Dynamika molekularna i przejścia fazowe w układach fosfolipidy –surfaktant - Szpotkowski, Kamil Piotr (My University, 2012)
W pracy zostały wykorzystane trzy pochodne fosfatydylocholiny o różnych długościach reszt kwasowych (1,2-dimyristoyl-sn-glycero-3-fosfatydylocholina (DMPC), 1,2-dipalmitoyl-sn-glycero-3-fosfatydylocholina (DPPC) i 1,2-distearoyl-snglycero- 3-fosfatydylocholina (DSPC)) oraz surfaktant typu gemini: chlorek 1,1'-(1,4- butano)bis 3-decyloxymethylimidazolu (GEM-IK1) o długości 10 atomów węgla w łańcuchu alkilowym. Do określenia wpływu badanego surfaktantu na strukturę i dynamikę molekularną wykorzystano następujące techniki badawcze: spektroskopię w podczerwieni z transformatą Fouriera, szerokopasmową spektroskopię dielektryczną, różnicową kalorymetrię skaningową, małokątowe rozpraszanie promieniowania rentgenowskiego, dyfuzję NMR. W wyniku przeprowadzonych badań wykazano, że surfaktant GEM-IK1 oddziałuje z pochodnymi fosfatydylocholiny wywołując zmiany konformacyjne i strukturalne. Cząsteczki surfaktantu wbudowują się w dwuwarstwy fosfolipidowe powodując wzrost hydratacji polarnej części dwuwarstwy oraz zmianę konformacji gauche łańcuchów alkilowych. W układach mieszanych fosfolipid/GEM-IK1 zaobserwowano tworzenie się biceli. Wielkość i stabilność temperaturowa biceli zależna jest od długości łańcucha alkilowego: w przypadku DMPC bicele tworzone są we wszystkich badanych stężeniach GEM-IK1, dla DPPC bicele są tworzone tylko w większych stężeniach GEM-IK1, natomiast w układach mieszanych opartych na DSPC nie stwierdzono tworzenia biceli. Badania dyfuzyjne potwierdziły, że dodanie surfaktantu GEM-IK1 powoduje zmiany strukturalne. Określone parametry otrzymanych struktur: DMPC/GEM-IK1 i DPPC/GEM-IK1 wskazują, że układy te mogą być wykorzystane jako nanoplatformy do badania białek błonowych.

Aqueous suspension of a mixture of 1,2-dimyrilstoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (DMPC), 1,2-dipalmitoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (DPPC), 1,2-distearoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (DSPC) and 1,1’-(1,4-butane)bis 3-decyloxymethylimidazolium) chloride (GEM-IK1) has been investigated by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), small angle scattering of synchrotron radiation (SAXS), dielectric spectroscopy (DS), differential scanning calorymetry (DSC) and DOSY NMR. The introduction of surfactant to phospholipid water solution probably induces formation of discoidal (bicellar) phase, as revealed by SAXS and DOSY studies. The presence of the surfactant has been found to decrease the main phase transition temperature, i.e., from rippled gel to liquid crystalline phase, as indicated by the DS ,FTIR and DSC results. The small steps in the real part of dielectric permittivity plot vs. temperature can be related to the: planar gel to rippled gel (Lβ’→ P β’) and rippled gel–liquid crystal (P β’ →Lα) phase transitions, which is supported by the temperature dependencies of the symmetric and anti-symmetric CH2 band frequencies from FTIR measurements.
Molecular Dynamics and phase transitions in phospholipids –surfactant systems
Wydział Fizyki: Zakład Fizyki Makromolekularnej
Keywords: Fosfolipidy; Phospholipids; Surfaktant; Surfactant; Dynamika molekularna; Molecular dynamics; Przejścia fazowe; Phase transitions