Мембрана липосом

Искусственные мембраны, липосомы и протеолипосомы, методы их получения, строение, свойства, применение в различных областях биологии и медицины. Взаимодействие липосом с клетками. Методы модификации природных и искусственных мембран. [c.283]

Носители второго поколения, имеющие размеры меньше 1 мкм, объединяют в группу коллоидных носителей, типичным представителем которых являются липосомы — мелкие фосфолипидные везикулы, содержащие водную фазу. Существенным достоинством липосом, определяющим перспективность их использования в медицинской практике, является относительная легкость, с которой можно изменять свойства фосфолипидной мембраны, встраивая или ковалентно присоединяя к ним те или иные биологические полимеры или химические соединения [18]. С целью направленной доставки к тканям-ми- [c.294]

Для изучения возможного связывания и влияния ГНР на конформационное состояние липидов мембран клеток в работе изучали взаимодействие ряда ГНР с липосомами, моделирующие мембраны, не содержащие в липидном бислое белков. [c.561]

Сравнительный анализ спектров ЭПР зонда 3 в присутствии глицерина и ПЭО-1500 показывает, что в отличие от глицерина добавление 15% ПЭО-1500 приводит к практически полному вытеснению зонда 3 из мембраны липосом. Анализ спектров ЭПР различных гидрофобных зондов в липосомах в присутствии изучаемых вспомогательных веществ показал, что по сродству к липидам биомембран их можно расположить в ряду глицерин < пропиленгликоль < ПЭО-400 < 1500 [5]. [c.563]

Принципиальным моментом является и тот факт, что мембраны липосом являются мембранами первого типа, в которых пассивная диффузия Л В через мембрану осуществляется по градиенту концентрации [12]. Поэтому сродство лекарственных веществ к липосомам кор- [c.571]

При исследовании мембран всегда имеют дело с большим числом молекул. Мембраны, встречающиеся в природе, представляют собой очень сложные системы, состоящие из большого числа различных липидов и протеинов, встроенных в липидную мембрану (рис.3.46). В силу этого исключительно сложно получить детальное представление об индивидуальных молекулах подобно тому, как это было сделано для протеинов в растворах. Только для некоторых модельных систем, таких, как мицеллы и липосомы, которые состоят из вполне определенных компонентов, можно надеяться на то, что будут получены надежные ответы на принципиальные вопросы, касающиеся их организации и движения. В дальнейшем результаты, полученные для модельных мембран, могут быть перенесены на мембраны, встречающиеся в природе. [c.156]

Так как фосфолипиды содержат фосфатные группы, с помощью ЯМР Р можно наблюдать фосфорсодержащие липосомы. Выше температуры фазового перехода при благоприятных условиях в искусственных мембранных везикулах можно наблюдать сигналы от различных фосфолипидов (рис.3.47). В малых везикулах удается различить линии, соответствующие фосфолипидам, находящимся на внутренней и внешней сторонах мембраны (химические сдвиги отличаются на несколько Гц), Для более надежного отнесения соответствующих резонансных линий фосфолипидов на внутреннюю или внешнюю поверхность мембраны, необходимо добавить парамагнитное вещество, для которого проницаемость мембраны невелика, и в основном будет наблюдаться связывание этого вещества с фосфолипидом, находящимся на одной из сторон поверхности. Резонансные линии липидов, связанных с парамагнитным веществом, в этом случае сильно уширяются и практически не наблюдаются в спектре. Спектры ЯМР Р липосом также являются подтверждением сделанного ранее вывода о том, что увеличение напряженности магнитного поля далеко не всегда обеспечивает более высокое разрешение, так как для ядер фосфора вклад в релаксацию за счет анизотропии химического сдвига будет значительным. В этом случае скорость релаксации возрастает как квадрат напряженности магнитного поля (см. формулу (1.38)),а разность значений химических сдвигов увеличивается с ростом поля линейно, поэтому уширение линий может компенсировать воз- [c.157]

