Влияние липидного состава и присутствия полимеров на латеральную диффузию и состояние липидов в модельных биомембранах

• Автор: Мунавиров, Булат Василевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 117 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СТРУКТУРНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ЛИПИДНЫХ СИСТЕМ. ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЛИПИД-ЛИПИД И ЛИПИД-МАКРОМОЛЕКУЛА,
ИХ ВЛИЯНИЕ НА СТРУКТУРУ СИСТЕМЫ И ТРАНСЛЯЦИОННУЮ ПОДВИЖНОСТЬ МОЛЕКУЛ ЛИПИДОВ
1.1. Структурные особенности организации липидных систем
1.2. Условия образования доменов в липидном бислое
1.2.1. Роль взаимодействий типа липид-липид в образовании латеральных фазовых доменов
1.2.2. Роль взаимодействий типа липид-полимер в образовании латеральных фазовых доменов
1.3. Основные подходы ЯМР, использованные в работе
1.3.1. Явление ЯМР. Взаимодействие ядерных спинов
1.3.2. ЯМР с импульсным градиентом магнитного поля
1.3.3. Дипольное уширение линий ЯМР. MAS - вращение образца под магическим углом
1.3.4. Ядерный эффект Оверхаузера (ЯЭО). Методика NOESY
1.3.5. Особенности 31Р спектроскопии липидов
1.3.6. Теория свободного объема применительно к исследованиям латеральной подвижности липидов в бислое
Заключение
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Особенности исследования трансляционной подвижности в макроскопически ориентированных липидных бислоях
2.2. Основные характеристики объектов исследования
2.3. Методика приготовления образцов
2.3.1. Макроскопически ориентированные липидные бислои
2.3.2. Униламеллярные липидные везикулы
2.4. Параметры экспериментального оборудования
2.5. Особенности анализа данных, полученных с помощью ЯМР с ИГМП
2.6. CORE - метод обработки мультиэкспоненциальных ДЗ

ГЛАВА 3. ОСОБЕННОСТИ ЛАТЕРАЛЬНОЙ ДИФФУЗИИ ЛИПИДОВ, УЧАСТВУЮЩИХ В ОБРАЗОВАНИИ ЛАТЕРАЛЬНЫХ ДОМЕНОВ («RAFTS»), В ОДНО- И ДВУХ- КОМПОНЕНТНЫХ
ЛИПИДНЫХ БИСЛОЯХ
3.1. Латеральная диффузия в однокомпонентных бислоях сфингомиелинов
3.2. Латеральная диффузия в бислоях, образованными эквимолярными смесями
сфингомиелинов с фосфатидилхолином
Заключение
ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ МАКРОМОЛЕКУЛ НА ЛАТЕРАЛЬНУЮ ОРГАНИЗАЦИЮ И ПОДВИЖНОСТЬ ЛИПИДНОГО БИСЛОЯ
4.1. Латеральная организация липидного бислоя в присутствии
полиэтиленгликоля
4.2. Латеральная организация липидного бислоя в присутствии полиакриловой кислоты
4.3. Особенности взаимодействия полилизина с липидным бислоем
Заключение
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
Благодарности
ЦИТИРУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы. Липиды - один из классов сложных молекул, насчитывающий тысячи видов, присутствующий в клетках и тканях животных и растений. Липиды участвуют в разнообразных биохимических процессах, однако их важнейшие функции проявляются в составе биологических мембран. Формируя основу биологической мембраны, они напрямую ответственны за целостность клетки и ее сообщение с внешней средой. В последние годы традиционное представление о биологической мембране как однородном липидном бислое, (жидкостно-мозаичная модель Сингера и Николсона [1]) претерпело существенное изменение. Использование современных физических методов показало, что в составе липидного бислоя присутствуют области, в которых липиды упакованы более плотно, а подвижность молекул заторможена, по сравнению с основной матрицей [2, 3]. В литературе их называют «упорядоченные домены» или «рафты». «Рафтам» приписывают ключевую роль во многих важных функциях биомембраны: они участвуют в передаче сигналов внутри клетки и вовне ее, внутриклеточном транспорте липидов, апоптозе, экзо- и эндо- цитозе; «рафты» необходимы для нормального функционирования большинства мембранных белков [2, 3]. Особую роль «рафтам» отводят в развитии заболеваний, связанных с разрушением биомембран белками, принимающими ненативные, «токсичные» конформации: болезни Паркинсона, Альцгеймера, прионные заболевания и т. д. [4]. Причины и механизмы образования «рафтов» до сих пор однозначно не установлены. Некоторые исследователи считают, что они могут быть связаны с самопроизвольным жидкостным фазовым разделением многокомпонентной липидной матрицы. В этом процессе особая роль отводится специфическим липидам, относящимся к следующим типам: фосфатидилхолинам, сфинголипидам и холестеринам [5]. Изучению роли холестерина на фазовое разделение уделялось большое внимание, однако влияние состава и взаимодействия двух других липидных компонент остается мало изученным. Другие группы исследователей полагают, что более

(лабораторной системы координат), где она, эволюционирует в течение времени б. Второй 90° импульс поворачивает намагниченность спина I к направлению параллельному оси г лабораторной системы координат, совпадающей с направлением магнитного поля. В результате, в течение времени 1т происходит частичный перенос намагниченности со спина I на спин Б, за счет диполь-дипольного взаимодействия этих двух спинов. Третий 90° импульс поворачивает намагниченность, теперь уже спина Б в плоскость ху и, в течение времени Х.2 происходит регистрация сигнала свободной индукции (на частоте спина Б). В то же время, не следует забывать, что детектируемый сигнал свободной индукции амплитудно-модулирован на частоте спина I. После двумерного Фурье преобразования полученного в результате варьирования її и Х.2 массива данных получим двумерный спектр типичный вид, которого представлен на рисунке 1.11. Результат переноса намагниченности от I к Б на двумерном спектре проявляется в виде соответствующей линии, называемой кросспиком.
Рисунок 1.11 — Типичный вид двумерного NOESY спектра: (А) “псевдотрехмерное” и (Б) контурное представления Главная диагональ разделяет весь спектр на две одинаковые половины. При этом пики находящиеся на самой диагонали (диагональные) - есть вклад ядер, не участвовавших в процессах переноса намагниченности в течение времен ti и tmix. Как результат - эти линии симметричны в обоих направлениях. Пики, не лежащие на диагонали принято называть кросс-пиками. Они есть результат переноса