Analysis of the interactions between sterol and plazmalogen in mixed Langmuir monolayers

W niniejszej pracy podjęto eksperymenty mające na celu zbadanie oddziaływań steroli tj. sterolu zwierzęcego (cholesterolu) i steroli roślinnych (β-sitosterolu i stigmasterolu) z plazmalogenem cholinowym w mieszanych monowarstwach Langmuira utworzonych na granicy faz woda/powietrze oraz porównanie oddziaływania wyżej wymienionych fitosteroli na wieloskładnikowe monowarstwy utworzone z cząsteczek cholesterolu, fosfatydylocholiny i plazmalogenu, różniące się zawartością plazmalogenu. Eksperymenty przeprowadzono z zastosowaniem techniki monowarstw Langmuira. Pomiar polegał na rejestracji zmian ciśnienia powierzchniowego (π) w funkcji powierzchni przypadającej na cząsteczkę (A) w monowarstwie. Na podstawie analizy wyników badań stwierdzono, że istnieją różnice w oddziaływaniu badanych fitosteroli i cholesterolu z plazmalogenem cholinowym. Wykazano osłabienie efektu kondensującego cholesterolu na monowarstwy zawierające cząsteczki plazmalogenu w porównaniu do układów zbudowanych z fosfolipidów. Stwierdzono także, że wprowadzenie do układu sterol/fosfolipid plazmalogenu cholinowego znacznie zmienia właściwości oraz morfologię tego układu. Ponadto wykazano, że badane fitosterole (stigmasterol vs β-sitosterol) w odmienny sposób modyfikują oddziaływania międzycząsteczkowe w monowarstwach wieloskładnikowych (cholesterol/fosfolipid/plazmalogen) imitujących błony komórek nowotworowych.

In this Master’s thesis the interactions between sterols, namely animal sterol (cholesterol) and plant sterols (β-sitosterol and stigmasterol), and choline plasmalogen in mixed Langmuir monolayers at the air/water interface were studied. Moreover, the influence of these phytosterols on three-components cholesterol/phosphatidylocholine/plasmalogen mixtures differing in the content of plasmalogen was compared. The studies were performed with the Langmuir monolayer technique. In the experiments the surface pressure (π) versus molecular area (A) isotherms were recorded. Based on the obtained results the differences in the interactions between the investigated phytosterols and cholesterol, and choline plasmalogen were found. It was evidenced that condensing effect of cholesterol on monolayers formed from plasmalogen molecules is much weaker as compared to the effect induced on phosphatidylcholine films. It was also found, that the presence of choline plasmalogen in sterol/phospholipid mixture changes the properties and morphology of this film. Moreover, the differences in the influence of the studied phytosterols (stigmasterol vs β-sitosterol) on the interactions between molecules in multicomponent monolayers cholesterol/phosphatidylocholine/plasmalogen, treated as a model of tumor membrane, were found.