risselada H J, Yefimov S, Tieleman D P and Vries A H De 2007 TheMARTINI Force Field : Coarse Grained Model for Biomolecular Simulations J. Phys.Chem. B 111 7812–24[91] Bennett W F D and Tieleman D P 2011 Water Defect and Pore Formation in Atomisticand Coarse-Grained Lipid Membranes : Pushing the Limits of Coarse Graining 122981–8[92] Yesylevskyy S O, Schäfer L V., Sengupta D and Marrink S J 2010 Polarizable watermodel for the coarse-grained MARTINI force field PLoS Comput. Biol. 6 1–17[93] Berger O, Edholm O and Jahnig F 2013 Molecular Dynamics Simulations of a FluidBilayer of Dipalmitoylphosphatidylcholine at Full Hydration , Constant Pressure ,Biophys. J 72 2002–13[94] Orsi M and Essex J W 2011 The ELBA force field for coarse-grain modeling of lipidmembranes PLoS One 6 1–22[95] Chiu S W, Pandit S a., Scott H L and Jakobsson E 2009 An improved united atom forcefield for simulation of mixed lipid bilayers J. Phys. Chem. B 113 2748–63[96] Lis M, Wizert A, Przybylo M, Langner M, Swiatek J, Jungwirth P and Cwiklik L 2011The effect of lipid oxidation on the water permeability of phospholipids bilayers Phys.Chem. Chem. Phys. 13 17555–63[97] Tristram-Nagle S, Petrache H I and Nagle J F 1998 Structure and interactions of fullyhydrated dioleoylphosphatidylcholine bilayers. Biophys. J. 75 917–25[98] L. Martinez, R. Andrade, E. G. Birgin J M M 2009 Packmol: A Package for BuildingInitial Configurations for Molecular Dynamics Simulations J. Comput. Chem. 30 2157–64[99] Humphrey W, Dalke A and Schulten K 1996 VMD: Visual molecular dynamics J. Mol.Graph. 14 33–8[100] Hoover G W 1985 Canonical dynamics: Equilibrium phase-space distributions Phys.Rev. 31 1695–7[101] Darden T, York D and Pedersen L 1993 Particle mesh Ewald: An N log(N) method forEwald sums in large systems J. Chem. Phys. 98 10089–92[102] Essmann U, Perera L, Berkowitz M L, Darden T, Lee H and Pedersen L G 1995 Asmooth particle mesh Ewald method J Chem Phys 103 8577–93[103] Hess B, Kutzner C, Van Der Spoel D and Lindahl E 2008 GRGMACS 4: Algorithms forhighly efficient, load-balanced, and scalable molecular simulation J. Chem. TheoryComput. 4 435–47[104] Hess B 2002 Determining the shear viscosity of model liquids from moleculardynamics simulations J. Chem. Phys. 116 209–17[105] Kučerka N, Nieh M P and Katsaras J 2011 Fluid phase lipid areas and bilayerthicknesses of commonly used phosphatidylcholines as a function of temperatureBiochim. Biophys. Acta - Biomembr. 1808 2761–71[106] Lewis B a and Engelman D M 1983 Lipid bilayer thickness varies linearly with acylchain length in fluid phosphatidylcholine vesicles. J. Mol. Biol. 166 211–7[107] Leekumjorn S and Sum A K 2007 Molecular characterization of gel and liquidcrystallinestructures of fully hydrated POPC and POPE bilayers J. Phys. Chem. B 1116026–33[108] Niki E, Yoshida Y, Saito Y and Noguchi N 2005 Lipid peroxidation: Mechanisms,inhibition, and biological effects Biochem. Biophys. Res. Commun. 338 668–76[109] El-beltagi H S and Mohamed H I 2013 Reactive Oxygen Species , Lipid Peroxidationand Antioxidative Defense Mechanism Not. Bot. Horti Agrobot. Chij-Napoca 41 44–57[110] Schnitzer E, Pinchuk I, Bor a., Leikin-Frenkel a. and Lichtenberg D 2007 Oxidation ofliposomal cholesterol and its effect on phospholipid peroxidation Chem. Phys. Lipids146 43–53[111] Chiu S W, Jakobsson E, Mashl R J and Scott H L 2002 Cholesterol-inducedmodifications in lipid bilayers: a simulation study. Biophys. J. 83 1842–53
