Badanie wpływu wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych na właściwości modelowych błon biologicznych

This MA thesis regards the application of Langmuir monolayers formed by anionic phospholipids: cardiolipin and phosphatidylglycerol as model bacterial membranes in the studies of the influence of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) on soil bacteria. In the first part of the thesis the problems regarding: the PAH-related contamination of the environment, their systematics and toxicity were covered. Attention was also paid to the importance of decomposer biocenoses in the nature. The knowledge regarding the structure of cellular membranes and the scientific models applied for the research of membrane-related phenomena was also referred.. Special attention was paid to Langmuir monolayers as the membrane models studied in this thesis. 5 different PAHs differing in their structure, linear: tetracene and pentacene, angular-cluster: pyrene and benzo[a]pyrene and cluster: coronene were applied. It turned out that pyrene and benzo[a]pyrene have the ability to mix with bacterial phospholipids even at considerable mole ratios. On the contrary, the other PAHs are not incorporated to the model membranes and separate forming multilayer aggregates which was proved with the application of Brewster angle microscopy. The obtained results throw light on the mechanism of PAH-bacterial membrane interactions which can be useful in the search for bacterial species capable of PAH biodegradation.

Niniejsza praca magisterska dotyczy zastosowania monowarstw Langmuira utworzonych przez fosfolipidy anionowe: kardiolipinę i fosfatydyloglicerol jako modelowych błon bakteryjnych do badania wpływu wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych (WWA) na komórki bakterii glebowych. W części literaturowej przedstawiono problem zanieczyszczenia środowiska WWA, omówiono systematykę tej grupy połączeń oraz ich toksyczne właściwości. Scharakteryzowano również biocenozy destruentów i omówiono ich znaczenie w przyrodzie. Przedstawiono również stan wiedzy dotyczący budowy błony komórkowej oraz modele służące do badania zjawisk zachodzących w błonach ze szczególnym uwzględnieniem monowarstw Langmuira. Do badań zastosowano 5 różnych WWA różniących się strukturą, liniowe: tetracen i pentacen, kątowo-klasterowe: piren i benzo[a]piren oraz klasterowe – koronen. Badania wykazały, że piren i szcz4ególnie benzo[a]piren wykazują zdolność mieszania się z fosfolipidami błon bakteryjnych do stosunkowo znacznych proporcji molowych. W odróżnieniu od nich pozostałe WWA nie są inkorporowane do modelowych membran i wydzielają się z nich w postaci wielowarstwowych agregatów, co potwierdzono stosując mikroskopię kąta Brewstera. Uzyskane wyniki pozwalają zrozumieć mechanizm oddziaływania WWA z błonami bakteryjnymi, co może być przydatne przy poszukiwaniu gatunków bakterii zdolnych biodegradować WWA.