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.