Он уменьшил текучесть липосом, увеличив давление в 90 раз. Липосомы стали непроницаемыми, и выделение радиоактивной метки в окружающую среду при действии хлороформа прекратилось. Одновременно прекратилось и действие анестетика на головастиков, и они проснулись. Очевидно, при повышении давления восстановилась структура мембраны, а следовательно, п ее функция. [c.74]

Чтобы рассмотреть взаимосвязь между подвижностью молекул, составляющих бислой, и его функцией, мы должны подробнее обсудить формы такой подвижности. Это колебания и вращение отдельных групп или боковых цепей липидных молекул, а также латеральная диффузия целых липидных молекул в своем монослое. Липидная молекула в липосоме меняется местами с соседними молекулами 10 раз/с. Однако ее переход с одной стороны бислоя на другую сторону совершается только один раз в 14 сут. Этот так называемый флип-флоп , или третий тип подвижности, практически не вносит вклада в подвижность мембраны. [c.74]

Липосомы — модельные мембраны [c.315]

Липидные бислои могут быть приготовлены в различных конфигурациях бимолекулярные липидные (также называемые черные липидные) мембраны (БЛМ) и липосомы. [c.330]

Поставленные задачи решаются на основе современных методов исследования ферментов. Практическая направленность занятий связана с освоением различных методов регистрации скоростей ферментативных реакций, включающих использование сопряженных ферментных систем и метода радиоактивного анализа. С целью определения активности мембранных ферментов осваиваются техника получения различных субклеточных структур и приемы работы с различными типами детергентов. Проблемы структурного анализа ферментов решаются с привлечением методов избирательной химической модификации белков, флуоресцентных методов, а также методов ковалентной и адсорбционной иммобилизации на различных носителях, включая искусственные фосфолипидные мембраны (липосомы). Кроме того, осуществляется практическое знакомство с различными аспектами кинетического исследования ферментов осваиваются различные способы оценки кинетических параметров, ингибиторный анализ, проводится исслс- [c.329]

Сначала нейтрализовались неспаренные электроны молекул, расположенных на внешних поверхностях липосом, что приводило к уменьшению числа неспаренных электронов в два раза. ЭПР затем определялся спин-метками на внутренних, не доступных действию аскорбиновой кислоты поверхностях липосом. Однако плоп1 адь под спектрами ЭПР продолжала понижаться, что свидетельствовало об уменьшении числа неспаренных электронов. Это объяснялось перескоками меченных спин-метками молекул с внутренней поверхности бислойной мембраны липосомы на внешнюю - флип-флопом. По скорости уменьшения интенсивности сигнала ЭПР установлено, что половина меченых молекул претерпевает флип-флоп примерно за 6,5 часов, поскольку примерно через это время плош 8Дь под кривой спектра ЭПР (а следовательно, число неспаренных электронов) уменьшалась в два раза. [c.23]

В связи с проблемой сохранения интактности вводимых в протопласты органелл или микроорганизмов тот и другой способы имеют свои недостатки. Поглощение путем эндоцитоза приводит к изолированию вводимых в протопласт объектов в везикулах из плазмалеммы протопласта. Поскольку эти везикулы могут сливаться с лизосомальным аппаратом растительного протопласта, существует опасность, что это приведет к разрушению вводимого чужеродного материала. При слиянии происходит интеграция мембраны протопласта растения и микроорганизма, нарушение целостности микроорганизма и освобождение его органелл внутрь растительного протопласта. Обнаруженное для зеленых водорослей слияние с протопластами может рассматриваться, таким образом, как способ введения в растительную клетку не целых микроорганизмов, а интактных органелл. В качестве альтернативного пути, позволяющего преодолеть недостатки обоих рассматриваемых способов, предлагается заключать микроорганизмы в искусственные мембраны — липосомы (рис. 20). Этот прием уже был использован в опытах по введению в протопласты лука одноклеточных цианобактерий, заключенных в липидные капли. Преимущества данного методического приема видятся в том, что искусственные мембраны будут сливаться с плазмалеммой протопласта, освобождая таким образом интактные клетки микроорганизмов в цитоплазму протопласта. [c.59]

