Навигация
ФАЗОВЫЕ ДИАГРАММЫ ОДНОКОМПОНЕНТНЫХ ВОДНО-ЛИПИДНЫХ СИСТЕМ
31746
знаков
0
таблиц
14
изображений
2.2 ФАЗОВЫЕ ДИАГРАММЫ ОДНОКОМПОНЕНТНЫХ ВОДНО-ЛИПИДНЫХ СИСТЕМ
На рис. 2.5 представлена фазовая диаграмма в координатах температура—концентрация для двух распространенных гликолипидов, выделенных из растений. Дигалактозилдиацилгли-церол образует стабильную ламеллярную фазу. При низком содержании воды имеется только гидратированная фаза, а при содержании воды 20% сосуществуют две фазы — мультиламеллярная гидратированная липидная фаза и вода основного объема. К неограниченному набуханию ДГДГ не способен.
На приведена фазовая диаграмма для дипальмитоилфос-фатидилхолина. Этот липид существует в ламеллярной форме при самых разных условиях. При добавлении воды он «набухает» до тех пор, пока между слоями не скопится максимально возможное количество воды. В этой точке образуется двухфазная система, представляющая собой взвесь мультиламеллярных липо-сом. Обратите внимание, что между фазой геля и жидкокристаллической ламеллярной фазой имеется еще одна фаза. Это так называемая «рифленая» фаза. В этой фазе поверхность бислоя на электронных микрофотографиях имеет волнообразный вид. Температурный фазовый переход Р0, -» La называется главным, а переход ц, -» Р^, — предпереходом.
Липиды, имеющие объемные полярные головки, обычно претерпевают предпереход, свидетельствующий о наличии фазы, промужеточной между гелевой и жидкокристаллической. В Ра,-фазе дипальмитоилфосфатидилхо-лина ацильные цепи, вероятно, наклонены, хотя спектры комбинационного рассеяния говорят о том, что они по-прежнему, как и в фазе геля, находятся преимущественно в полностью-трянс-конфигурации.
2.3 ДВА МЕТОДА ИЗУЧЕНИЯ ЛИПИДНОГО ПОЛИМОРФИЗМА
Кроме метода дифракции рентгеновских лучей для характеристики свойств липидных фаз использовали и другие методы. Один из них, оказавшийся особенно полезным, — это электронная микроскопия замороженных сколов. Второй метод, 31Р-ЯМР, был введен в исследовательскую практику несколько позже и нашел применение для обнаружения небислойных структур, которые, как полагают, играют особую роль в биологических мембранах.
1. Электронная микроскопия липидных фаз с применением метода замораживания—травления. Этот метод оказался очень полезным при изучении структурной организации различных липидных фаз. Примеры получаемых при этом электронных микрофотографий приведены на рис. 2.7. Жидкокристаллическая фаза на этих микрофотографиях всегда выглядит как гладкая поверхность, а Р^.-фаза — как рифленая. Геле-вая фаза выглядит как гладкая поверхность, но при определенных условиях приготовления препарата имеет спиральную текстуру из-за возникновения случайных дефектов в плотной упаковке. Гексагональная фаза, образуемая такими лип идами, как ненасыщенный фосфатидилхолин, выяляется на микрофотографиях после замораживания—травления как стопка цилиндров. При приготовлении образцов липиды уравновешивают в условиях, подходящих для формирования нужных структур, а затем быстро замораживают, чтобы организация этих структур не успела измениться.
Электронно-микроскопические методы использовались также для изучения «липидных частиц». Эти частицы нередко наблюдаются в бинарных смесях, если один из липидов склонен образовывать фазу Ни, а другой — бислойные структуры. Липидные частицы образуются в чисто липидных образцах и потому отличаются от «белковых частиц», которые наблюдаются в биологических мембранах и в реконструированных белково-липид-ных системах. Было высказано предположение, что липидные частицы представляют собой вывернутые мицеллы, расположенные внутри бислоя, и что они играют определенную роль в биологических процессах, облегчая слияние мембран или стабилизируя их на сильно искривленных участках, как, например, в мем^ бране тилакоидов. Однако четких доказательств биологической роли липидных частиц пока не получено.
2. Исследование бислоев методом пР-ЯМР. Этот метод также используется для структурной характеристики гидратирован-ных липидов. Например, фосфолипиды в гексагональной фазе Ни дают спектры 31Р-ЯМР, резко отличающиеся от спектров фосфолипидов в ламеллярной фазе. С помощью этого метода исследовался переход ламеллярной фазы в гексагональную в липидах и липидных смесях. Недостатком метода является некоторая неопределенность при интерпретации спектров в случае изотропного усреднения за счет относительно быстрых движений. Полагают, что такой спектр отвечает структурам типа «липидных частиц», однако это объяснение не является единственно возможным. Как было показано, метод 31Р-ЯМР позволяет надежно установить наличие гексагональной Ни-фазы в чисто липидных дисперсиях, но в случае биологических мембран к подобным выводам следует относиться с осторожностью, особенно если они не подтверждены другими методами.
Метод 31Р-ЯМР оказался весьма полезным при определении ориентации и динамического поведения полярных головок фосфолипидов, а также структурных возмущений, вносимых в бислой мембранными белками.
Похожие работы
... является курсом, для изучения которого необходимо наличие знаний об основных принципах организации биологических молекул, строении и механизмах действия ферментов. Дисциплина биохимия мембран относится к дисциплинам специализации федерального компонента. 5. Распределение времени, отведенного на изучение дисциплины по учебному плану Форма учебной работы Форма обучения Очная По ...
... к уменьшению латеральной диффузии. 5. Липидно-белковые взаимодействия Большинство методов, применяемых для изучения упорядоченности и динамических свойств мембран, используется и для исследования липидно-белковых взаимодействий. Работы по изучению этих взаимодействий были в основном направлены на выяснение влияния мембранных белков на физическое состояние липидов. Рассмотрим типичную мембрану ...
... животных клеток, а фосфатидилэтаноламин — это нередко основной липид бактериальных мембран. В табл. представлен ряд жирных кислот, наиболее часто встречающихся в составе фосфолипидов, а в табл. приведен жирнокислотный состав клеточных мембран печени крысы. Жирные кислоты почти всегда содержат четное число атомов углерода в пределах от 14 до 24. Наиболее распространены кислоты С16, С18 и С20. ...
... - восстановительные. 5.Ферменты патогенности (вирулентности). Ферментный состав клетки определяется геномом и является достаточно постоянным признаком. Знание биохимических свойств микроорганизмов позволяет идентифицировать их по набору ферментов. Основные продукты ферментирования углеводов и белков- кислота, газ, индол, сероводород, хотя реальный спектр для различных микроорганизмов намного ...
0 комментариев