Amyloid‐beta (Aβ) protein is related to Alzheimer disease (AD), and various experiments have shown that oligomers as small as dimers are cytotoxic. Recent studies have concluded that interactions of Aβ with neuronal cell membranes lead to disruption of membrane integrity and toxicity and they play a key role in the development of AD. Molecular dynamics (MD) simulations have been used to investigate Aβ in aqueous solution and membranes. We have previously studied monomeric Aβ40 embedded in dipalmitoylphosphatidylcholine (DPPC) membrane using MD simulations. Here, we explore interactions of two Aβ40 peptides in DPPC bilayer and its consequences on dimer distribution in a lipid bilayer and on the secondary structure of the peptides. We explored that N‐terminals played an important role in dimeric Aβ peptide aggregations and Aβ‐bilayer interactions, while C‐terminals bound peptides to bilayer like anchors. We did not observe exiting of peptides in our simulations although we observed insertion of peptides into the core of bilayer in some of our simulations. So it seems that the presence of Aβ on membrane surface increases its aggregation rate, and as diffusion occurs in two dimensions, it can increase the probability of interpeptide interactions. We found that dimeric Aβ, like monomeric one, had the ability to cause structural destabilization of DPPC membrane, which in turn might ultimately lead to cell death in an in vivo system. This information could have important implications for understanding the affinity of Aβ oligomers (here dimer) for membranes and the mechanism of Aβ oligomer toxicity in AD.

中文翻译：

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二棕榈酰磷脂酰胆碱双层中Aβ40的二聚化及其对双层完整性的影响：在三个温度下的原子模拟。

淀粉样蛋白（Aβ）蛋白与阿尔茨海默病（AD）有关，各种实验表明，与二聚体一样小的寡聚体具有细胞毒性。最近的研究得出结论，Aβ与神经元细胞膜的相互作用导致膜完整性和毒性的破坏，它们在AD的发展中起关键作用。分子动力学（MD）模拟已用于研究水溶液和膜中的Aβ。我们以前使用MD模拟研究了嵌入二棕榈酰磷脂酰胆碱（DPPC）膜中的单体Aβ40。在这里，我们探讨了DPPC双层中两个Aβ40肽的相互作用及其对脂质双层中二聚体分布和肽二级结构的影响。我们探索了N末端在二聚Aβ肽聚集和Aβ双层相互作用中起着重要作用，C末端将肽像锚一样结合到双层上。尽管我们在某些模拟中观察到了肽插入双层核心的过程，但在模拟中并未观察到肽的存在。因此，似乎Aβ在膜表面的存在增加了其聚集速率，并且由于在二维方向上发生扩散，因此可以增加肽间相互作用的可能性。我们发现，二聚体Aβ像单体单体一样，具有引起DPPC膜结构不稳定的能力，进而可能最终导致体内系统中的细胞死亡。该信息可能对理解Aβ低聚物（此处为二聚体）对膜的亲和力以及AD中Aβ低聚物毒性的机理具有重要意义。尽管我们在某些模拟中观察到了肽插入双层核心的过程，但在模拟中并未观察到肽的存在。因此，似乎Aβ在膜表面的存在增加了其聚集速率，并且由于在二维中发生扩散，因此可以增加肽间相互作用的可能性。我们发现，二聚体Aβ像单体单体一样，具有引起DPPC膜结构不稳定的能力，进而可能最终导致体内系统中的细胞死亡。该信息可能对理解Aβ低聚物（此处为二聚体）对膜的亲和力以及AD中Aβ低聚物毒性的机理具有重要意义。尽管我们在某些模拟中观察到了肽插入双层核心的过程，但在模拟中并未观察到肽的存在。因此，似乎Aβ在膜表面的存在增加了其聚集速率，并且由于在二维方向上发生扩散，因此可以增加肽间相互作用的可能性。我们发现，二聚体Aβ像单体单体一样，具有引起DPPC膜结构不稳定的能力，进而可能最终导致体内系统中的细胞死亡。此信息可能对理解Aβ低聚物（此处为二聚体）对膜的亲和力以及AD中Aβ低聚物毒性的机制具有重要意义。因此，似乎Aβ在膜表面的存在增加了其聚集速率，并且由于在二维方向上发生扩散，因此可以增加肽间相互作用的可能性。我们发现，二聚体Aβ像单体单体一样，具有引起DPPC膜结构不稳定的能力，进而可能最终导致体内系统中的细胞死亡。该信息可能对理解Aβ低聚物（此处为二聚体）对膜的亲和力以及AD中Aβ低聚物毒性的机理具有重要意义。因此，似乎Aβ在膜表面的存在增加了其聚集速率，并且由于在二维方向上发生扩散，因此可以增加肽间相互作用的可能性。我们发现，二聚体Aβ像单体单体一样，具有引起DPPC膜结构不稳定的能力，进而可能最终导致体内系统中的细胞死亡。该信息可能对理解Aβ低聚物（此处为二聚体）对膜的亲和力以及AD中Aβ低聚物毒性的机理具有重要意义。进而可能最终导致体内系统中的细胞死亡。该信息可能对理解Aβ低聚物（此处为二聚体）对膜的亲和力以及AD中Aβ低聚物毒性的机理具有重要意义。进而可能最终导致体内系统中的细胞死亡。此信息可能对理解Aβ低聚物（此处为二聚体）对膜的亲和力以及AD中Aβ低聚物毒性的机制具有重要意义。