Потребность в более прочных липосомах возникла также в ходе реализации одной из новейших идей в химиотерапии опухолей [42]. Вместо того чтобы доставлять в опухолевую клетку цитотоксичные ФАВ, убивающие клетку изнутри, можно дестабилизировать мембрану такой клетки, т. е. убить ее снаружи. Для этого необходимы корпускулы, так как процесс протекает на клеточном уровне. Как уже было отмечено, обычные липосомы могут сливаться с клеткой, но при этом гибнет липосома. Для уничтожения же опухолевой клетки необходимо, чтобы возможность слияния сохранялась, но разрушению подвергалась клетка, т. е. мембрана липосомы должна быть прочнее, чем клеточная мембрана. Проблема целеузнава-ния будет решаться при этом так же, как и для обычных липосом, действующих на молекулярном уровне, т. е. иммунологическими методами. [c.231]

Какими же физико-химическими свойствами обладают искусственные мембраны — липосомы Важной характеристикой природных мембран является степень подвижности составляющих их молекул фосфолипидов. Липосомаль-ные мембраны также представляют собой динамические образования, т. е. молекулы фосфолипидов в них способны к латеральной диффузии (перемещению в пределах монослоя), к изменению ориентации относительно друг друга и переходам из одного монослоя в другой (флип-флоп). [c.136]

Способность липосом удерживать включенное вещество при транспорте в организме зависит от п1юницаемости и устойчивости их мембран. Мембраны липосом сравнительно хорошо проницаемы для воды, поэтому при уменьшении концентрации электролитов во внешней среде возможыо протекание осмотических явлений вплоть до осмотического шока — разрыва мембраны при поглощении липосомой избытка ]юды. [c.353]

Несмотря на значительный прогресс фундаментальной и прикладной науки в создании новых лекарственных препаратов и технологий их производства, в медицине остаются актуальные и нерешенные проблемы направленной доставки лекарства непосредственно в патологический очаг организма больного токсичности и побочного действия, продолжительности действия и устойчивости препарата в физиологических условиях. Установлено, что лекарственные препараты, применяемые в обычных формах, ограниченно и медленно преодолевают барьер клеточных биологических мембран многие препараты, после введения, довольно быстро подвергаются деструкции под воздействием различных защитных систем организма, что сводит к минимуму необходимый терапевтический эффект. Эти факторы нередко затрудняют или делают невозможным медицинское применение ряда высокоактивных соединений и препаратов на их основе. В настоящее время при поиске природных и синтетических органических веществ со специфической биологической активностью, необходимой для конструирования новых лекарственных средств, все большое внимание исследователей привлекают подходы, основанные на придании препаратам способности к биоспецифическому направленному транспорту через клеточные мембраны и концентрированию в клетках-мишенях. Один из таких подходов основан на использовании липидных везикул нанодиапазона, получивших название липосомы, в качестве средства для направленной внутриклеточной транспортировки лекарственных субстанций при этом существенно понижается токсичность препарата (в сравнении со степенью токсичности препарата в обычной форме). [c.10]

Одна из них базируется на резком улучшении проходимости AZT и ему подобных нуклеозидных препаратов через липидные мембраны. С этой целью синтезируют их фосфатные производные и вводят такие пролекарства в искусственные липосомы. Приготовленная в таком виде система препарат + носитель хорошо преодолевает мембранный барьер лейкоцитов. В России создан и проходит испытания препарат < юсфазид , имеющий в несколько раз меньшую токсичность, чем AZT. [c.154]

Адсорбция гексокиназы на фосфолипидных мембранах (липосомах). Адсорбцию (иммобилизацию) гексокиназы на липосомах проводят суспендированием препарата липосом (3 мг лецитина) в 1 мЛ раствора фермента, содержащего различные количества единиц используемого фермента, а также 15 мМ МдСЬ или 5 мМ глюкозу в качестве адсорбирующих реагентов. Контрольная проба адсорбирующих реагентов не содержит. После 30-минутной инкубации при 0° С мембраны, содержащие адсорбированную гексокиназу, отделяют центрифугированием при 100 ООО я в течение 1 ч и суспендируюг в среде инкубации. Препарат иммобилизованной гексокиназы используют для изучения свойств в день получения. [c.376]

