β-谷甾醇、豆甾醇与DPPC相互作用的单分子膜研究

植物甾醇对生物膜具有重要的调节作用,甾醇尾部的饱和程度对生物膜性质的影响一直是个热点问题.通过LB技术和原子力显微镜分别研究了尾部是单键的β-谷甾醇(β-sito)和尾部是双键的豆甾醇(stig)与二棕榈酰磷脂酰胆碱(DPPC)的相互作用,深入分析了β-谷甾醇、豆甾醇对DPPC单分子膜液态扩张-液态聚集(LE-LC)相变过程的影响.实验结果表明:β-谷甾醇、豆甾醇添加到DPPC单分子膜中,膜的压缩性以及分子的排列都发生了较大变化.当植物甾醇含量Xsterols=0.8时,β-谷甾醇、豆甾醇与DPPC相互作用具有相同的规律,过量分子面积和过量吉布斯自由能均为负值,说明分子间的吸引力比排斥力更强;在低浓度下,Xsterols=0.2,0.4时,两种系统的过量分子面积和过量吉布斯自由能呈现出明显的区别,尾部是单键的β-谷甾醇和DPPC混合单分子膜的排斥力更强烈,而尾部是双键的豆甾醇和DPPC混合单分子膜的吸引力更强烈,说明尾部是双键的豆甾醇比尾部是单键的β-谷甾醇更容易和DPPC发生凝聚,AFM数据进一步证实了这些结果.     

髓鞘碱性蛋白对细胞膜脂质分子DPPC、DPPE单层膜影响机理研究

本文通过Langmuir单层膜的表面压力-平均分子面积(π-A)曲线的测定与分析,分别对髓鞘碱性蛋白(MBP)与细胞膜中不同头部基团脂质分子二棕榈酰基磷脂胆碱(DPPC)和二棕榈酰基磷脂酰乙醇胺(DPPE)在空气/液体界面上的相互作用过程进行了系统研究.实验结果表明:(1)当界面上脂质含量一定时,亚相中随着MBP浓度的增大,DPPC、DPPE单层膜的等温线向平均分子面积较大的方向移动;(2)在单层膜表面压力为10 mN/m时,一个MBP分子分别结合140±3个DPPC分子和100±3个DPPE分子,随着表面压力增大,当MBP分子分别与两种磷脂分子相互作用时,MBP插入到磷脂单层界面的个数逐渐减少;(3)随着蛋白质浓度的增加,脂分子形成的单层膜变得较为疏松,且MBP分子易于插入到分子头部较小的DPPE单层膜中;(4)蛋白质的存在使DPPC单层膜的表面压力逐渐减小,且蛋白质浓度越大表面压力降低越多,DPPC被MBP带入到亚相中越多;(5)对于DPPE单层膜,蛋白质通过与DPPE相互作用插入到界面膜中,引起表面压力增大,且蛋白质浓度越高,压力变化量越大.     

DOPC/DPPC单层膜中分子间的相互作用及形态特征

利用Langmuir-Blodgett(LB)技术制备了不同表面压力下的1,2-二油酸-甘油-3-磷脂酰胆碱(DOPC)/1,2-二棕榈酸甘油-3-磷脂酰胆碱(DPPC)(摩尔比为1:1)和DOPC/DPPC/Chol(摩尔比为2:2:1)单层膜, 对单层膜内分子间的相互作用进行了热力学分析, 并用荧光显微镜和原子力显微镜对其形态进行了观测.热力学分析表明, DOPC与DPPC分子在单层膜结构中相互作用为排斥力, 诱导单层膜出现相变; DOPC, DPPC与胆固醇(Chol)间的相互作用均为吸引力, 当表面压力(π)大于18 mN/m时, DPPC与胆固醇的作用力大于DOPC.荧光显微镜观测表明, DOPC/DPPC单层膜出现明显相分离现象, 富含DPPC微区成“花形”结构, 且随着表面压力的升高微区逐渐增大, “花瓣”增多; 当胆固醇加入到DOPC/DPPC体系时, 单层膜相态由液相与凝胶相共存转变为液态无序相与液态有序相共存结构, 富含DPPC的微区形状从“花形”转变成“圆形”.原子力显微镜对单层膜的表征验证了荧光显微镜的观测结果, 表明胆固醇加入到DOPC/DPPC体系中对单层膜排列具有明显的影响, 压力和溶液状态等是影响脂膜结构的重要因素.