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牛血清蛋白对二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺单层膜结构的影响

发布时间:2019年9月19日 点击数:2510

在气/液界面上研究生物分子间相互作用以及动态吸附过程是了解复杂生物分子体系结构和功能的重要途径[1].磷脂酰乙醇胺 (PE) 是生物膜中含量较丰富的磷脂分子, 尤其在高度活跃的生物膜中含量更高.例如, 总磷脂酰乙醇胺在大脑中含量高达30%~70%, 而在肝器官中仅占总磷脂的5%[2,3].据文献[4, 5]报道, PE的带电性受p H值的影响.当2.3<p H<8时, PE呈电中性, 带有不饱和酰基链的PE脂双层膜不稳定;当p H>8时, PE的头部基团带电, 电荷之间的静电排斥作用使PE分子头部基团的有效横截面积增大.在高p H值环境中, PE脂双层膜是稳定的.二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺 (DSPE) 常用作脂质体载药体系, 可提高药物稳定性且增加有效期, 其分子结构如图1所示.脂质体通过静脉注射进入血液后, 其结构会迅速发生崩解、聚集、渗漏及蛋白质覆盖等变化.脂质体的组成成分决定了脂质体进入血液后的行为变化.比如, 当脂质体含微量或不含胆固醇时, 脂质体的脂类则转移给血液蛋白 (包括血清蛋白) [6].

Fig.1 Molecular structure of DSPE

Fig.1 Molecular structure of DSPE   下载原图

血清蛋白是血浆中最丰富的蛋白质[7,8], 人血清蛋白 (HSA) 是由585个氨基酸残基组成的单链蛋白质, 其中有35个半胱氨酸组成17个二硫键和1个自由的半胱氨酸[9].HSA在人体血液中的生物功能主要是作为载体, 可运输、储藏各种氨基酸、脂肪酸、金属离子、大量的代谢废物和药物, 同时还起到维持渗透压、缓冲p H等作用[10].HSA作为具有多功能的转运蛋白, 在多种内源性和外源性物质的运输和沉积中起重要作用[11,12].牛血清蛋白 (BSA) 是牛血清中的主要蛋白质, 由582个氨基酸残基组成, 其中有35个半胱氨酸组成17个二硫键和1个位于肽链第34位的自由硫基[13].BSA来源丰富、成本低, 由于具有配体结合特性及与HSA相似的结构及性质, 使BSA被广泛应用于医疗和制药领域[14~16].血清蛋白在生物体内起到载体作用, 完成药物载体作用后, 游离的DSPE磷脂分子可能被血清蛋白转运.因此, 研究BSA与DSPE分子间的相互作用机制具有重要的生物学意义.

本文利用Langmuir-Blodgett技术结合原子力显微镜 (AFM) [17~20], 研究了不同亚相p H值条件下气/液界面上BSA对DSPE单层膜结构的影响.利用热力学方法以及吸附动力学分析了分子间的相互作用, 用垂直提拉法制备了不同条件下的DSPE单层膜, 采用原子力显微镜观测了脂膜的形态结构.

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺 (DSPE) 和牛血清蛋白 (BSA) 购自Sigma试剂公司;氯仿、乙醇等其它试剂均为分析纯, 购自天津化工公司;水为去离子水和离子交换三次蒸馏水.

KSV-Minitrough型Langmuir膜天平仪 (芬兰KSV公司) , 槽子:323 mm×75 mm, 仪器自带铂金Wilhelmy片作为压力传感器实时监测单分子膜的表面压力, 测量精度为±0.01 m N/m;WET-SPM-9500-J3型原子力显微镜 (AFM, 日本岛津公司) .

1.2 DSPE单层膜的表面压力-平均分子面积 (π-A) 曲线和压缩循环曲线测量

亚相为磷酸盐 (PBS) 缓冲溶液, 依据BSA的等电点约为4.8, 通过HCl和Na OH将亚相的p H值调至3, 5, 7和9.将BSA溶解在三次蒸馏水中, 配制浓度为3 mg/m L的溶液.亚相中BSA的最终浓度为5, 10, 20, 30和50 nmol/L, 此浓度下, 当亚相界面没有磷脂分子时, 其中少量的BSA对界面表面压力的影响可以忽略不计.将DSPE溶解在V (氯仿) ∶V (甲醇) =3∶1的溶剂中, 配制浓度为0.2 mg/m L的溶液.用微量进样器将一定体积的脂溶液滴加到PBS界面上, 使其自动铺展, 静置15 min, 待液体表面有机溶剂完全挥发后, 以10 mm/min的速度压膜.π-A曲线由计算机控制自动获得.

