The influence of environmental factors on the physicochemical properties of bacterial and mitochondrial cardiolipins – studies with the application of Langmuir monolayer technique.

Niniejsza praca magisterska przedstawia wyniki badań dotyczących wpływu wybranych czynników środowiskowych na monowarstwy Langmuira utworzone przez kardiolipiny. W części literaturowej omówiona jest budowa błon mitochondrialnych i bakteryjnych oraz przedstawione są najważniejsze fakty dotyczące struktury i funkcji fosfolipidów błonowych, ze szczególnym uwzględnieniem kardiolipin. W kolejnym rozdziale omówione są najistotniejsze zagadnienia związane z fizykochemią monowarstw Langmuira oraz omówione są techniki służące do ich badania. W części eksperymentalnej omówione są badane związki, sposób przygotowania roztworów, zastosowane instrumenty naukowe oraz sposób prowadzenia eksperymentów. Przebadano wpływ następujących czynników środowiskowych na monowarstwy kardiolipin: temperatury i odczynu subfazy wodnej, siły jonowej, obecności soli wybranych metali, takich jak: wapń, cynk, kadm i rtęć w subfazie wodnej. Wykazano, że temperatura i pH subfazy mają niewielki wpływ na właściwości badanych monowarstw. Znaczne zmiany we właściwościach monowarstw zaobserwowano natomiast na 0,1M roztworze NaCl, co wskazuje, że zasolenie wód powierzchniowych może mieć negatywny wpływ na rozwój bakterii. Największe zmiany w strukturze badanych monowarstw zaobserwowano na roztworze HgCl2, co wskazuje, że obecność związków rtęci w środowisku wywiera również negatywny wpływ na rozwój bakterii.

This MA thesis presents the results of the studies regarding the effect of selected environmental factors on cardiolipins Langmuir monolayers. In the introduction the structure of mitochondrial and bacterial membranes is discussed. The main facts concerning the structure and function of membrane phospholipids with special stress on cardiolipins are also presented. The physical chemistry of Langmuir monolayers as well as \he techniques devoted to their characterization are also discussed. In the experimental part the investigated compounds, solution preparation, applied scientific instruments and the experimental procedures are described. The effects of the following factors were investigated: subphase temperature and pH, ionic strength and the presence of the selected metal ions, as: calcium, zink, cadmium and mercury in the subphase. It was indicated that subphase temperature and pH have minor effect on the properties of the investigated monolayers; whereas the presence of Na+ severely affects the monolayer properties, which indicates that the increased concentration of NaCl in waters can have detrimental effects on bacteria. The most significant changes in the structure of the investigated monolayers were observed on HgCl2 solutions, which proves that the presence of mercury compounds in the environment has also negative influence on bacteria development.