Соловйов Д. В. Вплив домішок на властивості ліпідних мембран та фазові переходи в них

Дисертація присвячена дослідженню впливу домішок різної хімічної природи на фазові переходи та властивості ліпідних мембран. За допомогою методів малокутового розсіяння рентгенівського випромінення та диференціальної скануючої калориметрії вивчено вплив нітрату срібла, уроканової кислоти, гліцерину та оксиетиленгліколю на структурні та термодинамічні параметри ліпідних бішарів. Методом непружного розсіяння рентгенівського випромінення високої роздільної здатності вивчені дисперсійні криві ліпідних мембран. Доведено існування в мембранах акустичних поздовжніх та поперечних фононних мод, які відображають існування двох різних механізмів розповсюдження звуку. Знайдено, що при нагріванні ліпіду вище температури головного фазового переходу поперечна акустична мода розривається, що пов’язано з існуванням в мембрані областей локального впорядкування, час життя яких становить декілька пікосекунд. На основі експериментальних даних запропоновано модель структури ліпідної мембрани, згідно з якою пасивний транспорт молекул крізь неї реалізується за рахунок проходження їх між вказаними областями. Досліджено колективні коливання молекул в двокомпонентних ліпідних мембранах за участю холестерину. Доведено існування в таких системах оптичної фононної моди, яка пов’язана з протифазними коливаннями молекул ліпіду та холестерину. Знайдено, що оптична фононна мода в ліпідній мембрані має розрив, що може бути пояснено наявністю ліпідних комплексів обмеженого розміру, які складаються з декількох пар молекули ліпіду та молекули холестерину. Поява ліпідних комплексів має пороговий характер як функція концентрації холестерину в мембрані. Запропоновано модель фазового поділу багатокомпонентних ліпідних мембран, в якій будь-який домен складається із однакових ліпідних комплексів сталого розміру, що за певних термодинамічних умов об’єднуються між собою. Методом спектроскопії з розділенням в часі проведено дослідження фотоциклу мембранного білка бактеріородопсину в залежності від концентрації холестерину та температури мембрани. Доведено, що збільшення концентрації холестерину в мембрані призводить до прискорення фотоциклу бактеріородопсину за рахунок формування доменів, що розташовуються навколо білкових молекул.