压缩-解压缩循环曲线:设定恒定目标膜压, 单层膜经过连续压缩和扩张循环, 压缩循环曲线由计算机控制自动获得.将槽子用无水乙醇洗净后, 再用去离子水彻底清洗.每组数据至少重复3次.实验温度控制在 (18±1) ℃.

1.3 表面压力-时间 (π-t) 曲线及平均分子面积-时间 (A-t) 曲线测量

用微量进样器将一定体积的DSPE脂溶液滴加到纯PBS溶液界面上, 使其自动铺展, 静置15 min, 待液体表面有机溶剂完全挥发后, 以10 mm/min的速度压膜.当膜表面压力达到20 m N/m时, 停止压缩, 用微量进样器将一定体积的BSA注入PBS亚相中 (亚相中BSA的最终浓度分别为5, 10, 20, 30和50 nmol/L) .固定槽子面积, 记录膜表面压力随时间的变化情况.平均分子面积-时间 (A-t) 曲线的测量过程与π-t曲线的区别在于当膜表面压力达到20 m N/m时, 固定膜压, 记录平均分子面积随时间的变化情况.实验温度控制在 (18±1) ℃.

1.4 AFM检测

固定膜压, 采用垂直提膜法以1 mm/min的速度将DSPE脂膜单层膜转移到新解离的云母基片上, 室温下放置2 h, 待其干燥后, 利用AFM观测样品的表面形貌.微悬臂的弹性常数为0.06 N/m, 扫描频率为1.0 Hz, 所有图片采集的像素点为512×512.整个扫描过程均在室温下进行.

2 结果与讨论

2.1 π-A等温曲线

亚相中不同浓度的BSA对DSPE单层膜作用的π-A等温线如图2所示.可见, 在不同p H值下, 纯DSPE单层膜的表面压力随着平均分子面积的减小持续增加, 崩溃压力约为54 m N/m.当p H=3, 5和7时, 起始面积约为0.65 nm2;而p H=9时, 起始面积约为0.72 nm2.当p H=9时, DSPE头部基团呈现带电性, 静电排斥导致相应的DSPE头部基团的横截面积增加[5].当p H=7时, 向亚相中加入BSA分子后, 在膜压<30 m N/m时, 曲线向平均分子面积增加的方向移动, 说明有蛋白被吸附到界面上;当膜压>30 m N/m时, 曲线向平均分子面积减小的方向移动.这可能是由于在低膜压下, 磷脂分子的疏水尾链插入到牛血清蛋白的疏水微区中, 随着压缩的进行, 部分蛋白分子被挤进亚相, 同时带走部分DSPE磷脂分子.

Fig.2 Surface pressure (π) -mean molecular area (A) isotherms of DSPE monolayers

Fig.2 Surface pressure (π) -mean molecular area (A) isotherms of DSPE monolayers   下载原图

(A) p H=3; (B) p H=5; (C) p H=7; (D) p H=9.

为了进一步表征加入BSA后膜压缩曲线的变化程度, 计算了膜压分别为20和40 m N/m时, DSPE脂膜的平均分子面积变化量ΔA (ΔA=A-A0) , 结果如图3所示.可见, 当p H=7时, ΔA均小于其它情况, 说明此时BSA与DSPE分子间的相互作用最弱, 这是因为BSA在该p H值下带负电, 呈现紧密的结构, 少量的疏水残基暴露在外面.当p H=9时, ΔA均大于p H=7的情况, 这可能是由于p H=9时, PE的头部基团与BSA均带电, BSA呈现松散的结构, 少量疏水残基暴露在外面, 此时二者作用为疏水作用和静电作用相结合的方式.当p H=3时, 膜曲线均向平均分子面积增加的方向移动, 说明当BSA呈现细长的结构, 疏水残基几乎全部暴露在外面时, 与DSPE分子间的相互作用最强烈.当膜压为20 m N/m时, p H=5时ΔA具有最大值, 而在膜压为40 m N/m, p H=3时ΔA具有最大值, 这说明BSA与DSPE之间的相互作用受p H值以及膜压影响均较大.因为p H=3, 5和7时, DSPE呈电中性, 所以BSA与DSPE分子间的疏水作用起主导作用.Souza等[21]获得了在气/液界面带两性离子的二棕榈酰基磷脂酰乙醇胺 (N, N-Dimethyl-PE) 分子, 其通过嵌入到BSA的疏水微区与BSA发生相互作用, 这与本文结果相似.由π-A曲线还可发现, 当p H=7时, 随着BSA浓度的增加, 液态扩张与液态凝聚共存相平台区域增大, 说明BSA吸附到界面上引起单层膜的相态变化.当BSA浓度为30和50 nmol/L时, 脂膜的π-A曲线几乎重合, 表明蛋白分子吸附在脂膜上要克服表面能势[22], 并非每个到达界面的蛋白分子都能吸附在脂膜上.因此, 在相同亚相环境下, BSA分子在DSPE脂单层膜上有1个趋于饱和状态的阈值.

