Studies of the mechanism of the interactions between biologically active pentacyclic triterpenes from oleanane group with bacterial membrane phospholipids - application of Langmuir monolayer technique.

This MA thesis concerns the investigation of the interactions between pentacyclic triterpenes -amyrin (AMalf) and ursolic acid (Urs) with the phospholipids of Escherichia coli membrane. In the introductory part of the thesis the systematics of terpenes and their pharmaceutical properties were described. The information regarding: the structure of biomembranes, and especially bacterial membranes, membrane phospholipids with special stress on cardiolipin function and structure, was provided. The models of cellular membranes, underlining the significance of Langmuir monolayers, were discussed. In the experimental part of the thesis the investigated molecules, means of the performance of the experiments and the applied scientific instruments were described. The presentation of the results was divided on subsections. The physicochemical characterization of the one, two and three-component monolayers was provided. For all the systems the  – A isotherms were recorded and interpreted. Also the thermodynamic calculations were performed. It was indicated that the interactions of AMalf and Urs with POPE, the main phospholipid of E. coli membrane, are energetically beneficial. For ternary monolayers mimicking E. coli membranes the observed interactions were energetically unfavorable. It was proved that at low concentrations AMalf can be a more effective antibacterial drug than Urs

Niniejsza praca magisterska dotyczy badania oddziaływania pentacyklicznych triterpenów -amyryny (AMalf) i kwasu ursulowego (Urs) z fosfolipidami błony bakteryjnej Escherichia coli. W części literaturowej przedstawiono systematykę terpenów oraz ich farmakologiczne właściwości. Przedstawiono informacje o budowie błony komórkowej, a w szczególności błony bakteryjnej oraz o fosfolipidach błonowych, zwracając uwagę na znaczenie kardiolipin. Omówiono sposoby modelowania błon biologicznych ze szczególnym uwzględnieniem monowarstw Langmuira. W części doświadczalnej pracy magisterskiej omówiono badane substancje, sposób prowadzenia eksperymentów oraz zastosowaną aparaturę badawczą. Omówienie wyników podzielono na kilka części. Przedstawiono fizykochemiczną charakterystykę monowarstw: jedno, dwu i trójskładnikowych. Dla wszystkich układów zarejestrowano izotermy ciśnienia powierzchniowego i przeprowadzono ich interpretację. Przeprowadzono również obliczenia termodynamiczne. Badania wykazały korzystne energetycznie oddziaływania AMalf i Urs z POPE, głównym fosfolipidem błony E. coli. Natomiast w przypadku układów trójskładnikowych imitujących błony bakteryjne zaobserwowano niekorzystne energetycznie oddziaływania. Wykazano, że w małych stężeniach AMalf może być skuteczniejszym lekiem antybakteryjnym niż Urs.