Харьковский национальный университет им. В.Н. Каразина Кафедра биологической и медицинской физики

1. Иcследование влияния одновалентных ионов на фазовое состояние модельных фосфолипидных мембран методом дифференциальной сканирующей калориметрии Харьковский национальный университет им. В.Н. Каразина Кафедра биологической и медицинской физики Ермак ЮлияЛеонидовна Научный руководитель: кандидат физ.-мат. наук Ващенко Ольга Валериевна ИСМА НТК «Институт монокристаллов» НАНУ

2. Актуальность: важная роль ионов для функционирования нативных биомембран; сравнительно мало изученные механизмы липид-ионного взаимодействия.Задачи: проведение исследований влияния гомологического ряда одновалентных ионов металлов, а также ряда биологически важных анионов на модельные мембраны.Цель: выявление сравнительного воздействия ионов и закономерностей их влияния на параметры модельной липидной мембраны.

3. Молекулярная конформация димиристоилфосфатидилхолина в кристаллической ламеллярной фазе (условные обозначения атомов: С– белый, Н – черный, О– серый, N – косая штриховка, Р – сетка)

4. Фазовые переходы гель – жидкий кристалл в гидратированных фосфатидилхолинах и соответствие между термотропными и лиотропными мезофазами. Tm Cp Tp

5. Параметры фазовых переходов в образцах модельных мембран из гидратированного ДМФХ с добавлением солей щелочных металлов (ДМФХ:соль 3:1).

6. Термограммы гидратированного ДМФХ : ион 3:1

7. Корреляция между температурами фазовых переходов гидратированного ДМФХ и кристаллическим радиусом катионов

8. Корреляция между сдвигом температур фазовых переходов гидратированного ДМФХ и значением энергии гидратации вводимых катионов

9. ДСК-термограммы водных дисперсий ДМФХ с добавлением различных солей натрия: 1 – чистый ДМФХ, 2 – ДМФХ:NaCl 3:1, 3 – ДМФХ:NaNO2 3:1, 4 - ДМФХ:NaNO3 3:1.

10. Корреляция между сдвигом температур фазовых переходов гидратированного ДМФХ и значением энергии гидратации вводимых катионов Cs+

11. Корреляция между температурами фазовых переходов гидратированного ДМФХ и кристаллическим радиусом анионов, - значения Тmв режиме нагрева,  – значения Тmв режиме охлаждения,  – значения Тр.

12. Корреляция между сдвигом температур фазовых переходов гидратированного ДМФХ и значением энергии гидратации вводимых катионов: , – изменение Тр, , – изменение Тm(в режиме нагрева), красные маркеры - значения Ег для анионов, чёрные маркеры - для катионов

13. ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ 1. Для ряда исследованных ионов (катионы Li+, Na+, K+, Rb+, Cs+, анионы Cl-, Br-, J-, NO3-, NO2-) при молярном соотношении липид:ион 3:1 установлено систематическое изменение температур основного фазового перехода и предперехода модельной мембраны, в большей степени выраженное для предперехода. 2. Установлено, что влияние катионов в условиях эксперимента знакопеременно: в присутствииLi+ и Na+ оно положительно, тогда как в пристутсвииK+,Rb+ и Cs+ — отрицательно. По мере увеличения атомного радиуса катиона r происходит линейное снижение температур переходов (от Li+ к Rb+), которое прерывается для Cs+. Сделано предположение, что благодаря своему радиусу, сравнимому с периодом фосфолипидных головок в бислое, Cs+ может взаимодействовать с гидратными оболочками двух соседних головок. 3. Указанные изменения хорошо коррелируют с литературными данными по энергиям гидратации Ег исследуемых ионов, что позволяет интерпретировать полученные результаты в терминах изменения структуры гидратной оболочки бислоя. Анализ современных работ по этому вопросу подтверждает правомерность такой интерпретации. 4. Зависимости сдвига температур переходов от энергии гидратации для рядов катионов и анионов качественно согласуются друг с другом; более того, в случае основного перехода наклон этих зависимостей для обоих типов ионов одинаков.

14. Спасибо за внимание