Одиночные поры бислойных липидных мембран в температурной области фазового перехода гель-жидкий кристалл

• Автор: Богатырева, Наталья Эдуардовна
• Шифр специальности: 03.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 103 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение .

Глава I. Обзор литера зуры

1. Липидная пора. .

2. Время жизни мембраны с норой

3. Норы при осмотическом пробое

4. Норы при электрическом пробое.

5. Поры при фазовом переходе.

6. Заз екание липидных пор.

7.Разрыв куполообразных мембран

Глава II. Материалы и мсгоды

1. Используемые материалы
2. Меюдика формирования бислойных липидных мембран
3. Выгибание мембран и измерение поверхностною натяжения.
4. Методика прш ошвленим липосом .
5. Установка для проведення электрических измерений
6. Калориметрические измерения
Глава III. Флуктуации тока в бислойных липидных мембранах из динальмитонлфосфатидилхолнна при температуре фазового перехода жидкокрисаллическое состояние гель
1. Обшам картина изменений проводимое н ЬЛМ при фазовом переходе
2 Флуктуации ока в ЬЛМ
3. Распределение межимпульсных интервалов
4. Радиусы липидных пор
5. Кинетика та екания липилных пор.
ГЛАВА 4. ПРОВОДИМОСТЬ КУПОЛООБРАЗНЫХ МЕМБРАН.
1. Создание куполообразной мембраны большом площади из исходно плоской БЛМ.
2. Модель ньн ибаннн мембраны а
3. Экспериментальная зависимость площади мембраны от объема жидкости, добавленной с одной ее стороны
4. Измерение проводнмос и БЛМ при температуре фазового перехода в условиях роста плошали . .
5. Амплитудные и временные характеристики флуктуации тока. ГЛАВА 5. ВРЕМЕНА ЖИЗНИ БИСЛОЙНЫХ ЛИПИЛНЫХ
МЕМБРАН В ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКОМ И ГЕЛЬ
СОСТОЯНИЯХ
1. Эксперименты но оредс.денио времени жизни БЛМ при различных температурах ......
2. Расчс времени жизни БЛМ с норой но формуле Дерн ина
ОБСУЖДЕНИЕ а
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


После выключения стрессового воздействия бислойная липидная мембрана может вернуться к состоянию с низкой проводимостью размеры липидных пор недостаточны для прохождения гидратированного иона. В липидном бислос образуются два вида пор гидрофобные и гидрофильные поры, отличающиеся краевой энергией. Развитие поры зависит от критических параметров энергетическою барьера и критического радиуса. В настоящее время наиболее исследованы механизмы образования липидных пор в условиях осмотическою давлсния ,. Проблемой стабильности пленок с порами занимались Дерягин и ,. В лаборатории Антонова в начале х были обнаружены липидные норы при фазовом переходе жидкокристаллическое состояниегель. Поры были зарегистрированы по флуктуациям трансмембранного тока в режиме фиксации потенциала. Цель и задачи исследования. В отличие от белковых каналов липидные поры при температурном фазовом переходе быстро затекают в результате диффузии липидных молекул и для получения популяции пор. БЛМ обычно замораживают 4. Распределение нор в этом случае зависит от соотношения скоростей движения фронта фазового перехода и затекания отдельных пор. Как правило, удается зарегистрировать популяцию пор, обогащенную медленно затекающими порами. В данной работе впервые предпринята попытка регистрации популяции липидных пор при фиксированной температуре, соответствующей области фазового перехода из жидкокристаллического состояния в гель. В качестве объектов исследования были выбраны БЛМ из синтетического дипальмнгоилфосфатидилхолина с узкой температурной зоной фазового перехода и природный фосфолипид яичный лецитин, подвергнутый предварительной гидрогенизации. В опытах с электрическим пробоем БЛМ 6 установлено, что устойчивость липидных мембран, определяемая временем жизни БЛМ. ДсрягииаГутопаПрохорова. Основной причиной разрушения липидного бислоя является появление и рост критической поры в результате наложения электрического поля большой напряженности Пробойное напряжение при этом превышало 0 мВ. Поведение БЛМ в условиях фазового перехода также является критическим, несмотря на то, что напряжение на мембране не превышает 0 мВ. В соответствии с теорией Деря ГутопаПрохорова критическими параметрами в этом случае становятся поверхностное натяжение бислоя о и линейное натяжение кромки поры у. Последняя величина не поддастся экспериментальной проверке. Поэтому представляется важным получить количественную оценку линейного натяжения кромки норы на основе измерения времени жизни БЛМ в условиях фазового перехода и расчетных формул, вытекающих из теории ДсрягинаГутопаПрохорова. Цель настоящего исследования изучение процессов возникновения и затекания липидных пор при фазовом переходе, определение характеристик липидных пор, изучение зависимости времени жизни мембраны с порой от фазовою состояния. ДерягинаГутопаПрохорова в условиях фазовою перехода. ПронштсйнаИсеровича для описания диффузионного затекания. ЧАСТЬ 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ. I. Липилные поры. Бимолекулярный слой фосфолипидов составляет основу любой клеточной мембраны. Непрерывноеть и стабильность бислоя определяет его барьерные и механические свойства. Изучение физических механизмов сохранения стабильности и целостности биологических мембран способствует пониманию таких фундаментальных биологических процессов. Во всех этих явлениях, как и во многих других, мембраны подвержены двум видам нестабильности образованию пор и изги6у. Данная работа посвящена нестабильности мембран, связанной с образованием пор. Следует отметить, что не всегда образование пор приводит к разрушению мембраны. Причинами появления пор в мембранах являются тепловые флуктуации, а также действие внешних факторов. К числу таких факторов относятся осмотическое давление, электрический пробой, действие детергентов, а также фазовый переход из жидкокристаллического в гсльсостоянис и в гексагональную фазу II. В липидном бис. Гидрофобная пора это гакос изменение в структуре бислоя, при котором липидные молекулы раздвигаются, сохраняя свою ориентацию относительно плоскости бислоя рис. Гидрофильная пора пора, липидные молекулы которой выстилают ее внутреннюю поверхность полярными головками рис. Е 2л7