Ю.А. Овчинников - Биоорганическая химия (1128694), страница 92
Текст из файла (страница 92)
Колее тога, обе поверкности отлит«к а по сгюсй кривизне — нару» нвн является аыпуклои, а нутрення» — вогнутой. Все это при одит к тому, что условия, в которых наьоцятсн лнпидиыс молекулы на разнык сторонах бислоя, значительно ращичаются по таким параметрам, «ак плотность упаковк» моэскул, ионный состав среды, РН. налично или отстутствие каких либо мембрано. Модельные мембраны боотсеебпы П л Р ' )ЕВ Поым фа 2 НЛМ ж ~~д'-"- а~ в .Ва ° ' ° й '2 л 2 бабин Бнмолекуляриые липидные мембраны (БЛМ ), называемые такие бислоиными и н 2ерными лион, ными м мбранами, представляют собон широко использусмуы аксирименталь ум модель, которая позволяет воспроизводить искусственных условных но2 не свойства н карккм.'ристики биолотически» мембран.
Структурной основой таких мембран явлнетс» он»почни лип дныи бислой. разделяющий две «одиыс фазы и прнкрепленныи по периметру к инертной ппдлщкке иэ гидрофоб»ого материала тина пол з лена или гефлонв. Само»ронзаольнае образование ембрвипяодобной пленки на иеболыпом от ерстин а перегородке, разлеляющей два мщных отсекцбь зови рвыеоп евно американским ученым П. Мюл. лерам в )992 г. Предлолгенный П. Мюллером с сотрудниками способ формирования бисланиых мембран скин ис и прост. Квггельку раствора липидв а о(нвинчсском растворителе с гюмощью кисточки наносят под водой не отверстие диаметром ) 2 м, еде аннов в тонкой тефлоново перегородке.
Образующаяся при этом пленка сначала яеляетсв довольно толстой и в отрагке иом свете имеет серый оттенок. Затем за счет действии сил ношркноутного нетях ения онв в течение нес ольки» минут становится все то»мне и тоньше, приобретая вследствие интерференции свете яркунх постоягвю меняны(уню» ршгумную окраску. В этот момент пле ка имеет толщину а пределах (ОΠ— 699 нм. Неко»ел на вленк» оя ию .я сначала отдельные черные пятна, а затем она всн становится черной» (рнс. 299). Это прзисходит за счет смыкания двух:нннднык моно. слоев в один прот»ценный бнслои, который вследстеи своей ма ай в р «т сок утрачивает оградительную способность ио отноп си и ю к видимому свету.
В процессе форе» роааюгя бислпя оргаиичес ии растворнтель выдавл еается к креям отверстия, где ои образ)тт в зуалыю легко нвбглюдаемыя то етый с юй. Следует отметим что об)юзоваашаяся лип»лике пленка ие является идеально бнмогякулярной. Он» все еще садер кит довольна значнтелыюе количество остаточного растворителя, «оюрмй саб рвется в сравнен области бислоя в отдельные микролннзы (рис. 299). Б олог .с е брв Можно, однако, нриготов ть так называемые сухие бншюйные мембраны. не содержа цне оргяни еского растворителя, нутем мека. ническог прнвеЛеиия е соирнкоснааенне двух ионоыолекулярнык слоев, образуемык липидом на границ» раздела воде .
«озйух Этот сносой впервые был нреллолген японскими исследователями (М. Твкаги и сотр.. 1965) и впоследствии был усовершенствован М. Мангалом (1972 — Р974). Важным нреиыуществоы ыетоцв формирования БЛМ но М. Монталу является возыожность получения асимметричных мембран из исяодных монослоев разного лиоидного сосгввв (рис. ЗОВ). Для форин(юввния биыолекулярных липицких ме бран могут быть иснользонвны в чистом ниде илн в сМеси иракчически любые лниидь. В первых работвк мембраны нригоговлнли из плохо охврактеризоввнньш ткаиевык лиоидмых экстрактов и затем получали и» из индивидуальных лшшдаа, кек природных, так и сннтетнческик. При ферыироввнии БЛМ по методу П.
Мюысрв применяется широкий набор различных растворителей, однако наилучшие результаты дает использование высших нормальным алканов, та ик, ка н декан илн н-тетрвдека . Несмотря мв «а «ущуюся простату нри отселения БЛМ, работа с н ми требует от экспериментатора большого ыастерствв, терпения с й жы . Суются ен юй я «тс«р б с;зйн нос бисгюйиых мембран, твк Вак рнно нли ггаавно, а чвгц» всего а свмый негюдходягцнй момент любая ыембраяв лопается.
Вре н ж зни г .Зоо.с фр г ' "влы лж« мембран обычно варьирует от нескпльких минут до 1-. 3 ч. Ннтв. бильнпсть бислойнык ме брэм аызьпмют рвзмзобразные факторы, такие, «вк наличие нежелательных принесен в образце, окисление лип«доз, загрязнение оборудования и «ссуды, неподходящий для формирования раствор«тель, колебания темгмрагуры, вибрация, резкие не1жнады «анне«грации и вязкости среды и т.
д. Тем не менее образуюшнйси липидный Вислой обладает искжочительно высокой механической прочностью и эластнчшмтьк. Вислойные мембраны амаерживвют осшрыкное прикосновение стеклянной пвлочк . несколько прогибаясь пр» ее иагкимс. Они легко деформирукпся под деиствием механнческопз или осмотнческого давлени», «ере«одз при эмзм из плоской ко«фигурации в полусферу и обратно. Можно даже выдуаап из бислоя так называемые сферические б слон, которые прево валяют собой пузырьки доаолыю бпльшопг размера с гоюшадью гюверхности до 50 мм' 1рис. 301). Более шго, липнлный бислой такого пузырька или плпской мембраны можно проткнуть волосом, тонкой проаолочкои илн кончиком стеклянного крозлектрода и вынуть их обратно, нс вызвав разругаения мембраны.