Fig.3 Mean molecular area (ΔA) -BSA concentration[c (BSA) ]isotherms of DSPE monolayers

Fig.3 Mean molecular area (ΔA) -BSA concentration[c (BSA) ]isotherms of DSPE monolayers   下载原图

(A) 20 m N/m; (B) 40 m N/m.

2.2 π-t曲线

在初始膜压为20 m N/m, 亚相中BSA具有不同浓度时, DSPE单层膜的π-t曲线如图4所示.可见, 膜压首先存在一个减小的过程, 表明压缩停止后磷脂分子在界面上存在重排及BSA从亚相中扩散到界面的过程.亚相中BSA浓度和p H值的改变均使膜的平衡膜压发生变化.随着BSA分子嵌入DSPE脂单层膜, 其平衡压力的变化如表1所示.

Fig.4 Surface pressure (π) -time (t) curves of pure DSPE monolayers and DSPE containing BSA (20, 50 nmol/L) monolayers on PBS subphase

Fig.4 Surface pressure (π) -time (t) curves of pure DSPE monolayers and DSPE containing BSA (20, 50 nmol/L) monolayers on PBS subphase   下载原图

(A) p H=3; (B) p H=5; (C) p H=7; (D) p H=9.

Table 1 Parameter ofπ-t curves for pure DSPE monolayers and DSPE containing BSA monolayers at different subphase p H values*     下载原表

Table 1 Parameter ofπ-t curves for pure DSPE monolayers and DSPE containing BSA monolayers at different subphase p H values*

*c (BSA) =0 (π0) , 20 (π1) and 50 nmol/L (π2) .

由表1可知, 当亚相p H值相同, c (BSA) =50 nmol/L时, 平衡膜压的变化量Δπ2均大于c (BSA) =20 nmol/L时平衡膜压的变化量Δπ1.当BSA浓度相同, p H=3时, 膜压变化量最大;p H=7时, 膜压变化量最小.这说明p H=3时, BSA与DSPE分子之间的相互作用最强, 更多的BSA分子被吸附到界面上.随着p H值的增加, 在p H=7时, 少量的BSA分子吸附到界面上, 说明此时BSA的带电性以及结构特点使其与DSPE分子的相互作用较弱.此结果与π-A曲线结果一致.

为了分析BSA嵌入DSPE脂膜的动力学过程, 实验考察了在不同亚相p H值条件下, c (BSA) =50nmol/L时膜表面压力随时间的变化情况, 结果如图5所示, 并通过下式[23]对图5数据进行一级反应机理拟合, 结果如表2所示.

 

式中:a和b分别代表脂膜的初始和最终表面压力;k为表观一级反应速率常数.

Fig.5 Adsorption kinetics of BSA at different subphase p H values

Fig.5 Adsorption kinetics of BSA at different subphase p H values   下载原图

c (BSA) =50 nmol/L.Curved lines are the fitting curves using eq. (1) .Zero time is adjusted to the time when the rising of pressure starts.

