Теория линейного натяжения и взаимодействия липидных доменов в бислойных мембранах

• Автор: Акимов, Сергей Александрович
• Шифр специальности: 03.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 127 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

Часть I. Обзор литературы

Глава 1. Липидные и лииидбелковые микродомены

Глава 2. Механика мембран

Часть И. Линейное натяжение и энергия взаимодействия

в приближении прямой границы

Глава 1. Постановка задачи

Г лава 2. Деформации наклона и растяжениясжатия

Глава 3. Деформации наклона и поперечного изгиба

Глава 4. Деформации наклона, поперечного изгиба и растяжсниясжатия

Часть III. Рафт конечного размера
Глава 1. Энергия границы рафта произвольного размера
Глава 2. Распределение рафтов по размерам
Глава 3. Результаты и их обсуждение
Заключение
Выводы
Приложение 1. Непрерывность нейтральной поверхности на границе рафта
Приложение 2. Амплитуда тепловых флуктуаций формы границы рафта
Список публикаций
Список литературы


Добавление фермента всегда приводило к исчезновению рафтов, в то время как если бы рафты затрагивали только один монослой, исчезновение происходило бы только в половине случаев когда рафт расположен в том же монослое, со стороны которого добавлен фермент при условии медленного обмена липидом между монослоями. Механизмы сопряжения рафтов в различных монослоях мембраны в настоящее время не выяснены. Сопряжение может быть обусловлено образованием димеров из молекул холестерина, расположенных в различных монослоях. Такая димеризация холестерина зарегистрирована как в обычных мембранах, так и в мембранах, содержащих сфингомиелин, в узком диапазоне толщины бислоя ii . Для исследования липидных монослоев и бислоев на подложке широко применяются методы атомной силовой микроскопии ii . . , . В этих экспериментах, а также в опытах с использованием рентгеновского рассеяния vi . Это связывают с удлинением углеводородных цепей сфингомиелина в присутствии холестерина в рафте вследствие их более упорядоченной упаковки , . Ансамбль рафтов в модельных мембранах ведет себя довольно хаотически рафты быстро движутся, сталкиваются, сливаются v . Часто два рафта, подойдя друг к другу практически вплотную, некоторое время стоят на месте, а затем расходятся. Результаты этих наблюдений позволяют предполагать, что между границами рафтов действует короткодействующее отталкивание, затрудняющее их слияние. Многочисленные экспериментальные данные свидетельствуют, что форма микродоменов существенно зависит от состава мембраны. В экспериментах на плоских бислоях v . . ii . . ii . , домены начинают вытягиваться, их форма становится нерегулярной, и в итоге формируется связная нитевидная структура. В мембранах, нанесенных на подложку, атомной силовой микроскопией были зарегистрированы обогащенные гликосфинголипидом домены, размер которых составляет 0 нм , , т. Такое различие масштабов могло бы объясняться влиянием подложки, однако, в последнее время методом ядерного магнитного резонанса домены размером нм были зарегистрированы в системах, в которых подложка отсутствует V . В этой работе исследовались смеси из холестерина, диолеилфосфатидилхолнна и днпальмитоилфосфатидилхолина с различным количественным соотношением компонентов. Исследования проводились флуоресцентной микроскопией на гигантских однослойных везикулах и методом ядерного магнитного резонанса на мультислойных везикулах. Было обнаружено наличие двух характерных температур ix и 70, ix Т При температуре выше ix система представляет собой однородную смесь. В промежутке от до ix наблюдается образование доменов, размер которых при регистрации флуоресцентной микроскопией составляет 1мкм, а ядерным магнитным резонансом нм. При понижении температуры доля площади поверхности гигантской однослойной везикулы, покрытая рафтами, возрастает. Ниже температуры размер рафтов, регистрируемый обоими методами, практически одинаков и составляет 1 мкм. При дальнейшем понижении температуры доля площади поверхности гигантских однослойных везикул, покрытая рафтами, практически не изменяется. Попутно отметим, что в этой работе количественно определены составы рафга и окружающей мембраны и построены линии фазового разделения. В работе ivi, для исследования рафтов применялся метод флуоресценции резонансного переноса энергии, позволяющий обнаруживать неоднородности мембраны размером порядка десятков нанометров. В модельных мембранах, близких по составу к клеточным, этим методом были зарегистрированы нанодомены даже при физиологических температурах, в то время как флуоресцентная микроскопия показывает однородное распределение компонентов. Нанодомсны этим же методом были обнаружены также в работе i . Эти исследования являются существенным аргументом в пользу адекватности использования рафтов в искусственных бислоях в качестве модели рафтов клеточных мембран. Рафты в клеточных мембранах. Размер рафтов в клеточных мембранах исключительно мал.