フォスフォリピド膜に関連した界面水構造は,相感性振動和周波数生成スペクトロスコピーによって研究されました
Xiangke Chen1, Wei Hua, Zishuai Huang
1Department of Chemistry, The Ohio State University, 100 West 18th Avenue, Columbus, Ohio 43210, USA.
Journal of the American Chemical Society
|August 12, 2010
まとめ
界面の水分子は,フォスフォリピドの尾と整合し,純負の脂質により,より強い水分順序を導きます. 脂質へのカルシウムの結合は,接点でのこの水の秩序を乱します.
科学分野:
- 物理化学 物理化学
- バイオフィジックス 生物物理学
- 表面科学とは,地表科学である.
背景:
- 水の界面構造を理解することは,生物学的プロセスにとって極めて重要です.
- フォスフォリピドは細胞膜を形成し,水との相互作用が膜機能に影響します.
研究 の 目的:
- 様々なフォスフォリピド/水界面における水分子の指向と順序を調査する.
- 異なるフォスフォリピドヘッドグループの水の構造化能力を比較する.
主な方法:
- 段階感知振動和周波数生成 (SFG) スペクトロスコピーを使用しました.
- この研究では,ディパルミトイル・フォスフォコレイン (DPPC),ディパルミトイル・フォスフォエタノアミン (DPPE),ディパルミトイル・フォスファート (DPPA),ディパルミトイル・フォスフォグリセロール (DPPG),およびディパルミトイル・フォスフォ-l-セリン (DPPS) によって形成されたインターフェースを調査しました.
主要な成果:
- インターフェイスの水分子は,研究されたすべての脂質の間で,フォスホリピドの尾に向かって指す二極を一貫して方向づけています.
- ズウィトリアン系フォスホリピド (DPPC, DPPE) は,純負のフォスホリピド (DPPA, DPPG, DPPS) に比べて,水方向化効果が弱かった.
- 脂質フォスファート群に結合したカルシウムカチオンの存在は,界面水分子の順序を低下させることが判明しました.
結論:
- フォスフォリピドヘッドグループの静電電位は,水界面構造を大きく左右する.
- 脂質のヘッドグループ電荷は,水の秩序化の程度に影響し,純負の電荷はより大きな秩序を促進します.
- カチオン結合は,フォスフォリピド界面の水分層を調節し,分子相互作用に影響を与えることができます.
さらに関連する動画
関連する概念動画
01:26Membrane Fluidity
Membrane fluidity is explained by the fluid mosaic model of the cell membrane, which describes the plasma membrane structure as a mosaic of components—including phospholipids, cholesterol, proteins, and carbohydrates—that gives the membrane a fluid character.
Mosaic nature of the membrane
The mosaic characteristic of the membrane helps the plasma membrane remain fluid. The integral proteins and lipids exist as separate but loosely-attached molecules in the membrane. The membrane is a relatively...
Mosaic nature of the membrane
The mosaic characteristic of the membrane helps the plasma membrane remain fluid. The integral proteins and lipids exist as separate but loosely-attached molecules in the membrane. The membrane is a relatively...
01:23Membrane Fluidity
Cell membranes are composed of phospholipids, proteins, and carbohydrates loosely attached to one another through chemical interactions. Molecules are generally able to move about in the plane of the membrane, giving the membrane its flexible nature called fluidity. Two other features of the membrane contribute to membrane fluidity: the chemical structure of the phospholipids and the presence of cholesterol in the membrane.Fatty acids tails of phospholipids can be either saturated or...
01:19Fluid Mosaic Model
Scientists identified the plasma membrane in the 1890s and its principal chemical components (lipids and proteins) by 1915. The model for plasma membrane structure, proposed in 1935 by Hugh Davson and James Danielli, was the first model to be widely accepted in the scientific community. The model was based on the plasma membrane's "railroad track" appearance in early electron micrographs. Davson and Danielli theorized that the plasma membrane's structure resembled a sandwich with the analogy of...
01:23IR Spectrum Peak Broadening: Hydrogen Bonding
The vibrational frequency of a bond is directly proportional to its bond strength. As a result, stronger bonds vibrate at higher frequencies, while weaker bonds vibrate at lower frequencies. The stretching vibration of the strong O–H bond in alcohols and phenols (very dilute solution or gas phase) appears as a sharp peak at 3600–3650 cm−1.
However, the extent of hydrogen bonding influences the observed stretching frequency and band broadening. Intermolecular or intramolecular hydrogen bonding...
However, the extent of hydrogen bonding influences the observed stretching frequency and band broadening. Intermolecular or intramolecular hydrogen bonding...