Слайд 1ПРИНЦИПЫ ОРГАНИЗАЦИИ ЛИПИДНОГО БИСЛОЯ
Слайд 2ПОДВИЖНОСТЬ ЛИПИДОВ В МЕМБРАНЕ
Слайд 3
ИЗМЕНЕНИЕ ОРИЕНТАЦИИ ПОЛЯРНЫХ ГОЛОВ
ЛАТЕРАЛЬНОЕ ДВИЖЕНИЕ
КОЛЕБАНИЯ АЦИЛЬНЫХ ЦЕПЕЙ
ОБРАЗОВАНИЕ КИНКОВ И ПЕРЕМЕЩЕНИЕ
ИХ ВДОЛЬ АЦИЛЬНЫХ ЦЕПЕЙ
РОТАЦИОННАЯ ПОДВИЖНОСТЬ
ФЛИП-ФЛОП
ВЫХОД ИЗ БИСЛОЯ
Слайд 4I – изменение ориентации полярных голов
II – латеральная диффузия
III –
колебания жирнокислотных цепей
IV – образование кинков
V – ротационная подвижность
VI –
флип-флоп
Слайд 5ДИНАМИКА ЛИПИДОВ В МЕМБРАНЕ
а
б
в
а) ротационная подвижность(10-9 с)
б) латеральная подвижность(10-7 с)
в)
трансмембранный переход (флип-флоп) (от 20-30 мин до 1 ч в
природных мембранах)
Слайд 6
УПАКОВКА ЛИПИДОВ В МЕМБРАНЕ, ПОДВИЖНОСТЬ ЖИРНОКИСЛОТНЫХ ХВОСТОВ, ОБРАЗОВАНИЕ КИНКОВ
Слайд 7ПРОСТРАНСТВЕННАЯ КОНФОРМАЦИЯ ЖИРНЫХ КИСЛОТ
1 – насыщенная углеводородная цепь
2 – ненасыщенная
цепь в цис-конформации
3 – насыщенная цепь в гош-конформации
Слайд 8ИЗОМЕРИЯ ЖИРНЫХ КИСЛОТ
ДВОЙНАЯ СВЯЗЬ
Слайд 9ОБРАЗОВАНИЕ ДЕФЕКТОВ В МЕМБРАННОМ БИСЛОЕ
Слайд 10ГЕОМЕТРИЯ БИСЛОЯ
РАЗМЕРЫ МОЛЕКУЛЫ ЛИПИДА: ХВОСТ 2 НМ, ГОЛОВКА 0,5 –
0,7 НМ,
РАССЧИТАННАЯ ТОЛЩИНА БИСЛОЯ 5,0 – 5,4 НМ
В ДЕЙСТВИТЕЛЬНОСТИ:ТОЛЩИНА
БИСЛОЯ ЛИПИДОВ В МЕМБРАНЕ 3,5 – 4 НМ
СЛЕДОВАТЕЛЬНО, ЖИРНЫЕ КИСЛОТЫ РАСПОЛОЖЕНЫ В БИСЛОЕ РЫХЛО
Слайд 11вращение вокруг С-С связей ничем не ограничено (I)
образование скошенной (гош)
конформации (II) или
кинка (III) в результате несогласованного вращения
РАЗЛИЧНЫЕ КОНФИГУРАЦИИ
ЖИРНОКИСЛОТНЫХ ЦЕПЕЙ ФОСФОЛИПИДОВ
Слайд 12I – кинки отсутствуют
II – один кинк на жирнокислотную цепь
III
– два кинка на жирнокислотную цепь
Влияние кинков на упаковку бислоя
Слайд 13ТРАНС-ГОШ-ИЗОМЕРИЗАЦИЯ – ИЗМЕНЕНИЕ КОНФОРМАЦИИ МОЛЕКУЛ ЗА СЧЕТ ПОВОРОТОВ ВОКРУГ ЕДИНИЧНЫХ
С-С СВЯЗЕЙ
ПРИ ПЕРЕХОДЕ ИЗ ТРАНС- В ГОШ-КОНФОРМАЦИЮ ОБРАЗУЕТСЯ СКЛАДКА ИЛИ
КИНК
Слайд 15МЕХАНИЗМ ПЕРЕНОСА ИОНОВ ЧЕРЕЗ МЕМБРАНУ
Слайд 16
ПЕРЕНОС ЧАСТИЦЫ ЧЕРЕЗ МЕМБРАНУ БЛАГОДАРЯ КИНКАМ
На рисунке показаны не разные
молекулы фосфолипидов в бислое, а разные стадии процесса переноса частицы
поперёк мембраны.
2-8 -изменение во времени положения частицы в мембране.
Слайд 17ФАЗОВЫЕ ПЕРЕХОДЫ В ЛИПИДНОМ БИСЛОЕ
Слайд 18Структуры, образуемые в водных суспензиях
липидами, склонными к созданию ламеллярных
образований (А)
и небислойных гексагональных образований (Б)
Слайд 21Схематическое изображение четырех фазовых
состояний ламеллярного бислоя, образованного чистым
димиристоилфосфатидилхолином
Сплошная стрелка обозначает быстрые (порядка минут или меньше), а
пунктирная – медленные (порядка месяцев) переходы.
