Мембрана динамикасы. Мембранадағы фосфолипидті молекуланың қозғалғыштығы

Мембрананың (функционалдық) өмір сүргіштік режимі липидті биқабаттың микротұтқырлығына, мембранадағы фосфолипидті молекуланың қозғалғыштығына және мембранды липидтің фазалық күйіне өте күшті тәуелді болады. Клетка физиологиясында елеулі рольді биологиялық мембранадағы фазалық ауысулар атқарады.

Липидті биқабаттың биофизикалық сипатының қалыпты күйден ауысуы, әртүрлі потологиялық ауытқуларға әкеліп соғады. Биологиялық мембрананың липидті фазасы физиологиялық жағдайда (Т,Р, қоршаған ортаның химиялық құрамы) сұйықты - агрегаттық күйде болады.

Бұл флюоресценттік анализ (флюоресценттік зонд және белгілеу), электронды парамагниттік резонанс, спинді зонд және белгілеу әдістері арқылы және ядролық магниттік резонанс (ЯМР) әдісі бойынша анықтаған.

Қалыпты жағдайда мембрана - жарқырамайды, флюоресценттік әдіспен мембрананы зерттеу үшін жарқырауға қабілеті бар мембранаға молекула немесе молекула тобын енгізу керек. Флюоресценттік зонд ретінде көбінесе ДХМ (диметиламинохалкон), МБА-3-метоксибензантрон, АНС-1 анилин –нафталин-сульфонат және т.б. пайдаланады.

Флюоресценттік анализ - мембранадағы фосфолипидті молекулалардың қозғалғыштығын зерттеуге және мембрананың липидті фазасының тұрақтылығын анықтауға мүмкіндік береді.

Мембрананың микротұтқырлығын флюоресценцияның спектрінің өзгеруі арқылы және мембрананы поляризацияланған жарықпен сәулелендіргенде жарқыраған сәулеленудің поляризациялық Р- көрсеткіші арқылы анықтауға болады.

Поляризация көрсеткіші (Р) мен мембрананың микротұтқылығы (η) арасындағы байланысты Перрен-Яблонский теңдеуімен табуға болады:

(1)

Мұндағы: Р₀ - қозғалмайтын молекуладағы жарықтың поляризациялық көрсеткіші.

- универсал газ тұрақтысы.

Т- абсалюттік температура (К)

V-жарқырайтын молекуланың молярлық көлемі

τ - қозған күйдің өмір сүру уақыты

Липидті биқабаттың агрегаттық күйлері туралы толық мағлұматты радиоспектроскопия әдістері ЭПР және ЯМР береді.

 

2.5. Электронды парамагниттік резонанс. (ЭПР)

ЭПР- құбылысы сыртқы магнит өрісіне орналасқан парамагниттік бөлшектердің (спині компенсацияланбаған электрондар) резонанстық жиілікте -электромагниттік толқын энергиясын жұтуының кенеттен өсуіне негізделген.

Толқынның резонанстық жиілігі: (1)

Мұндағы: В- магнит өрісінің индукциясы,

h- Планк тұрақтысы, h=6,62· 10^-34Дж· с

g- гидромагниттік қатынас - ол парамагниттік бөлшектердің табиғатына байланысты. Еркін электрон үшін g=2.

=0,927´10^-23 - Бор магнетоны

Практикада электромагниттік толқынның жиілігін тұрақты қалдырып, магнит өрісінің индукциясын жайлап өзгерту оңтайлы.

Электромагниттік толқын энергиясының резонанстық жұтылуы кезіндегі магнит өрісінің индукциясы:

(2)

ЭПР-құбылысында электромагниттік өрістің жиілігі = 10¹⁰ Гц және магнит өрісінің индукциясы- В= 0,3Тл қолданылады.