由图5可知, 实验结果和拟合曲线吻合较好, 表明一步一阶反应可以描述BSA吸附到单层膜中的动力学过程.从表2可知, 在亚相界面铺展DSPE单层膜后, 一级反应速率常数k值排序为kp H=5<kp H=9<kp H=7<kp H=3, 说明DSPE与BSA分子之间的相互作用强度影响DSPE对BSA的吸附情况.据Pedraz等[24]报道, BSA在亚相中的扩散速度随着p H值的增加而增大.p H=3时, 虽然BSA在亚相中扩散到界面的速度最慢, 但是由于BSA与DSPE分子之间强烈的疏水作用, 使较多BSA分子吸附到界面, 导致k值最大.p H=5时, k值最小, 这可能是由于此时BSA分子呈一种紧密且相对稳定的结构, BSA分子扩散速度较慢, 故BSA与DSPE分子之间相互作用强度低于p H=3时的强度.因此, p H=5时DSPE对BSA的吸附较慢, 但是最终吸附到界面的BSA分子比p H=7和9时多.p H=9时, 虽然BSA的扩散速度比p H=7时快, 但是由于此时DSPE头部基团带电, 脂单层膜比较稳定, 分子的重排作用较弱, 同时少量BSA快速扩散到界面与DSPE发生相互作用, 因此界面表面压力变化缓慢, 导致k值较小.p H=7时, 纯脂单层膜稳定性较差, 磷脂分子的重排作用导致BSA未到达界面时, 表面压力迅速减小;BSA吸附到界面后, 膜表面压力迅速增加, 导致kp H=9<kp H=7.实验发现, 当亚相中BSA的浓度均为50 nmol/L时, 混合DSPE/BSA单层膜的平衡膜压受p H值的影响较大, 说明BSA在DSPE单层膜上吸附量存在阈值, 且该阈值的大小受亚相p H值的影响.这可能是由于亚相的p H值会影响BSA的结构和带电性以及DSPE的带电性, 从而造成DSPE对BSA的吸附产生差异.

Table 2 Fitting parameters using eq. (1) of adsorption kinetics of BSA at different subphase p H values*     下载原表

Table 2 Fitting parameters using eq. (1) of adsorption kinetics of BSA at different subphase p H values*

*The values a and b are the initial and final surface pressure of the monolayer and k is the apparent first-order rate constant.R is the residual correlation coefficient.c (BSA) =50 nmol/L.

2.3 膜稳定性分析

BSA分子对DSPE脂膜结构稳定性的影响可以通过分析A/A0 (A0为t=0时的平均分子面积, A为t时刻的平均分子面积) 随着时间 (t) 的变化情况得到[25].如果曲线凸起, 表明分子面积损失是由于界面膜的崩塌造成的;若为凹陷, 则代表两亲性分子进入亚相导致分子面积减小[24].在实验中使纯脂膜或者混合膜的膜压保持在35 m N/m, 观察平均分子面积随时间的变化情况.由图6可见, 曲线均为凹陷, 说明造成分子面积减小的原因是两亲性分子溶入亚相中, 并且DSPE膜的稳定性受p H值和BSA的影响.当p H=3, 5和9时, 纯脂膜与加入BSA后的情况重合;而p H=7时, 加入BSA后, A/A0的值要比纯脂膜的低.这可能是由于p H=7时, BSA与DSPE分子之间的相互作用较弱, 吸附的BSA会逐渐进入到亚相中, 并携带部分脂分子进入亚相, 导致平均分子面积减小, 从而降低了膜的稳定性.

BSA分子对DSPE脂膜结构稳定性的影响也可通过连续的压缩-解压缩循环曲线确定[21,26].在不同p H值下, 当DSPE/BSA单层膜的膜压为35 m N/m时, 压缩-解压缩循环曲线如图7所示.选取纯DSPE单层膜作为对照组, BSA的浓度分别为20和50 nmol/L.可见, 在所有p H值下, 纯DSPE单层膜在35 m N/m时的压缩曲线和解压缩曲线不再重合, 存在小的滞后现象, 这是磷脂分子在界面的重排作用引起的.当p H=3, 加入BSA后, 压缩与解压缩曲线分别重合较好, 说明BSA与DSPE分子之间存在较强的相互作用, 使BSA分子嵌入DSPE脂膜中, 从而提高了膜的稳定性.当p H=5时, 压缩和解压缩曲线均能很好地重合, 说明BSA的嵌入提高了DSPE脂膜的稳定性.当p H=7和9时, 纯DSPE脂膜滞后现象很微弱;而加入BSA后, 滞后现象变得明显.这可能是DSPE/BSA结合物在压缩过程中被挤进亚相中, 但是仍保持在单层膜的下方, 由于分子间作用较弱, 当膜压较小时, 部分分子又被重新吸附到界面上.压缩-解压缩循环的滞后现象在p H=7时最明显, 并且BSA浓度为50 nmol/L时, DSPE/BSA单层膜的压缩和解压缩曲线重合性要比p H=9时差 (膜压为15 m N/m时, 3次循环过程中压缩-解压缩过程平均分子面积的变化分别为p H=7时, ΔA1=0.1766 nm2, ΔA2=0.1288 nm2, ΔA3=0.1040 nm2;p H=9时, ΔA1=0.1706 nm2, ΔA2=0.1274 nm2, ΔA3=0.1030 nm2) .此时, 压缩-解压缩循环中的滞回现象增强可能是由于在压缩过程中BSA与DSPE分子相互作用较弱, 被挤出DSPE单层膜的BSA造成DSPE单层膜的稳定性降低.

