测量Langmuir单层膜中二元聚集参数的两种数学模型以及古生菌膜脂和蛋白相互作用的研究

作     者：邹增慧 

作者单位：陕西师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：孙润广

授予年度：2013年

学科分类：0710[理学-生物学] 071010[理学-生物化学与分子生物学] 07[理学] 

主      题：生物膜 Langmuir单层膜 LB膜 二元聚合物 平衡常数 等温曲线 古生茵 短杆菌肽 原子力显微镜AFM 

摘      要：本论文涉及到两个研究课题。第一个课题针对Langmuir膜中的二元组分聚集现象,根据二维聚合的物理化学原理提出了一种能对与二元聚合物聚合程度有关参数进行定量计算的新数学模型。应用此数学模型能有效消除单次测量误差对结构的影响,利用数学软件求解,得到平衡常数K,二聚物的平均分子面积SAB，未发生聚合的两种组分的平均分子面积SA和SB,发生聚合的物质占总物质的比例po等物理参数。首次推导出两种成分中发生聚合的物质占总物质的比例p0与两种组分比例的函数关系。实验中用由硬脂酸(SA)和二棕榈酰磷脂酰胆碱(DPPC)组成的LB膜对模型进行检验,计算表明SA与DPPC的平均分子面积分别为24.0A2molecule-1和63.7A2molecule-1, DPPC-SA二聚物的平均分子面积为81.3A2molecule-1,在室温下的聚合常数为1.858×107m2/mol。实验得到的结果与文献值一致,当SA所占比例约为49.73%时,形成DPPC-SA二聚体的物质的量占膜中加入组分的总物质的量的比值最大,大约有84.96%的分子都发生了聚合反应。 研究了古生菌膜脂的类似物4ME16:0Diether PC和真核生物膜中的典型磷脂二栋榈酰磷脂酰胆碱(DPPC)的与短杆菌肽A(Gramicidin A)相互作用时的不同性质。研究温度为室温,亚相为质量浓度为0.9%的氯化钠溶液为。通过研究它们在恒定表面压下的A-T曲线,以及两者的π-A曲线,分析了纯组分的两种脂质单层膜的稳定程度,发现它们都具有较高的稳定性。然后研究了加入gA后对它们稳定程度的影响,发现加入了gA的4ME16:0Diether PC的单层膜变得不稳定,但是加入了gA的DPPC单层膜稳定性没有明显影响。最后用原子力显微镜(AFM)观察了gA对单层膜形貌的影响,以及两种脂的LB膜对气液界面上gA单层膜的吸附情况。发现了加入gA的4ME16:0Diether PC的LB单层膜的形貌缺陷,这可能是由于gA不能与4ME16:0Diether PC结合,镀膜时从单层膜中脱离出来导致的。而在gA和DPPC混合的LB膜中却出现了聚集花样,这说明gA能嵌入DPPC单层膜中与DPPC分子紧密结合并且发生相分离现象。还发现gA单层膜能吸附到DPPC的LB膜上,却不能吸附到4ME16:0Diether PC的LB膜上。这一系列实验可以说明gA容易DPPC结合但是不容易与4ME16:0Diether PC结合,从而gA更容易破坏真核生物细胞膜,但是不容易破坏古生菌的细胞膜。