The influence of lipid composition on the properties of model bacterial membranes.

Celem pracy było zbadanie wpływu struktury łańcuchów acylowych fosfolipidów na właściwości monowarstw imitujących membrany cytoplazmatyczne komórek bakterii Escherichia Coli. Modelowe błony zawierały fosfatydyloglicerol (POPG) oraz fosfatydyloetanoloaminę (POPE) (POPE : POPG = 4:1). Podczas eksperymentów modyfikowano skład membran, wymieniając w nich cząsteczki POPE oraz POPG odpowiednio na cząsteczki zawierające wyłącznie nasycone łańcuchy acylowe (tzn. DPPE i DPPG) zachowując stałą proporcję lipidów we wszystkich badanych filmach. Podczas kompresji filmów rejestrowano izotermy ciśnienia powierzchniowego w funkcji powierzchni przypadającej na cząsteczkę w monowarstwie. Morfologię filmów analizowano na podstawie zdjęć z mikroskopu kąta Brewstera.Stwierdzono, że zastąpienie cząsteczek POPE i POPG w filmie imitującym błonę bakteryjną lipidami zawierającym w pełni nasycone łańcuchy powoduje osłabienie oddziaływań międzycząsteczkowych i destabilizację monowarstwy. Wpływ ten był silniejszy, gdy wymiana lipidów dotyczyła cząsteczek fosfatydylogliceroli. W przypadku fosfatydyloetanoloamin zastąpienie znacznej ilości cząsteczek POPE cząsteczkami DPPE prowadziło do stabilizowania się filmu. Stwierdzono, że modyfikacje składu błony bakteryjnej w istotny sposób zmieniają jej właściwości.The aim of this work was to study the influence of the structure of phospholipids acyl chains on the properties of monolayers imitating cytoplasmic cellular membranes of bacteria Escherichia Coli. Model membranes were composed of phophatidylglycerol (POPG) and phosphatidylethanolamine (POPE) (POPE : POPG = 4:1). During the experiments the composition of membrane was modified by the replacement of POPE and POPG, respectively by the molecules containing only fully saturated acyl chains (DPPE i DPPG), however, the proportion of lipids in the studied films was kept constant. During the compression of the films the surface pressure-area isotherms were recorded. The morphology of the monolayers was studied based on the pictures taken by using a Brewster Angle Microscope. It was found that the replacement of POPE and POPG molecules in the films imitating the bacterial membrane by the lipids containing fully saturated chains weakens the interactions between the molecules and causes destabilization of the monolayer. The foregoing effects were found to be stronger in the case of the replacement of phosphatidylglycerol molecules. On the other hand, the substitution of a large number of phosphatidylethanolamines POPE by DPPE induced stabilization of the film. It was concluded that the modification of the lipid composition of bacterial membrane significantly influences its properties