Искусств, мембраны, построенные на основе Л. б., позволяют воспроизвести в модельных системах (напр, в липосомах) мн. ф-ции и характеристики биол мембран. [c.598]

Л. широко используют в качестве модельных систем при изучении принципов мол. организации и механизмов функционирования биол. мембраи. Они пригодны для изучения пассивного транспорта ионов н малых молекул через липидный бислой. Изменяя состав липидов в Л., можно направленно менять св-ва мембран. Включением мембранных белков в липидный бислой получают т. наз. п р о т е о-липосомы, к-рые используют для моделирювания разнообразных ферментативных, транспортных и рецепторных ф-ций клеточных мембран. Л. используют также в иммунологич. исследованиях, вводя в них разл. антигены или ковалентно присоединяя к Л. антитела. Они представляют собой удобную модель для изучения действия на мембраны мн. лек. ср-в и др. биологически активных в-в. Во виутр. водный объем Л. (в т. ч. полимерных) можно включать лекарства, пептиды, белки и нуклеиновые к-ты, что создает возможность практич. примеиеиия Л. в качестве ср-ва доставки разных в-в в определенные органы н ткани. [c.604]

В нашей стране и за рубежом ДТПА и пентацин широко применяются в качестве терапевтического средства при ускоренном выведении из организма урана, плутония, трансплутониевых элементов, а также некоторых других металлов [953, 954]. Недостатками этих препаратов являлись их относительная токсичность и слабая проникающая способность через клеточные мембраны, затрудняющая выведение полимерных форм плутония, депонированных в клетках [931]. Первый из этих недостатков удалось преодолеть, используя вместо ДТПА и пентацина тринатриевую соль диэтилентриаминпентаацетата цинка, которая по своим фармакологическим свойствам не отличается от пентацина, но значительно менее токсична. Этот препарат одобрен для клинического применения в ФРГ и США. Для улучшения транспортировки комплексонов в клетки органов и тканей предложено использовать липосомы [955]. [c.495]

Иммобилизация ферментов в полупроницаемые структуры. Сущность этого способа иммобилизации заключается в отделении водного раствора фермента от водного раствора субстрата с помощью полупроницаемой мембраны, пропускающей низкомолекулярные молекулы субстратов и кофакторов, но задерживающей большие молекулы фермента. Разработано несколько модификаций этого метода, из которых интерес представляет микрокапсу-лирование и включение ферментов в липосомы. [c.89]

Вещества ряда аминотиазола обладают противовоспалительной и антимикробной активностью. Проводить корреляцию между мембрано-тропными свойствами этих веществ и фармакологической активностью корректно для антимикробной активности, т.к. в механизме противовоспалительного действия заметную роль ифают процессы ингибирования этими веществами тех или иных ферментов, например, ингибирования простагландинсинтетазы. В ряду производных аминотиазола нитазол имеет максимальное сродство к липосомам и максимальную антимикробную активность. [c.575]

ОТ его липофильности, т. е. от коэффициента распределения между мембраной и водой. Модельные эксперименты показали, что анестетики снижают температуру фазового перехода некоторых липидов и, таким образом, увеличивают текучесть мембраны, [9, 10]. Текучесть связана с проницаемостью мембраны для ионов и других низкомолекулярных веществ. В своем классическом эксперименте Бенгхем показал, что липосомы, содержащие радиоактивное вещество, при действии хлороформа или диэтилового эфира становились проницаемыми и выделяли радиоактивную метку в окружающую среду. Концентрация хлороформа, необходимая для этого эффекта, была достаточной для анестезии головастика. Бенгхем предположил, что один и тот же молекулярный механизм отвечает как за проницаемость мембраны, так и за анестезирующий эффект, и подтвердил этот вывод следующим экспериментом. [c.74]