Так м образом. липидныи Вислой обладает не только высокой прочностью, ио и способностью «самоэалечиеа«ню сто гзоврелдеиий. ЬЛМ отличагетсн также исключительно высокой усто«чиммтью к кратковременному действию сильного электрического полн. Эш«тумчес«нн пробой мембра ы происходит прн поте«пипке около Иола«* е е бпа ел г" .
ллб Шуэ l Р д)г.оап Ф э Блм Э 10' Вг'см. Па своим диэлектрическим свойствам липндный Вислой не уступает лучшим из известнык а нзстояшее время изолямзров, таким, квк, нвпргмер, твердый парафин, циркониеаый фзррор илн полиаинилхлорид При этом, а отличие от прзбои в твердык телах, це петене электрического поли иа бислой «властев абргпимымг после снятии гюля мембрана полностью воссев«заливает свои функции. Б о а«н юс не е бравы 5огл тзе ев 55 сзми юьм хз зи 5 вгмп аи 65 Какие харвктерисп ки липидного бислоя мо «ио научать, испогп зуя БЛМ нак мембранную модедьа На рисунке 302 показана схема экспериментальной усюноаки, обы но яр меняв ай для проведения измерений на бмслойных мембранах. Лучш» ясен зта модельная система подХопит для изьиреиия электрических хара тернстмк липндногп бислов, таких. как электртческая емкость, ороводимпсть, потенциал пробоя, мембранмые потвнпнзлы и лр.
Именно блвюдара возмомиостн ороведеии» разнообразньм злектрическик измерений БЛМ сыграли исключительно вв кную роль в изучении ионного транспорта через биологические мембраны. Б теблипе 25 сравниюются некоторые физические характеристики БЛМ и биологических мембрв». Вклю екпс мемб(юнных белков в бимолекуляр ьи липилные мембраны открывает юные пе)юпект ы нв нуги дальнейшего сблн.
л»ения зюй моцельнои системы с бноло»н ескими мембранами. В качестве примера успешкои реконструкции ф>нкционально е ти ных бисяоииых мембрв мо но привести слияние белоксодерх а цих л носом с угке сформировэнн ми мембранами в услоаиях осмотичс кого стресса щю под денствием ионов Са и друг х агентов, бщгчающих слияние мембран (рис 303).
Таким образом. возмо кюютн практического исгюяьзоеаиия би слоииых мембран в рззличны исследовзниях весьма ши(юки «ерс юкг в х нр меиен е непрерьвно растут. Следует также указать нз )мальную эозмох»ность сачд н я а сиоае бислойнык мембран биосенсорнык ус ройств. Ма но ожидать, что»юзданные на этом пр нцице устройства бупуг обладать высокими мхиоло»и ческими параметрамн, леностью использования", портати постыл, биосовместимо»тью и деюевизной Ли»нющчы. Другон модельнои системой. хорошо еоспроизволяшей многие свойства биологических мембран. нвляютсн лнло с ы На возможность использования л» пасом а качестве модежн бищюп че кик е бран иперные абра ил вни а ие Д. Взигхе В (965 г.
ои показал, что фосфо нпиды пр нвб) анни а воде само. произао ьно образуют пузырькообразные частицы, оторьп состоят и» множества замкнутых лнпндных бисл»мж разделенных водными проне «утками. Иснольююнне лино»ом ачеспм модельных »исмм о аюлось и «лючнтельнп цлодотворньн и позищило ныне. нить целын ряд еопросое.
касающихся молекулярной прган заци н функцион рован я био:югических мембран. В зависимости от размера частиц и числа образукююх их липид х сл :в лип со подразделяютси а »ри осин ньм типа: ь»нагослойные ( уль ила еллярн е) лнпасо ы, меющи диаметр 5 -(О км » насчитываэнцие до веско ькнх песет ов, е то и сотен л пидных бислоев; малые моно»нмеллнрные лип сомы, образованные одинвр нь л пидныы бислаем н имею дие ливмя р пределах 20 50 нм; крупные виолам ллнрные лигюсо ы, так ке образоваиныа одиночным бнслоем, с диаметром обы ю от 50 до 2(Х) нм, е иногда н более.
Многосл»йные линосомы (рнс. 304), кзк правило, легко абразуются при просто меканнческо щтряхи анин водной дисперсии набухшего л нида. Прн этом получается гетерогеннан взвесь лино М» делю ° е брэ (Ьф,"; В е(В ° ммы Ь о.о ча бпа а )ег»Ь 14 Д (о гиц. "*г "" е сом с широким распр де ен ем частиц па размерам. Сравнительно могенную дисперсию лнгпсам можно гюлучать, «рооус«в» и» через фильтры с определенным размером пар Способность фосфа липида» к днспещ про»виню в вод»он среде с образованием липосом зависит от температуры фазового пере»ода липида. Тзк, ли»осе мы легко получаются нз ненасыщениы фосфомпмдоа.
»вторые при обычных тем~юрвтура» находятся а жидкокристалзи ческом состоянии. В то же время фосфолнвид с насышегшымн жириокис атными пег»та»ми образуют лнпосомы только гзрн температурах, превышающи» те иератур) их фатовопг перехода. Существе ну роль играет также природа полярной группы фосфолнпида.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