Слайд 22РАЗДЕЛЕНИЕ ФАЗ В ГЕТЕРОГЕННОМ БИСЛОЕ (А) С ОДНОВРЕМЕННЫМ ФАЗОВЫМ ПЕРЕХОДОМ
ЧАСТИ БИСЛОЯ (Б) ПОД ВЛИЯНИЕМ ТЕМПЕРАТУРЫ
Кооперативность фазовых переходов
Слайд 24МЕТОД ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ СКАНИРУЮЩЕЙ МИКРОКАЛОРИМЕТРИИ
Метод, основанный на измерении разницы тепловых потоков,
идущих от испытуемого образца и образца сравнения.
Слайд 25
Фазовые переходы в суспензии фосфолипидных липосом
Слайд 27Анализ кривых ДСК
Пусть удельная теплота плавления липида равна Qm,
количество липидов в образце - m кмоль.
Общее количество
энергии, поглощённой образцом во всем интервале температур плавления T1–T2 равно площади под кривой C = f(T)
Слайд 28В интервале температур от T1 до текущей температуры T расплавится
количество молей
липида ml, и при этом поглотится количество тепла,
равное
При температуре T мольная доля липидов, находящихся в жидкой фазе равна
Измеряя отношение площадей под кривой C=f(T) при разных температурах можно построить кривую плавления α = f(T)
Слайд 31
Перед приготовлением липосом к фосфолипидам было добавлено разное количество холестерина;
его содержание в молярных процентах указано у кривых.
По оси ординат
отложена теплоемкость, по оси абсцисс - температура, K.
С
Слайд 32ИЗМЕНЕНИЕ УПАКОВКИ БИСЛОЯ ПРИ ТЕРМОИНДУЦИРОВАННОМ ФАЗОВОМ ПЕРЕХОДЕ (от А к
Б) и ПРИ ВСТРАИВАНИИ В БИСЛОЙ МОЛЕКУЛ ХОЛЕСТЕРИНА (от Б
к В)
Указана толщина бислоя в ангстремах и площадь сечения, занимаемая каждой молекулой фосфолипида.
Слайд 33Гигантские везикулы, состоящих из насыщенного (ДПФХ) и ненасыщенного (ДОФХ) фосфолипидов,
а также холестерола. Образующиеся в везикулах макроскопические мембранные домены окрашиваются
флуоресцентными красителями, «предпочитающими» упорядоченную (оранжевый цвет) или неупорядоченную (зеленый) фазу. При увеличении концентрации (χ) холестерола сверх 16% макроскопические домены уже не видны, но разделение Lo/Ld продолжает существовать, о чем говорит низкий сигнал флуоресцентро-резонансного переноса энергии (FRET) между молекулами красителя разных типов, находящихся в разных доменах (примерное положение двух верхних микрофотографий везикул обозначено справа желтым кругом).
Слайд 34ФЛУОРЕСЦЕНТНЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
ФЛУОРЕСЦЕНТНЫЙ АНАЛИЗ ДАЕТ ВОЗМОЖНОСТЬ ИССЛЕДОВАТЬ ПОДВИЖНОСТЬ ФОСФОЛИПИДОВ В
МЕМБРАНЕ, ОЦЕНИТЬ МИКРОВЯЗКОСТЬ МЕМБРАН
ПРИМЕРЫ ФЛУОРЕСЦЕНТНЫХ ЗОНДОВ
пирен
Слайд 38Влияние препаратов на спектры флуоресценции пирена в мембранах эритроцитов
Слайд 39СПИНОВЫЕ ЗОНДЫ
НИТРОКСИЛЬНЫЕ РАДИКАЛЫ
устойчивы в широком интервале температур (до 100-200
СС)
способны вступать в хим. реакции без потери парамагнитных свойств
хорошо растворимы в водных и органических средах.
Слайд 41Химическая "прививка" метки к макромолекулам с реакционно способными группами
Слайд 42Реакции макромолекул с бирадикалами и спиновыми ловушками.
Спиновая ловушка -
соединение, образующее стабильные радикалы при взаимодействии с активными радикалами.
Слайд 43Спектры ЭПР
Спектры ЭПР нитроксильных радикалов в вязких средах при временах
корреляции вращения
5·10-10 с (a)
2·10-9 с (б)
1·10-7 с (в).
Слайд 45ИЗМЕНЕНИЕ СПЕКТРА ЭПР ПРИ УМЕНЬШЕНИИ МИКРОВЯЗКОСТИ η
Н
Н
I
Слайд 46ДВА СПОСОБА ПРИКРЕПЛЕНИЯ СПИНОВОЙ МЕТКИ К МОЛЕКУЛЕ ФОСФОЛИПИДА И РАЗЛИЧИЕ
СПЕКТРОВ ЭПР
Слайд 47 Спектры 2Н-ЯМР
димиристоилфофатидилхолина,
дейтерированного по разным
положениям ацильной цепи
ЯМР
Слайд 48Величины подвижности Т1 для различных атомов углерода в молекуле фосфатидилхолина
в составе мембраны при температуре выше критической (рассчитаны по данным
ЯМР-спектроскопии)