ИЗУЧЕНИЕ ИОНОФОРНОЙ АКТИВНОСТИ ПЕПТИДНЫХ ПОЛИКАТИОНОВ В ЛИПИДНОМ БИСЛОЕ

Корепанова Е. А.
Российский Государственный Медицинский Университет, ПНИЛ биофизики
С целью изучения механизма действия небольших, биологически активных положительно заряженных пептидных молекул на биомембраны исследовано действие поликатионных пептидов с антибактериальными свойствами полимиксинов В и М, протамина и гистона. Объектами исследования были липидный бислой модельных и биологических мембран. Модельные мембраны формировали из растительного лецитина, ДПФХ и ДПФК. Дополнительный заряд на поверхности мембран создавался анионным детергентом (SDS) и (C12-16)-жирными кислотами (ЖК). Были изучены: интегральная электропроводность липидных бислоев и трансмембранные ионные токи при фиксации напряжения на мембране, пассивный трансмембранный перенос ионов в суспензии биочастиц, фазовые переходы в фосфолипидах в липосомах (скорость нагрева образцов 2°/мин. ДАСМ Привалова), поверхностное давление в монослое фосфолипидов. Основные результаты: (C12-18) насыщенные ЖК, при использовании их в концентрациях, не превышающих содержание фосфолипида в бислое, увеличивают плотность заряда на поверхности мембраны, не оказывая влияния на интегральную электропроводность БЛМ, и не обособляются в отдельную фазу в липидном бислое, по-видимому, равномерно распределяясь в плоскости бислоя. Эффекты пептидных поликатионов в липидном бислое зависят от плотности заряда на поверхности бислоя, от физического состояния фосфолипидной матрицы, от плотности упаковки фосфолипидов в бислое и от химической структуры используемого для создания заряда ПАВ. При Т<Тф.п. фосфолипида поликатионы не оказывает существенного влияния на ионную проницаемость не только незаряженных, но и некоторых отрицательно заряженных бислоев. Однако при этом структура ДПФК-бислоя несколько нарушается, о чем свидетельствует уширение максимума температуры фазового перехода и его сдвиг в область более низких температур. Взаимодействие полимиксина с отрицательно заряженным бислоем из ДПФК сопровождается структурной перестройкой бислоя с появлением низкотемпературного домена. Взаимодействие поликатиона с бислоем из ДПФК при Т>Тф.п. сопровождается скачкообразным нарастанием трансмембранного тока вследствие возникновения ионных каналов. В бислоях, отрицательный заряд которых создается с участием высших жирных кислот, поликатионные пептиды также инициируют функционирование ионных каналов, независимо от исходного состава бислоя и физического состояния липидов. Гидрофобизация молекулы пептида в результате присоединения к ней жирорастворимых противоионов и снятия заряда увеличивает ее поверхностную активность и способность встраиваться в липидный бислой. Комплексы из пептида и жирорастворимого противоиона, по-видимому, служат стуктурными элементами обнаруженных ионных каналов. Пептидные поликатионы можно отнести к соединениям многоцелевого действия, характер эффектов которых (от нарушения ионной проницаемости мембраны до структурно-функциональной дезорганизации мембран и мембранных ферментных систем) зависит от структуры и/или физико-химического состояния мембраны: Обнаруженное явление потенцирования ионофорной активности пептидных поликатионов анионом SDS и высшими жирными кислотами, по-видимому, может быть распространено на ряд других поливалентных макромолекул и их жирорастворимых противоионов и использовано для модификации биологической активности подобных соединений.