Fig.6 Stability of pure DSPE monolayers and DSPE containing BSA (20 nmol/L) monolayers at different subphase p H values

Fig.6 Stability of pure DSPE monolayers and DSPE containing BSA (20 nmol/L) monolayers at different subphase p H values  下载原图

(A) p H=3; (B) p H=5; (C) p H=7; (D) p H=9.

Fig.7 Compression-expansion cycles of pure DSPE and DSPE containing BSA at different subphase p H values

Fig.7 Compression-expansion cycles of pure DSPE and DSPE containing BSA at different subphase p H values   下载原图

(A) p H=3; (B) p H=5; (C) p H=7; (D) p H=9.

Fig.8 Model of the process of successive compression-decompression cycles

Fig.8 Model of the process of successive compression-decompression cycles   下载原图

在不同p H值下, 脂膜的压缩与解压缩过程可以用模型更直观地理解其动态过程 (图8) .首先, 由于BSA与DSPE分子之间的相互作用促使BSA分子被吸附到界面上, 形成了DSPE/BSA结合物[图8 (A) ], 该结合物在压缩过程中被挤进亚相中, 但是仍保持在单层膜的下方[图8 (B) ], 当滑障展开, 膜表面压力变小时, BSA又被重新吸附到界面上[图8 (C) ].

2.4 压缩性分析

为了研究不同量的BSA分子吸附在DSPE单层膜上对膜压缩性的影响, 计算了单层膜的弹性模量 (Cs-1) , Cs-1是表征单层膜的表面压缩性及相变行为的重要参数, 由π-A曲线计算[3,27,28]:

 

式中, A和π分别为平均分子面积和表面压力.

弹性模量与表面压力之间的关系曲线如图9所示.可见, p H=3时, 随着BSA浓度增加, Cs-1的最大值由220 Mn/m降低到132 m N/m, 表明BSA分子嵌入到DSPE脂膜中, 增强了脂膜的压缩性.p H=5时, 纯脂膜的Cs-1的最大值为212 m N/m-1, 除了BSA浓度为10 nmol/L的情况, 随着BSA浓度增加, Cs-1的最大值减小, 说明单层膜上BSA分子吸附量的增加增大了单层膜的压缩性, BSA浓度为10nmol/L时, Cs-1的最大值高于其它浓度, 说明在该浓度下较少量的BSA被挤进亚相, 界面产生的空位的数量较少, 从而压缩性比其它情况低.p H=7和9时, 呈现相同规律.据文献[29]报道, Cs-1极小值处的位置对应着脂单层膜发生相变的相变点.由图9可知, 当p H=5, 7和9, 膜压为23~26 m N/m时, 曲线均出现极小值, 并且极小值随着BSA浓度的增加向膜压减小的方向移动, 这说明随着BSA的嵌入, 脂膜出现液态扩张相到液态扩张相与液态凝聚共存相的相变, 且相变点的膜压随着BSA浓度的增加而减小.对于所有p H值, 当亚相中存在BSA时, BSA分子嵌入到DSPE脂膜中, 提高了脂膜的压缩性.脂膜的相变行为受p H值影响也较大.

Fig.9 Compressibility coefficient (Cs-1) -surface pressure (π) curves of DSPE monolayers

Fig.9 Compressibility coefficient (Cs-1) -surface pressure (π) curves of DSPE monolayers   下载原图

(A) p H=3; (B) p H=5; (C) p H=7; (D) p H=9.

