ЛИПИДНЫЕ И КЛЕТОЧНЫЕ МЕМБРАНЫ В ПРИСУТСТВИИ ИОНОВ С ВЫСОКИМ СРОДСТВОМ К ФОСФОЛИПИДАМ
Ермаков Ю. А.
Институт электрохимии им.А.Н.Фрумкина РАН, 117071 Москва
В данной работе анализируются
результаты экспериментальных исследований взаимодействия липидных
мембран из фосфатидилхолина, фосфатидилсерина и их смесей с гадолинием.
Предложена методика анализа данных электрокинетических измерений
в суспензии липосом с учетом эффекта обеднения раствора катионов
из-за их связывания с поверхностью мембран в ячейках малого объема.
Результаты измерения электрофоретической подвижности липосом,
чувствительные к изменениям в диффузной части электрического двойного
слоя, были сопоставлены с изменениями граничного потенциала, зарегистрированными
на плоских БЛМ методом компенсации внутримембранного поля. Эти
данные позволили установить, что индикатором существенного влияния
гадолиния на упаковку липидов в мембранах служат изменения дипольной
компоненты граничного потенциала. Показано, что особая роль при
этом принадлежит молекулам фосфатидилсерина, межмолекулярное взаимодействие
которых в бислое существенно меняется при адсорбции лантанидов.
Вывод об изменении упругих свойств липидного бислоя сделан на
основе регистрации изменений третьей гармоники емкостного тока,
обратно пропорциональной упругости мембраны в поперечном направлении,
и по изменению эффективного натяжения бислоя, найденного по изменению
площади мембраны в ответ на перепад гидростатического давления.
Влияние адсорбированных ионов на межмолекулярные взаимодействия
было обнаружено и в опытах с монослоями липидов, в которых зарегистрировано
увеличение жесткости монослоя и появление дополнительного скачка
Вольта потенциала в присутствии катионов гадолиния в субфазе.
Косвенным признаком изменений упаковки липидов, вызванных адсорбцией
гадолиния, могут служить и изменение характеристик фазового перехода
гель-жидкий кристалл, обнаруженных нами методом дифференциальной
сканирующей калориметрии. Все перечисленные экспериментальные
факты свидетельствуют в пользу гипотезы о регулирующей роли неорганических
ионов в функционировании мембранных белков, опосредованной их
взаимодействием с липидной компонентой клеточных мембран.