Мембранные белки, за немногим исключением, связываются с окружающими их липидами нековалентно. Методами ЭПР с помощью спинмеченных липидов доказано, что такие белки собирают вокруг себя специфические липиды в форме воротника , или ореола. Кроме того, модельные исследования на искусственных липосомах, сформированных из фосфатидилсерина и фосфатидилхолина, показали, что основный белок человеческого миелина (гл. 4) связывается с кислыми и нейтральными липидными молекулами, вызывая тем самым разделение фаз [18]. Аналогичный эффект в модельных экспериментах с искусственными липосомами проявлял и липопротеин миелиновой мембраны [19]. Напротив, никотиновый ацетилхолиновый рецептор из электрического органа Torpedo преимущественно [c.79]

Общей чертой всех П1)иведенных фосфолипидов является наличие в составе одной молекулы одновременно больших алифатических радикалов, стремящи.хся избежать контакта с водой, и гидрофильной заряженной или цвиттерионной группой. В результате в водных растворах такие молекулы образуют двойной слой с обращенными в водную фазу гидрофильными фрагментами и обращенными друг к другу объемистыми гидрофобными радикалами. Они имеют тенденцию к самопроизвольному сворачиванию в сферические микрочастицы, так называемые липосоми. Внутренняя область мембраны, находящаяся между двумя гидрофильными слоями, представляет собой гидрофобную микрофазу, способную растворять неполярные молекулы, например молекулы холестерина. Именно такие двойные фосфолипидные слои образуют структурную основу клеточной мембраны, однако в нее, как в некий подвижный каркас, вмонтированы разнообразные мембранные белки. [c.57]

Как модели, липосомы значительно ближе к биологическим мембранам, чем бислойные липидные пленки. Как и биологические мембраны, они предстввляют собой замкнутые системы, что делает их пригодными для изучения пассивного транспорта ионов и малых молекул через липидный бислой. В отличие от БЛМ, липосомы достаточно стабильны и не содержат органических растворителей. Состав липидов в липосомах можно произвольно варьировать и таким образом направленно изменять свойства мембраны. В настоящее время хорошо разработаны методы включения функционально-активных мембранных белков в липосомы. Такие искусственные белково-лнпидные структуры обычно называются протеолипо-сомами (рис. 310). Благодаря возможности реконструкции мембраны из ее основных компонентов удается моделировать ферментативные. транспортные и рецепторные функции клеточных мембран. В липосомы можно авести антигены, а также ковалентно присоединить антитела (рис. 311) и использовать их в иммунологических исследованиях. Они представляют собой удобную модель для изучения действия многих лекарственных веществ, витаминов, гормонов, антибиотиков и т. д. Как уже отмечалось, при образовании липосом водорастворимые вещества захватываются вместе с водой и попадают во внутреннее пространство липосом. Таким путем можно начинять липосомы различными веществами, включая [c.579]

Показано, что обработка цитохромоксидазы дициклогексил-карбодиимидом (D ) приводит к потере протон-транслоцирую-щей активности, а то аремя как транспорт электронов практически не затрагивается. D в данном случае модифицирует главным образом остатки Glu-90 субъединицы III. Этот район полипептида расположен внутри мембраны и структурно подобен D -связывающему участку протеолипида Н -АТФазы. Потеря протон-транслоцирующей активности происходит под действием антител к 111 субъединице. Препараты цитохромоксидазы. из которых избирательно удалена субъединица 111 (например, с помощью хроматографии комплекса на ДЭАЭ-агарозе), не способны к переносу протонов после реконструкции в липосомы транспорт электронов при этом не нарушается. [c.617]

Фосфолипидные бислои можно получить также на маленьких отверстиях перегородок, разделяющих два водных раствора. Липидные бислои и липосомы служат предметом интенсивных исследований, так как оказалось, что по своим свойствам они очень сходны с природными мембранами. Например, и полярные липидные бислои, и природные мембраны обладают высоким электрическим сопротивлением, вследствие чего и те и д]ругйе непроницаемы для катионов или анионов, но легко пропускают молекулы воды. [c.341]