2.5 AFM分析

AFM可在纳米范围得到生物样品的表面形貌结构图像, 从而提供分子间的相互作用和组分的混溶等信息[30~33].实验过程中, 将单层膜转移至云母片上 (提膜压力固定为20和40 m N/m) 进行AFM观测.当亚相p H=3, 5, 7和9时, 不同量的BSA (浓度为0和20 nmol/L) 与DSPE脂单层膜相互作用的AFM图像如图10所示.可见, 膜压和亚相p H值均会影响纯DSPE脂膜的形貌结构.相同p H值下, 膜压越大, 脂膜结构越紧凑[图10 (A) 与10 (B) , 图10 (E) 与10 (F) , 图10 (I) 与10 (J) , 图10 (M) 和10 (N) ].当π=20 m N/m时, 随着p H值的增加, DSPE脂膜的分支状结构逐渐形成较大的平台结构[图10 (A) , (E) , (I) 和 (M) ].当亚相中存在BSA分子时, BSA分子嵌入DSPE脂膜对脂膜结构有很大影响.当p H=3时, 对比相同膜压下纯DSPE脂膜与DSPE/BSA混合膜发现, BSA的嵌入使混合膜的分支状结构减小, 形成较均匀的平台结构, 并在AFM图像中发现大量白点[图10 (C) 和 (D) ], 表明BSA分子已嵌入DSPE膜中.当p H=5时, 在亚相中加入BSA后, AFM图像中同样发现了BSA分子, 此时BSA分子的数目明显比p H=3时少[图10 (G) 和 (H) ], 并且BSA的嵌入使纯脂膜较为均匀的平台结构消失[图10 (F) 和 (H) ].当p H=7时, 由AFM图像可见, BSA的数目更少[ (图10 (K) 和 (I) ], 说明此时BSA与DSPE分子之间的相互作用较微弱, 很少的BSA分子被吸附到界面上.另外, 在低膜压下, BSA的加入使膜结构变成更紧凑的平台结构;在高膜压下, 原本较为均匀的平台结构却被破坏了, 这可能是由于BSA与DSPE分子间作用较微弱, 在压缩过程中, BSA分子被挤出界面并携带部分磷脂分子进入亚相中造成的, 这与π-A和π-t分析结果一致.当p H=9时, 脂膜的结构变化情况与p H=7时相似, 只是p H=9时可以观察到较多的BSA分子[ (图10 (O) 和 (P) ], 高膜压下膜结构变化程度较弱, 这说明少量BSA分子被挤进亚相, 从而也证明了p H=9时BSA与DSPE间的相互作用比p H=7时强烈.

Fig.10 AFM images of pure DSPE and mixed DSPE/BSA monolayers at differentπand p H values

Fig.10 AFM images of pure DSPE and mixed DSPE/BSA monolayers at differentπand p H values   下载原图

(A) DSPE, p H=3, π=20 m N/m; (B) DSPE, p H=3, π=40 m N/m; (C) DSPE-BSA, p H=3, π=20 m N/m; (D) DSPE-BSA, p H=3, π=40 m N/m; (E) DSPE, p H=5, π=20 m N/m; (F) DSPE, p H=5, π=40 m N/m; (G) DSPE-BSA, p H=5, π=20 m N/m; (H) DSPE-BSA, p H=5, π=40 m N/m; (I) DSPE, p H=7, π=20 m N/m; (J) DSPE, p H=7, π=40 m N/m; (K) DSPE-BSA, p H=7, π=20 m N/m; (L) DSPE-BSA, p H=7, π=40 m N/m; (M) DSPE, p H=9, π=20 m N/m; (N) DSPE, p H=9, π=40 m N/m; (O) DSPE-BSA, p H=9, π=20 m N/m; (P) DSPE-BSA, p H=9, π=40 m N/m.c (BSA) =20 nmol/L.Scanning range:15μm×15μm.

3 结论

研究了不同p H值环境下, 亚相中不同浓度的牛血清蛋白 (BSA) 对二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺 (DSPE) 单层膜结构的影响.实验结果表明, BSA与DSPE之间的相互作用受亚相p H值及膜压的影响均较大.当p H=3时, 2种分子之间相互作用最强;p H=7时, 2种分子之间相互作用最弱.其原因是当p H=3时, BSA的疏水残基几乎全部暴露在外面;而p H=7时, BSA仅有少量的疏水残基暴露在外.通过对比实验数据可知, p H=3, 5和7时BSA与DSPE分子间疏水作用起主导作用;p H=9时, 二者间作用为疏水作用和静电作用结合的方式.BSA吸附到DSPE脂膜中会提高DSPE脂膜的压缩性, 并且会改变脂膜的相变行为.p H=7时, BSA的加入会降低DSPE脂膜的稳定性.吸附动力学分析结果表明, DSPE与BSA的结合是一步反应过程, BSA在单层膜上吸附量存在阈值, 该阈值的大小受亚相p H值的影响.形态观测结果表明, BSA与DSPE分子之间的相互作用以及膜表面压力均会引起脂单层膜结构发生变化.

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