"Study on the effect of oxysterol on biological membranes using Langumir monolayers"

Celem niniejszej pracy było przeprowadzenie badań dotyczących wpływu oksysteroli na oddziaływania międzycząsteczkowe z naturalnymi lipidami membranowymi, jak również na strukturę i właściwości modelowej błony komórkowej. Do badań wybrano 7-ketocholesterol, który jest jednym z podstawowych produktów oksydacji cholesterolu i charakteryzuje się wysoką toksycznością, oraz dwa lipidy wchodzące w skład błon komórek nerwowych: sfingomielinę oraz POPC. Niniejsza praca podzielona została na trzy części, z których pierwsza obejmuje część literaturową, druga stanowi opis otrzymanych w eksperymentach wyników, zaś trzecia część zawiera wnioski.W pierwszej części pracy znajduje się przegląd literatury przedmiotu, obejmujący trzy podrozdziały dotyczące: (i) błon biologicznych, w tym ich historii, budowy i funkcji, (ii) oksysteroli i ich roli w procesie neurodegeneracji oraz (iii) podstaw techniki monowarstw Langmuira w ujęciu historycznym i współczesnym wraz z opisem termodynamicznym oddziaływań w filmach mieszanych, jak również ich wykorzystaniu do modelowania błon biologicznych. Część eksperymentalną zapoczątkowała prezentacja stosowanych związków i odczynników chemicznych, a także opis metodologii badawczej. Następnie przedstawiono wyniki przeprowadzonych badań. W pierwszej kolejności zaprezentowano właściwości mechaniczne monowarstw utworzonych przez cząsteczki 7KC przy różnych warunkach eksperymentalnych oraz obrazy BAM powierzchni filmu (zestawione dla porównania z cholesterolem). W dalszych podrozdziałach zaprezentowano wyniki dla układów dwuskładnikowych (7KC/POPC, 7KC/SM,) oraz układu trójskładnikowego modelującego błonę biologiczną (7KC/POPC/SM (POPC:SM = 1:1)). Dla każdego z badanych układów określono charakter oddziaływań w szerokim zakresie ułamków molowych i ciśnień powierzchniowych (poprzez wyznaczenie parametrów A12(3) oraz ∆Gexc).W ostatnim rozdziale wypunktowano wnioski, z których najważniejsze dotyczą określenia powinowactwa 7KC do POPC i SM oraz kondensującego działania 7KC na modelową błonę neuronu. Pracę kończy bibliografia zawierająca 65 pozycji.The purpose of this study was to investigate the effects of oxysterol on intermolecular interactions with natural membrane lipids and to study their effect on the structure and properties of model cell membranes 7-ketocholesterol is one of the basic cholesterol oxidation products and is characterized by high toxicity. In addition, two lipids in the neuronal cell membranes: sphingomyelin and POPC, were used.This work is divided into three parts, the first of which covers the literature, the second is the description of the results obtained, and the third contains the conclusions.In the first part of the paper, we review literature on the subject, including three subsections on: (i) biological membranes, including their history, structure and function, (ii) oxystoles and their role in the neurodegeneration process, and (iii) Langmuira monolayers' Historical and contemporary as well as the description of thermodynamic interactions in mixed films as well as their use for modeling biological membranes.The experimental part started the presentation of applied compounds and chemical reagents as well as description of research methodology. The results of the research were then presented. Firstly, the mechanical properties of monolayers formed by 7KC molecules under various experimental conditions and BAM images of the film surface (presented for comparison with cholesterol) were presented. The results of two-component systems (7KC / POPC, 7KC / SM), and a biological ternary modeling system (7KC / POPC / SM (POPC: SM = 1: 1)) are presented in the following subsections. For each of the studied systems, the nature of the interaction was determined in a wide range of molar fractions and surface pressures (by determining parameters A12 (3) and ΔGexc).In the last chapter, the conclusions were drawn, the most important of which is the determination of 7KC affinity for POPC and SM and the condensing effect of 7KC on the model neuronal membrane.The work ends with a 65-item bibliograph