Энергия активации для самодиффузии воды составляет 16,7—20,9 кДж/моль, в то время как Еа для диффузии воды через взрослую человеческую красную кровяную клетку (ККК) равна 25,1, а через липосомы яйцеклетки (фосфатидилхолина) (ФХ)—33,5—37,7 кДж/моль [7]. Таким образом, стадией, лимитирующей скорость переноса воды через биомембраны, является не только самодиффузия. Пассивная проницаемость растворимых неэлектролитов, содержащих частицы малых размеров, включает ряд последовательных стадий перенос через поверхность раздела, дегидратацию растворенного вещества и диффузию через углеводородные цепи. Ацильные цепи образуют свернутые конформации и создают свободный объем, в котором могут размещаться растворенные вещества. От поверхности мембраны к ее центру полярность уменьшается, а подвижность возрастает. Коэффициенты проницаемости для ионов и гидрофильных растворенных веществ через биомембраны намного ниже, чем для воды или неэлектролитов с малыми частицами. Это обусловлено большим значением Д/- (ж 167 кДж/моль), требуемым для переноса иона из водного раствора с диэлектри- [c.327]

Благодаря прекрасной биосовместимости хорошо сконструированных синтетических биомембран липосомы и везикулы из ПАВ были широко исследованы в качестве капсулирующих веществ для лекарств [21]. В искусственных клетках нашли применение как синтетические биомембраны, так и синтетические полимерные мембраны [22]. Искусственные клетки представляют собой капсулированные системы, которые могут быть введены в организм для эффективного воспроизведения естественных функций. Внутри искусственных клеток содержались ферментные системы, клеточные экстракты, биологические клетки, адсорбенты и др. Большое внимание уделяли созданию заменителей красных кровяных клеток (ККК). Было обнаружено, что микросферы с капсулированным кремнием быстро выводятся из системы кровообращения [23]. [c.335]

Энзимотерапия — использование ферментов и метаболитов в качестве лечебных средств 1) заместительная терапия — желудочный сок, пепсин и др. 2) очистка ран, воздействие на избыточно разрастающуюся соединительную ткань (гиалуронидаза, протеина-зы, нуклеазы и др.) 3) ингибирование протеолитической активности с помощью трасилола и др. 4) иммобилизация ферментов с твердым носителем или заключение их в полимерную капсулу. При введении в кровь такие ферменты не разрушаются, а, накопившись в патологическом очаге (например, в случае тромбообразования), оказывают эффект. Наиболее эффективны капсулы, из липидов — липосомы. Ферменты внутри липосом транспортируются через клеточные мембраны и оказывают действие в клетке. [c.78]

ТОЧНОЙ вирулентности — способности вызвать инфекционную болезнь вместо того, чтобы предохранять от нее. К сожалению, пока остается проблема низкой иммуногенностн вакцин-антигенов. Одной из ее причин может быть то, что вакцина не включает всех компонентов возбудителя, необходимых для создания иммунитета к нему. Так, вирус, покидая клетку, часто одевается ее мембраной. Компоненты этой мембраны, отсутствующие в генно-инженерном белке, могут обладать нммуногеннымн свойствами. Повышению иммуногенностн вакцин-антигенов способствуют добавление адъювантов, иммобилизация вакцин на носителях или их включение в липосомы. Большинство экспериментальных подходов или направлений в биотехнологических исследованиях связаны с медициной и ветеринарией. Не ослабевает внимание ученых к поиску новых антибиотиков, что связано с токсичностью существующих препаратов, аллергическими реакциями, вызываемые ими, нарастанием устойчивости патогенных микроорганизмов к применяемым препаратам, а также с необходимостью изыскания средств борьбы с возбудителями, против которых недостаточно эффективны известные антибиотики. [c.250]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология