Исследование липосом

Как показали исследования на липосомах и ориентированных мультислоях с помощью спин-меченых препаратов [142], участок углеводородной цепи лецитина от полярной группы до Gg имеет структуру жесткого стержня , у более дальних участков углеводородной цени повышается вероятность изгибов и соответственно увеличивается подвижность ее концов. Вероятно, такой градиент подвижности цепей имеет место и в черной пленке. Тогда распре-деление плотности молекул растворителя в ней должно быть таким, что они сосредоточатся в основном в центре бислоя. [c.122]

В качестве микросфер используют микроэмульсии, липосомы, наночастицы и др. Следует отметить, что несмотря на проведение исследований по использованию для инъекций микросфер (липосомы и др.), широкого применения пока в практике не получили. [c.652]

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]

Результаты исследований дают основания считать, что у высших растений при участии переносчиков осуществляются процессы К+/Н -, Na /H+-, Са /пН -антипорта и Н /С1-симпорта на плазматической и вакуолярной мембранах [10, 318, 384, 397, 455, 497, 652). Предпринимаются первые попытки по солюбилизации и реконструкции ионных переносчиков в липосомах. В частности, удалось реконструировать в активной форме вакуолярный Н /Са -антипортер [620]. [c.25]

Таким образом, исследования, выполненные на везикулах плазматических мембран и липосомах. убеждают в том. что в формировании [c.36]

Липосомы представляют собой в некотором роде прообраз клетки. Они служат моделью для исследований различных свойств клеточных мембран. [c.29]

Плоские липидные мембраны, наряду с липосомами, широко используются в качестве моделей для изучения электрических свойств мембраны, их проницаемости и других научных исследований. С помощью модельных мембран изучают ряд функций биологических мембран, а том числе, барьерную (например, селективность проницаемости - хорошую проницаемость для воды и плохую для ионов). Можно моделировать биологический транспорт, вводя в модельную мембрану молекулы-переносчики. [c.30]

Должны быть установлены границы применимости модели, то есть четко заданы условия, при которых выбранная модель адекватна изучаемому объекту, поскольку ни одна модель не дает исчерпывающего описания объекта. Границы применимости определяются теми допущениями, которые делаются при составлении модели. Как правило, чем больше допущений, тем уже границы применимости. Так например, липосома является адекватной моделью биологической мембраны, если изучается проницаемость липидного бислоя мембран для различных веществ ( 5 и 6). Если же цель исследования - электрогенез в клетках, то в этом случае липосома не адекватная модель, границы ее применимости не удовлетворяют целям исследования. [c.166]

Ферменты, иммобилизованные путем включения в липосомы, применяются главным образом в медицинских целях, а также при проведении фундаментальных исследований, поскольку такие системы близки к природным мембранам и их изучение может дать полезную информацию о ферментативных процессах в клетках. [c.71]

Липидные мембраны. В качестве липидных моделей биологических мембран наиболее широкое применение нашли три типа а) монослои липидной природы на границе раздела фаз раствор электролита — воздух б) плоские бислойные липидные мембраны в) липосомы, замкнутые везикулярные образования, состоящие из одного или нескольких концентрических бислоев. Каждая из этих моделей имеет свои достоинства и недостатки и применяется в зависимости от ее возможностей и цели исследования. [c.131]

Сейчас уже можно с уверенностью сказать, что ценность липосом заключается не только в их пригодности для теоретических исследований, но и в широком практическом использовании. Липосомы оказались пригодным носителем для транспорта лекарств в организме они не вызывают нежелательных реакций организма на их введение и, кроме того, составляющие их липиды могут быть утилизированы в качестве компонентов клеточных мембран. [c.137]

В медицинских целях и некоторых фундаментальных исследованиях достаточно широко используется метод иммобилизации ферментов путем их включения в липосомы, поскольку такие системы близки природным мембранам и могут дать весьма ценную информацию о ферментативных процессах, протекаюш,их в клетках. Суш,ествует несколько модификаций данного способа, самой последней из которых является иммобилизация путем включения в полимерные липосомы. Полимерные липосомы характеризуются более высокой стабильностью по сравнению с обычными. [c.87]

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]

Проводят сравнительное исследование зависимости скорости реакции от концентрации глюкозы для связанной с липосомами и сво- бодйой форм фермента в диапазоне концентраций субстрата 3-10 — S-IO М. Различными графическими методами оценивают значения Кт по глюкозе. Препарат связанной гексокиназы получают в присутствии в среде для иммобилизации 15 мМ Mg b и 5 инт. ед. гексокиназы. [c.377]

Цель исследований в К. х.-развитие научных основ управления образованием, св-вами и разрушением дисперсных систем (ДС) и граничных слоев путем регулирования межмолекулярных взаимод. на границах раздела фаз, прежде всего с по.мощью поверхностно-активных веществ (ПАВ), способных самопроизвольно концентрироваться (адсорбироваться) на пов-сти частиц дисперсной фазы. Объектами исследований в К. х. являются разнообразные ДС и пов-сти раздела между дисперсной фазой и дисперсионной средой, а также границы раздела между макроскопич. фазами адсорбц. слои (моно- и полимолекулярные) и смачивающие пленки тонкие пленки-как плоские, так и замкнутые (ламеллярные системы, в т. ч. липосомы) нити (фибриллярные системы) аэрозоли (дымы, туманы, смог, облака), а также порошки пены и газовые эмульсии эмульсии и латексы (с.м. Латекс натуральный, Латексы синтетические, а т кже Смазочно-охлаждающие жидкости. Эмульсионная полимеризация) суспензии, взвеси и пасты золи и гели системы с твердой дисперсионной средой (металлы и сплавы, горные породы, газовые и жидкостные включения в твердых телах). [c.433]

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]

Важное свойство мембран состоит в способности небольших участков их поверхности сворачиваться и образовывать структуры, близкие по форме к сферическим. Электронно-микроскопическое исследование водных суспензий фосфолипидов показало, что образуются концентрические многослойные структуры (липосомы). Ультразвук разрушает эти структуры на более мел кие пузырьки, окруженные фоофолп-пидными бислоями, апалогичным и бислоям мембран. При определенных усло1виях маленькие пузырьки сливаются, образуя более крупные. Клетки тоже иногда сливаются друг с другом, образуя полиядерные клетки, что может быть связано, в частности, с повышенной текучестью мембран, а также с изменением ориентации полярных групп фосфолипидов [37]. Это явление имеет важное практическое значение для селекции растений и при изучении хромосом человека (гл. 15). [c.357]

Таким образом, сродство лекарственного вещества к липидам биологических мембран коррелирует не только с фармакологической активностью, но и определяет биодоступность вещества. Изучение сродства лекарственного вещества к липосомам является следующим щагом в биофармацевтических исследованиях по сравнению с исследованиями коэффициента распределения Л В между водой и октанолом и определяет мембранотропные свойства ЛВ, т.к. фосфатидилхолин является основным липидным компонентом многих клеток. [c.571]

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]

Липосомы — это самопроизвольно возникающие при диспергировании полярных липидов в воде пузырькообразные частицы, которые состоят из одного или нескольких замкнутых липидных бислоев, разделяемых водными промежутками. Их используют в биохимических исследованиях как простейшую модель биологических мембран. [c.315]

Уникальные свойства липосом сделали их незаменимыми в качестве не только моделей природных биологических мембран, но и объемом, имеющим самостоятельную ценность. В области биомедицинских исследований и биоинженерии они основаны на способности липосом взаимодействовать с клетками, перенося свое содержимое в цитоплазму или лизосомы (в зависимости от фазового состояния липидов липосом). В результате липосомы могут использоваться в клеточной биологии — для изучения механизмов межклеточных взаимодействий и модификаций клеточных мембран в генной инженерии — для введения внутрь клеток генетического материала в иммунологии — для использования адъювантных свойств липосом в фармакологии — для обычного и направленного транспорта лекарственных соединений в организме в фармации — для создания оптимальньгх лекарственных форм. [c.316]

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]

Методы остановки транспорта и молекулярного распознавания липосом для их целевого транспорта при лекарственной доставке — интенсивная область исследований. Липосомные составляющие могут быть чувствительны к pH, окислительно-востано-вительным процессам, к растворенному веществу или свету. Когда липосомы подвергаются изменению pH, электрохимического потенциала, химического соединения с высокой бислойной растворимостью (соПАВ), либо актиническому излучению, молекулярная упаковка липосомного бислоя разрушается, разрывается и подвергается необратимым изменениям, при этом содержимое липосомы высвобождается. Интересной областью исследования протеолипосом является ковалентное связывание распознанных протеинов с поверхностью липосом, определяющее направленную доставку лекарственных препаратов. [c.180]

Использование различного рода восстанавливаюш,их и уширяющих агентов позволяет исследовать диффузию и водорастворимых молекул через жидкокристаллические слои. Исследование скорости прохождения молекул-зондов через слоистую поверхность лецитиновых липосом, проведенное в работах [130, 172], полностью подтверждает сделанный выше вывод о значении заряженных групп диффундирующих молекул в определении скорости их прохождения через слой фосфолипида. Так, например, в работе [130] установлено, что скорость прохождения незаряженного зонда АП через липидную оболочку липосомы ла несколько порядков больше скорости прохождения заряженных зондов, таких, например, как зонд АХ1У, исследованный в работе [172]. [c.177]

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]

Получен ассоциат липосом, содержащих метатрексат (ингибитор дигидрофолатредуктазы, противораковое средство), и моноклональных антител к антигенам гистосовместимости мышей. Было показано, что он оказывает специфическое влияние на клетки селезенки. Надо сказать, что исследования по направленному введению лекарственных веществ, содержащихся в липосомах, только начинаются. [c.333]

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]

Моноламеллярные липосомы широко и эффективно используют в разнообразных исследованиях биологического и медико-биологического характера. Тем не менее, малый внутренний объем и осмотическая неактивность липосом существенно сужают круг этих исследований. В последнее время разработаны методики получения больших (100 нм в диаметре и более) моноламеллярных липосом, которые лишены этих недостатков. [c.13]

О том, что отдельные молекулы липидов способны свободно диффундировать в пределах липидного бислоя, исследователи впервые узпали, как зто ни странно, только в начале 1970-х годов. Первоначально это было показано на искусствеппых липидных бислоях. Для эксперимептальпых исследований оказались весьма полезными искусственные бислои двух типов 1) липосомы, имеющие форму сферических пузырьков, диаметр которых варьирует от 25 нм до 1 мкм в зависимости от способа их получепия (рис. 6-4), и 2) плоские бислои, называемые черными мембранами, закрывающие отверстие в перегородке между двумя отделениями сосуда, заполненными водой (рис. 6-5). [c.352]

Рис. 6-4, А. Электронная микрофотография нефиксированных неокрашенных фосфолипидных пузырьков (липосом) в воле Обратите внимание, что бислойная структура везикул легко различима. Б. Схематическое изображение небольшой сферической липосомы в поперечпом разрезе. Липосомы обычно используются в эксперимептальпых исследованиях в качестве модельных мембран. (А - с любезного разрешения Jean Lepault.)

При исследовании связывания более высокомолекулярных пептидов с липосомами, содержащими фосфатидилгли-церин, было показано, что цитохром С и щелочной полипептид гистон Н1 конкурируют за связывание с фосфолипидной мембраной, а полилизин K19 наиболее прочно связывается с кислыми фосфолипидами (Rytomaa, Kinnunen, 1996). [c.130]

В пользу этого говорит и тот факт, что различные компоненты цепи присутствуют в совершенно разных количествах на одну молекулу NADH-деги-дрогеназного комплекса приходится 3 молекулы комплекса b- i, 7 молекул цитохромоксидазы, 9 молекул цитохрома с и 50 молекул убихинона. Кроме того, можно разбавить белки внутренней мембраны избытком фосфолипидов, сплавляя субмитохондриальные частицы с липосомами. При электронномикроскопическом исследовании таких частиц с применением метода замораживания-скалывания видно, что дыхательные комплексы разделены в них большими промежутками, чем в нормальных субмитохондриальных частицах, и расположены в случайном порядке. [c.30]

Исследования проницаемости липидных пор развиваются в настоящее время в двух направлениях в первом исследуются максимально большие поры, во втором, наоборот, - липидные поры минимального радиуса. В первом случае речь идет об электротрансфекции - способе введения в живые клетки или липосомы молекул ДНК с целью переноса и внутриклеточного введения чужеродного генетического материала. Оказалось, что внешнее электрическое поле высокой напряженности способствует проникновению гигантской молекулы ДНК внутрь мембранной частицы. Как видно из табл. 2.2, максимальный размер критической поры соответствует жидкокристаллическому состоянию бислоя липидов в отсутствие внешнего электрического поля и равен 9 нм. Наложение внешнего электрического поля напряженностью 100 кВ/м понижает критический радиус поры до 1 нм за время 0,2 с. Поскольку при этом мембраны сохраняются, то размер липидных пор в них не превышает, очевидно, этого нижнего предела. Парадокс состоит в том, что эффективный диаметр статистического клубка ДНК, которая должна попасть внутрь частицы, достигает 2000 нм. Поистине задача про верблюда, проникающего сквозь игольное ушко. Поэтому очевидно, 62 [c.62]

Метод моделирования и получения искусственных мембран основан на получении и исследовании моно- и бимолекулярных липидных слоев, везикул, липосом и протеолипосом. Сущ ествует два основных типа искусственных мембран классические плоские и сферические мембраны различного размера. Для получения искусственных мембран используют различные фосфатиды, нейтральные глицериды, смеси липидов биологического происхождения, добавляя к ним холестерин, а-токоферол и другие минорные добавки. Потенциальная ценность искусственных мембран для исследований зависит от возможности включения в них природных белков, в особенности тех, которые обладают транспортными свойствами. Липосомы, со-стоящ ие из белков и липидов, стали получать в 60-е гг. термин протеолипосомы был введен В. П. Скулачевым. В настоящее время разработан целый ряд методов приготовления различных типов липосом и протеолипосом, а также их стандартизации по размерам, структуре, гомогенности, стабильности и другим характеристикам. Липосомы используют для доставки в клетку лекарственных и химических соединений, стабилизации ферментов в инженерной энзимологии, введения в клеточные мембраны молекул зондов, модифицирующих и моделирующих их поверхность. Большой интерес для генной инженерии и медицины представляют работы по введению в клетки при помощи липосом нуклеиновых кислот и вирусов. В липосомы включают митохондриальные компоненты и изучают на таких модельных системах процессы генерации энергии в клетках. Ультра-тонкие искусственные мембранные структуры — полислои Лен-гмюра—Бложе (ПЛБ) — применяют для получения био- и иммуносенсоров. Создаются ПЛБ с иммобилизованными ферментами и компонентами иммунологических систем. При использовании смешанных липид-белковых пленок ПЛБ получают информацию о функционировании белков и о липид-белковых взаимодействиях в мембране. Результаты изучения физических характеристик, проводимости, проницаемости и других свойств искусственных липидных мембран имеют большое зна- [c.216]

Помимо разработки новых вакцин, основанной на технологии рекомбинантной ДНК, ведутся исследования с использованием приемов белковой инженерии. Сведения о первичной структуре белковых антигенов, локализации В- или Т-клеточных эпитопов в структуре молекулы позволяют получать такие эпитопы синтетическим путем. Однако синтезированные пептиды теряют иммуногенность, свойственную целой молекуле. Это препятствие преодолевается использованием адъювантов. Один из них — липосомы, позволяющие доставлять антигенные пептиды непосредственно в антигенпрезентирующие клетки и тем самым обеспечивать запуск специфической реакции. [c.341]

Во многих странах широко проводятся исследования по применению липосом в терапии опухолей. При этом эффективность доставки в печень противоопухолевых препаратов, включенных в липосомы, может бьггь повышена путем резкого увеличения проницаемости липосом в области органа-мишени воздействием физических (локальное нагревание) и химических (создание рН-зависимых липосом) факторов, введением в липосомы ферромагнетиков и соадаьшем магнитного поля на участке действия липосом. [c.203]

Возможность применения липосом для лекарственной и ферментативной терапии, в генной инженерии основана иа их нетоксичности. Однако взаимодействие липосом с клетками не всегда лишено опасности для последних. Уже многими исследованиями показано, что введение высоких доз липосом способно вызывать гибель животных, эпилептические припадки и некроз тканей мозга, увеличение содержания глюкозы в крови и ткани мозга, нарушение целостности лизосом в клетках печени (только положительно заряженных липосом). В зависимости от состава липосомы могут проявлять токсическое действие в отношении НеЬа клеток, останавливать пролиферацию опухолевых клеток. Помимо токсических свойств чужеродных липидов существуют еще и трудности иммунологического характера, так как часть молекулы фермента, включенного в липосому, может локализоваться на внешнем ее монослое. Эти и другие потенциальные препятствия на пути применения липосом усложняют поиск подходов и методов процессов слияния липосом с ПЛМ и клеточными мембранами. [c.145]

Многогранную информацию о механизмах функциони-ровгниия различных структур и компонентов биологических мембран можно получить в результате исследований взаимодействия биологических мембран (и их компонентов) с искусственными — липосомами и плоскими липидными бислойными мембранами (БЛМ). При имплантации в эти искусственные мембраны везикул, например, плазматической мембраны должны резко изменяться не только упорядоченность липидных компонентов, но и липидное микро-окружениё мембранно-связанных ферментов. А это очень важно, так как из опытов по реактивации и реконструкции индивидуальных мембранных ферментов следует, что для [c.288]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология