Study of the molecular organization of model lipid membranes

Celem niniejszej pracy było zbadanie organizacji molekularnej modelowej monowarstwy lipidowej imitującej raft lipidowy komórki zwierzęcej przy różnej zawartości aktywnego chlorku 1-palmitoilo-2-oleoilo-sn-glicero-etylofosfocholiny (EPOPC). Badania obejmowały pomiary wykorzystujące wagę Langmuira oraz mikroskop kąta Brewstera. Analiza otrzymanych wyników pozwoliła stwierdzić, że wbudowywanie się EPOPC do układu SM/CHOL=2:1 prowadzi do znaczących zmian we właściwościach modelowych membran biologicznych. Dodatek lipoidu kationowego powoduje obniżenie stopnia skondensowania i upłynnienie badanej membrany, a także spadek stopnia upakowania cząsteczek i uporządkowania łańcuchów acylowych. Ponadto, obecność EPOPC przyczynia się do zmian w oddziaływaniach międzycząsteczkowych, a mianowicie powoduje osłabienie interakcji pomiędzy sfingomieliną i cholesterolem jakie występują w modelowym rafcie lipidowym. Wynika to z dodatniego ładunku lipidu kationowego, który to przyczynia się do pojawienia się dodatkowych oddziaływań elektrostatycznego odpychania pomiędzy jednoimiennie naładowanymi cząstkami.

The aim of this work was to investigate the model molecular organization of a lipid monolayer which imitates the lipid raft of animal cells with different contents of active 1-palmitoyl-2-oleoyl-sn-glycero-ethylphosphocholine chloride (EPOPC). The experiments included measurements by using Langmuir trough and Brewster angle microscope. Analysis of the obtained results revealed that the embedment of EPOPC into SM / CHOL = 2:1 leads to significant changes in properties of model biological membranes. The addition of a cationic lipoid results in a decrease in the degree of condensation and fluidization of the membrane, and also in a decrease in the compaction of the particles and the arrangement of the acyl chains. The presence of EPOPC contributes to changes in intermolecular interactions. EPOPC weakens the interaction between sphingomyelin and cholesterol that occur in model lipid rafts. This is due to the positive charge of the cationic lipid, which contributes to the occurrence of additional effects of electrostatic interaction between single-sign charged particles.