The influence of structural factors at intermolecular interactions in the mixed Langmuir monolayers

Celem pracy było zbadanie zachowania trzech prekursorów cholesterolu (desmosterolu, zymosterolu, lanosterolu), o różnej strukturze chemicznej, na modelowe błony biologiczne. Badania obejmowały analizę filmów dwuskładnikowych Fosfolipid/Sterol, których składniki występowały w różnych proporcjach. Do badań wybrano przedstawicieli dwóch głównych klas fosfolipidów tj. dipalmitoilofosfatydylocholinę (DPPC) i dipalmitoilofosfatydyloetanoloaminę (DPPE). Otrzymane wyniki wskazują, że desmosterol w układach z DPPC wykazuje efekt kondensujący i porządkujący oraz przyciągające oddziaływania między lipidami. Natomiast w mieszaninach z DPPE objawia niekorzystne interakcje oraz ekspansję powierzchni. Mieszaniny zawierające zymosterol dają bardzo podobne wyniki. Zmiana położenia wiązania podwójnego, w części steroidowej cząsteczki, zmienia zatem nieznacznie właściwości sterolu. Mieszaniny lanosterolu z DPPC i DPPE wykazują odpychające oddziaływania oraz obniżony stopień uporządkowania w stosunku do filmów czystych fosfolipidów. Obecność dodatkowych grup metylenowych przyczynia się więc do zmian właściwości w mieszanych układach dwuskładnikowych. Na oddziaływania między składnikami monowarstw wpływa także rodzaj głowy polarnej fosfolipidów. Stwierdzono, że wprowadzenie sterolu do monowarstw PC jest termodynamicznie korzystne, w przeciwieństwie do jego wpływu na film PE.This work is aimed at investigating the influence of three cholesterol precursors (desmosterol, zymosterol, lanosterol), which differs in chemical structure, on a model biological membranes. The studies were performed for binary Phospholipid/Sterol monolayers. For the investigations two phospholipids were chosen: dipalmitoylphosphatidylcholine (DPPC) and dipalmitoylphosphatidylethanolamine (DPPE). The obtained results show that desmosterol interact favorably with DPPC inducing ordering and condensing effect on this lipid. However, in the mixture with DPPE it reveals unfavorable interactions and expansion of the area per molecule. The effect of zymosterol on the investigated phospholipids is very similar, which suggest that the change of the position of the double bond in the ring system, only slightly changes the sterol properties. Mixtures of lanosterol with DPPC and DPPE show strong repulsive interactions between lipids and are less ordered as compared to the monolayers containing pure phospholipids. Thus, an additional methylene groups in the structure strongly change the membrane activity of the sterol. Type of phospholipids polar head has also a huge influence on the interaction between the components of Langmuir films. It was found that the introduction of sterol into PC monolayers is thermodynamically favorable, contrary to its effect on PE film