ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ АНТИФРИЗНЫХ ГЛИКОПРОТЕИНОВ С БИСЛОЙНЫМИ ЛИПИДНЫМИ МЕМБРАНАМИ
Каранова М. В., Григорьев П. А., Межевикина Л. М.
Институт биофизики клетки РАН, 142292 Пущино
Ранее было показано, что
свойство АФГП замедлять рост кристаллов льда может быть использовано
в практических целях. Замораживание спермиев некоторых видов промысловых
рыб в присутствии АФГП позволяло вдвое снизить концентрацию диметилсульфоксида
без потери жизнеспособности и фертильности спермиев /Каранова
и др., 1994/. В присутствии АФГП также повышалась жизнеспособность
двухклеточных эмбрионов мыши, замороженных в жидком азоте. Возможно,
что криопротективные эффекты АФГП обусловлены не только способностью
этих молекул адсорбироваться на поверхности эмбриональных кристаллов
льда, блокируя ее от доступа молекул воды, а связаны с особенностями
их химической структуры, наличием в молекулах углеводных цепей
с многочисленными гидроксильными группами, оказывающими стабилизирующее
действие на клеточную мембрану. В связи с этим, задача настоящей
работы заключалась в том, чтобы выяснить в принципе возможность
взаимодействия АФГП с бислойными липидными мембранами (БЛМ), получить
элементарные характеристики этого взаимодействия. Для формирования
БЛМ использовался фосфатидилхолин из соевых бобов фирмы "Sigma"
(США) в концентрации 20 мг/мл в n-гептане. Водный электролит,
омывающий с обеих сторон мембрану, представлял собой 40 мМ КСI,
рН 6.5. Амплитуда переменного мембранного тока на частоте второй
гармоники (f = 1040 Гц) приложенного переменного напряжения частотой
f = 20 Гц измерялась селективным нановольтметром тип 237. Выходной
сигнал селективного нановольтметра выводился на двухкоординатный
самописец на вход "Y", на вход "X" которого
подавалось пилообразное напряжение частотой 0.1 Гц. Вид кривой
зависимости амплитуды второй гармоники от величины постоянного
пилообразного напряжения, подаваемого на мембрану, имел форму
параболы. По смещению минимума этой параболы оценивалась величина
изменения разности поверхностных потенциалов бислоя под воздействием
АФГП, добавленных с одной стороны мембраны. Показано, что АФГП
в интервале концентраций 2-20 мг/мл, изменяют смещение этого минимума,
повышая величину разности поверхностных потенциалов бислоя от
2.3 до 30 mV. Такое изменение потенциалов под воздействием АФГП,
молекулы которых заряжены положительно, может свидетельствовать
об их возможной сорбции на бислойной мембране. Таким образом,
эти результаты позволяют предположить, что АФГП, в принципе, могут
сорбироваться и на клеточной мембране, оказывая на нее стабилизирующее
воздействие путем уменьшения выхода из клетки одно- и двухвалентных
катионов.