Toksyczny wpływ fenylków na błony biologiczne oraz metody wyznaczania parametrów wiązania ligand-receptor

Abstract

W pracy przedstawiono oddziaływanie związków metaloorganicznych z błonami biologicznymi, zwracając szczególną uwagę na oddziaływanie związków amfifilowych z błoną biologiczną.

Związki metaloorganiczne powodują zmiany strukturalne w części lipidowej membrany i efektem tych transformacji jest zmiana funkcjonowania membrany. Parametry oddziaływania tych związków z błonami biologicznymi można wyznaczyć dzięki metodom takim jak: powszechnie sto-sowana analiza Scatcharda, metoda Schwarza czy metoda Bobrovnika. Badacze nauk biologicznych najczęściej wybierają metody gdzie jest najmniej operacji arytmetycznych, wówczas procedura wydaje się prostsza do przeprowadzenia. Należy jednak pamiętać, że metody linearyzacji danych różnią się dokładnością , z jaką wyznacza się parametry wiązania, więc duży problem stanowi dopasowanie odpowiedniej metody do danych pomiarowych.
Autor: Barbara Gasińska

1.WSTĘP

1.1.1 STRUKTURA BŁONY BIOLOGICZNEJ

Błony biologiczne tworzą ścisłe granice pomiędzy różnymi przedziałami, rozmieszczonymi wewnątrz przestrzeni komórkowej. Lipidy wchodzące w skład błon są stosunkowo małymi cząsteczkami, zawierającymi reszty hydrofobowe i hydrofilowe. W środowisku wodnym lipidy tworzą spontaniczne warstwy bimolekularne [6]. Formowanie się podwójnej warstwy cząsteczek lipidowych jest procesem samoistnym. Struktura bimolekularnej warstwy wynika ze struktury cząsteczek wchodzących w skład jej lipidów, a przede wszystkim z ich amfifilowego charakteru. [6]. Amfifilowość lipidów polega na tym, że zawierają one jednocześnie grupy hydrofilowe (polarna główka) oraz grupy hydrofobowe ( niepolarne łańcuchy alkilowe).

1.1.2. ODDZIAŁYWANIE ZWIĄZKóW METALOORGANICZNYCH Z BŁONĄ BIOLOGICZNĄ

Mianem związków metaloorganicznych określa się związki zawierające przynajmniej jedno wiązanie metal-węgiel. Ogólnie związki metaloorganiczne zawierają organiczny rodnik (alkilowy lub fenylowy), R, metal ( np. Sn lub Pb), Me oraz grupę anionową, X. Ogólny wzór można zapisać: RnMeXm. Związki metaloorganiczne zawierające metal i rodnik organiczny mają charakter amfifilowy [4]. Oddziaływanie związków metaloorganicznych z komórką powoduje procesy takie jak: hemoliza, uwalnianie jonów Ca+ z retikulum, zmiana przepuszczalności błony mitochondrium, inhibicja enzymów związanych z błoną.

Toksyczność tych związków jest związana ze zdolnością do rozpuszczania fazy lipidowej. Polarność związków organicznych i potencjał powierzchniowy oraz środowisko molekuł lipidu są ważnymi czynnikami w oddziaływaniach pomiędzy tymi związkami a modelem błony biologicznej. Istotną rolę w oddziaływaniu związków metaloorganicznych na strukturę błony odgrywają także właściwości pierścienia aromatycznego, ilość grup fenylowych oraz lokalizacja związku w błonie biologicznej [3]. Toksyczne oddziaływanie związków metaloorganicznych można zmniejszyć zmieniając polaryzację błony [4].

1.1.3 WIĄZANIE LIGAND - RECEPTOR

Powinowactwo reakcji ligandu z receptorem jest zazwyczaj określane przez mierzenie koncentracji związanego ligandu do stałej ilości receptora przy zmieniającej się koncentracji ligandu. Ta metoda pozwala wykreślić tzw. krzywą wiązania. Jeśli oś X będzie w skali logarytmicznej, to nastąpi przekształcenie krzywej wiązania w krzywą sigmoidalną [7].


Jeśli czynnik wiążący jest jednorodny i jednowartościowy, krzywa wiazania jest opisana przez równanie:
B= SO*F/(1+KO*F)
Gdzie B jest stężeniem związanego ligandu; T-całkowite stężenie dodawanego ligandu; S0 całkowite stężenie miejsc wiążących; F- stężenie wolnego ligandu (F=T-B) [7].