Štruktúru hydratovaných zmesí primárnych alifatických alkoholov (CnOH, n = 8 – 18 je párny počet atómov uhlíka v alifatickom reťazci alkoholu) s dipalmitoylfosfatidylcholínom (DPPC) pri mólových pomeroch CnOH : DPPC = 0,4 : 1 a H2O : DPPC = 20 : 1 sme študovali pomocou difrakcie synchrotró­nového žiarenia pri malých (SAX) a veľkých (WAX) uhloch. Z difraktogramov, odmeraných každú minútu pri kontinuálnom ohreve vzoriek rýchlosťou 1 °C/min, sme zistili, že sústavy CnOH + DPPC + H2O tvoria pri nižších teplotách gélové lamelárne fázy typu L? a pri vyšších fluidné fázy typu L-, s paralelnými rovnako vzdialenými lipidovými dvojvrstvami oddelenými vrstvami vody. Z teplotných závislostí intenzity reflexie SAX prvého poriadku (1) zistená teplota hlavného fázového prechodu (L- - L-) rastie s dĺžkou reťazca n kontinuálne od 44,5 °C (n = 8) po 76,5 °C (n = 18), súčasne klesá teplotný interval koexistencie L? a L? fáz. Plocha AC kolmého prierezu uhľovodíkového reťazca v hydrofóbnej oblasti dvojvrstvy, vypočítaná z polohy WAX reflexie (10) L- fázy pri 20 °C, klesá od 0,205 nm2 (C8OH) po 0,199 nm2 (C16OH), zatiaľ čo plocha na molekulu DPPC AL na medzifázovom rozhraní dvojvrstvy s vodnou fázou, vypočítaná z polohy SAX reflexie (1) L- fázy pri 20 °C, rastie od 0,614 nm2 (C8OH) po 0,658 nm2 (C18OH). Výsledky svedčia o vplyve CnOH na laterálne interakcie v dvojvrstve, ktoré sa anizotropne menia s dĺžkou alifatického reťazca CnOH, čo môže byť významné z hľadiska molekulového mechanizmu všeobecne anestetického účinku normálnych alkoholov.
Kľúčové slová: všeobecné anestetiká – fosfolipidová dvojvrstva – alkán-1-oly – dipalmitoylfosfatidylcholín – röntgenová difrakcia


Effect of primary alifatic aLCohols on the lipid bilayer structure in hydrated lamellar dipalmitoylphosphatidylcholine gel phase

The structure of hydrated mixtures of primary alifatic alcohols (CnOH, n = 8 ?18 is the even number of carbon atoms in the alcohol aliphatic chain) with 
dipalmitoylphosphatidylcholine (DPPC) at molar ratios of CnOH : DPPC = 0,4 : 1 and H2O : DPPC = 20 : 1 was studied by the synchrotron radiation small- (SAX) and wide- (WAX) angle diffraction. From diffractograms measured every min at a continuous1 °C / min heating rate, it has been found that the CnOH+DPPC+H2O systems form gel L? and fluid L- lamellar phases at lower and at higher temperatures, respectively, with equidistant parallel lipid bilayers separated by aqueous layers. The main phase transition temperature (L- - L-), evaluated from the temperature dependence of first order SAX reflection (1), increases continually with the CnOH chain length n from 44.5 °C (n = 8) to 76.5 °C (n = 18). Simultaneously, the temperature interval of L- and L- phase coexistence decreases. The hydrocarbon chain cross-section area AC in the bilayer hydrophobic region, evaluated from the reciprocal spacing of WAX (10) reflection, decreases from 0.205 nm2 (C8OH) to 0.199 nm2 (C16OH), while the surface area AL per DPPC molecule at the bilayer-aquoeous phase interface, evaluated from the reciprocal spacing of SAX reflection (1), increases from 0.614 nm2 (C8OH) to 0.658 nm2 (C18OH). The results suggest that CnOHs affect lateral interactions in the bilayer and that this influence changes anisotropically with the CnOH chain length. This fact can be important in the molecular mechanism of general anesthetic effect of normal alcohols.
Key words: general anesthetics – phospholipid bilayer – alkane-1-ol – dipalmitoylphosphatidylcholine – X-ray diffraction


M. Lukešová, D. Uhríková, M. Kotalová, P. Balgavý
Katedra fyzikálnej chémie liečiv, Farmaceutická fakulta UK, Bratislava
Katedra jadrovej fyziky a biofyziky, Fakulta matematiky, fyziky a informatiky UK, Bratislava


Partneri