Comparison of the effect of polycyclic aromatic hydrocarbons and their mononitro-derivatives on fungal membrane models

Celem niniejszej pracy magisterskiej była próba określenia wpływu trwałych zanieczyszczeń organicznych na właściwości fizyczne modelowych błon grzybiczych. Zbadany został wpływ pirenu/1-nitropirenu, fluorantenu/3-nitrofluorantenu i benzo[a]pirenu/6-nitrobenzo[a]pirenu na dwa, trójskładnikowe modele błon grzybiczych. Wybrane do badań zanieczyszczenia ulegają kumulacji w glebach, występują na rozległych obszarach oraz oddziałują toksycznie na organizmy glebowe. Uzyskane wyniki wskazują, że zarówno WWA jak i ich mononitropochodne mogą być wbudowane do matrycy lipidowej błony plazmatycznej komórek grzybiczych, co jest koniecznym warunkiem rozpoczęcia metabolizmu i ich degradacji. Inkorporacja cząsteczek WWA i nitro-WWA oraz ich wpływ na właściwości fizyczne modelowych błon grzybiczych zależy od składu lipidowego membrany, nasycenia łańcuchów węglowodorowych lipidów, które tworzą daną monowarstwę oraz od struktury cząsteczki TZO. Dla niektórych WWA wprowadzenie grupy nitrowej może stanowić zawadę steryczną zakłócającą interakcję cząsteczek TZO z hydrofobowymi cząsteczkami lipidów błonowych. Struktura badanych WWA i nitro-WWA wpływa na zdolność do włączenia się w bardziej zorganizowane i skondensowane domeny błon. Możliwość włączenia TZO do domen skondensowanych oznacza, że związki te mogą wpływać na strukturę i funkcję tratw lipidowych w błonach plazmatycznych.

The aim of this master thesis was an attempt to determine the influence of persistent organic pollutants on the physical properties of model fungal membranes. The influence of pyrene/1-nitropyrene, fluoranthene/3-nitrofluoranthene and benzo[a]pyrene/6-nitrobenzo[a]pyrene on two three-component models of fungal membranes was investigated. These pollutants accumulate in soils, occur in large areas, and have a toxic effect on soil organisms. The obtained results indicate that both, PAHs and nitro-PAHs, can be incorporated into the lipid matrix of the fungal membranes, which is a necessary condition for the initiation of metabolism and their degradation. The incorporation of PAH and nitro-PAH molecules and their influence on the physical properties of model fungal membranes depends on the lipid composition of the membrane, saturation of the hydrocarbon chains of lipids that form a monolayer, and the structure of the POP molecule. For some PAHs, the introduction of a nitro group may be a steric hindrance, disturbing the interaction of POPs with hydrophobic membrane lipid molecules. The structure of the tested PAHs and nitro-PAHs influences the ability to join more organized and condensed domains of membranes. The possibility of incorporating POPs into condensed domains means that these compounds can affect the structure and function of lipid rafts in plasma membranes.