Метод спiнових мiток (спiнових зондiв)

Для вивчення структури i функцiй бiологiчних мембран з успiхом застосовується метод спiнових мiток, або спiно­вих зондiв.

Пояснимо суть цього методу. Похiдну стiйкого вiльного радикала, частiше нiтроксильного, зв’язують ковалентним зв’язком з будь-якою функцiональною групою бiлка або лiпiду, а потiм таку спiн-мiчену молекулу вбудовують в лiпiдний бiшар мембран, утворюючи так званий “спiновий зонд”. Форма сигналу спiнової мiтки залежить вiд оберталь­ної рухливостi зонда або тiєї його дiлянки, до якої вона “пришита” (мал. 9.27).

Мал. 9.27 Форми сигналу спінової мітки в залежності від рухливості зонда.

Використання методу спiнових зондiв дозволило вста­но­вити цiлий ряд цiкавих фактiв.

Мал. 9.28. Спінові зонди – спін-мічені аналоги стеаринових кислот.

1. Використовуючи в ролi спiнових зондiв спiн-мiченi аналоги стеаринових кислот i вводячи їх в оболонки еритро­цитiв (мал. 9.28), довели, що вiдносно суворий порядок роз­пов­сюджується на глибину не бiльш нiж вiсiм вуглецевих атомiв ланцюга вiд поверхнi в глибину мембрани. У на­прямку до центра лiпiдного бiшару рухливiсть жирно­кис­лот­них ланцюжкiв зростає. Оцiнка обертальної рухливостi дала можливiсть встановити, що мiкров’язкiсть лiпiдного бiшару в мембранi еритроцита приблизно дорівнює в’яз­костi рослинної олiї.

2. Аналогiчним чином, шляхом введення в бiологiчнi мембрани спiн-мiчених жирних кислот або синтезованих на їх основi фосфоліпiдів було виявлено змiну структури мембрани при рiзних випадках патологiї, а також пiд дiєю лiкiв та iнших бiологiчно активних сполук. Так, було показано, що анестетики збiльшують плиннiсть всерединi лiпiдного бiшару мембрани, а холестерин i ДДТ зменшують її.

3. Методом ЕПР було вперше експериментально дове­дено iснування фосфолiпiдного перевороту. Був виявлений повiльний фосфолiпiдний переворот (flip-flop) в мембран­них везикулах – лiпосомах, або фосфолiпiдних бульбашках (мал. 9.29). Саме таким переворотом можна пояснити меха­нiзм пасивного транспорту деяких iонiв через бiологiчнi мембрани.

Мал. 9.29. Фосфоліпідний переворот “flip-flop” в мембранах.