БИСЛОЙНЫЕ ЛИПИДНЫЕ МЕМБРАНЫ, СФОРМИРОВАННЫЕ НА ПОДЛОЖКЕ: ФЛУКТУАЦИИ, МОДЕЛИ, ПРИЛОЖЕНИЯ

Пасечник В. И., Гианик Т., Иванов С. А.
НИЦ "ЭЛДИС" Института радиотехники и электроники РАН, 101 000 Москва, Россия; *Университет им. Коменского, Братислава, Словакия; **Московская медицинская академия им. И.М. Сеченова, Москва, Россия
Бислойные липидные мембраны на металлических подложках (п-БЛМ) являются новой моделью липидного бислоя клеточных мембран, имитируя не только сам бислой, но и связь его с цитоскелетом. П-БЛМ отличаются высокой стабильностью и устойчивостью к действию длительно приложенного постоянного напряжения. Их используют для создания биосенсоров, а также в качестве подложки при исследованиях активного ионного транспорта в мембранных препаратах Na-K-АТФазы. Принцип действия биосенсоров, использующих в качестве матрикса п-БЛМ, основан на том, что при связывании субстрата меняется конформация связанной с ним белковой макромолекулы, и это изменение передается липидному бислою, изменения свойств которого регистрируются и несут информацию о специфическом взаимодействии белка с субстратом. При использовании п-БЛМ в качестве подложки для адсорбции везикул ферментов измеряется емкостной ток через них. Использование п-БЛМ ограничено тем, что до сих пор не выяснена структура таких мембран, механизмы ионной проницаемости и их удельная емкость. В связи с этим в работе изучены удельная емкость CS и флуктуации тока. По измерениям CS и флуктуаций тока предложена структурная схема п-БЛМ, сформированных путем адсорбции на металлической поверхности, согласно которой сперва на поверхности образуется трехслойная структура - бислой на адсорбированном монослое, которая спустя несколько часов переходит в адсорбированный монослой. В бислоях, сформированных из тиолипидов, адсорбированных на золоте, с самого начала образуется стабильная бислойная структура. В области частот ~1 кГц обнаружена сильная дисперсия CS, связанная с влиянием подложки. Для п-БЛМ характерно существование флуктуаций проводимости, спектр которых простирается от единиц Гц до 1 кГц, спадая с частотой как 1/f. Исследованы изменения флуктуаций для системы, состоящей из п-БЛМ с пришитыми к ним с помощью авидин-биотиновой реакции молекулами глюкозооксидазы. Показано, что с ростом концентрации субстрата - глюкозы - флуктуации сперва возрастают, а затем спадают, достигая максимума при концентрации глюкозы, соответствующей половинному насыщению фермента. Обсуждается влияние проводимости и емкости п-БЛМ на результаты измерений ионного транспорта в адсорбированных везикулах. Работа выполнена при финансовой поддержке гранта ИНТАС № 96-1310 и Словацкого агентства грантов VTGA 1/5195/98.