Investigation of the effect of the presence of bisfenols in the environment on the properties of model biomembranes

Celem niniejszego projektu badawczego było określenie wpływu wybranych bisfenoli na właściwości modelowych błon bakteryjnych. W badaniach zastosowano technikę monowarstw Langmuira oraz mikroskopię kąta Brewstera. Jako modelowe błony bakteryjne zastosowano monowarstwy Langmuira utworzone na wodzie i na roztworach bisfenoli przez wybrane fosfolipidy: całkowity ekstrakt polarnych lipidów wyizolowanych z bakterii Echerichia coli, syntetyczną fosfatydyloetanoloaminę (POPE), oraz fosfatydyloglicerol (ECPG) i kardiolipinę (ECCL) wyizolowane z błony E. coli. Badano wpływ wodnych roztworów bisfenoli (A, C, F, O, S) na właściwości fizyczne oraz teksturę monowarstw Langmuira. Uzyskane wyniki wykazały, że najsilniej z polarnymi lipidami wyizolowanymi z błony E. coli oddziałują bisfenole: A oraz F, natomiast najsłabszy wpływ obserwowano dla bisfenolu S. Analogiczne wyniki otrzymano dla jednoskładnikowych monowarstw utworzonych przez POPE, ECPG i ECCL. Zaobserwowano również, że kardiolipina (ECCL) posiada zdolność specyficznego wiązania bisfenolu C.Przeprowadzone badania dowiodły, że zanieczyszczenie środowiska naturalnego bisfenolami może mieć negatywny wpływ na funkcjonowanie błon komórkowych bakterii. Spośród przebadanych bisfenoli znaczną ekotoksyczność wykazują bisfenole A, F i C, zaś bisfenole O i S są mniej szkodliwe dla środowiska naturalnego.

The aim of this research project was the investigation of the effect of selected bisphenols on the properties of model bacterial membranes. To fulfill this aim we applied the Langmuir monolayer technique and Brewster angle microscopy. As the model bacterial membranes we applied Langmuir monolayers formed on water and bisphenol solutions by selected phospholipids: total extract of polar lipids isolated from Escherichia coli, synthetic phosphatidylethanolamine (POPE) and phosphatidylglycerol (ECPG) and cardiolipin (ECCL) both isolated from E. coli membrane. The effect of the presence of bisphenols: A, C, F, O and S on physical properties of these monolayers, as well as their textures, was investigated. The results indicate that bisphenols A and F exert profound effects on the total extract of E. coli polar lipids; whereas the effects of bisphenol S were much weaker. The results obtained for the one-component monolayers formed by POPE, ECPG and ECCL were analogous. It was also observed that cardiolipin ECCL can specifically bind bisphenol C. Our studies proved that the pollution of the environment with bisphenols can have deleterious effects on bacterial membranes. The most environmentally dangerous compounds are bisphenols A, F, and C, whereas bisphenols O and S exhibit much lower ecotoxicity.