The influence of environmental factors on physicochemical properties of bacterial membrane phosphatidylglycerols, studies with the application of Langmuir monolayer technique.

Niniejsza praca magisterska przedstawia wyniki badań wpływu wybranych czynników środowiskowych na fizyczne właściwości monowarstw Langmuira utworzonych przez pięć fosfatydylogliceroli (PG) różniących się strukturą części hydrofobowej. W części literaturowej omówione są: struktura i funkcje błon biologicznych z wyróżnieniem błon bakteryjnych. Przedstawione są również układy służące do modelowania zjawisk zachodzących w błonach: czarne błony lipidowe, liposomy, monowarstwy Langmuira i dwuwarstwy osadzone na stałych podłożach. Omówione są również podstawowe sposoby badania monowarstw Langmuira, jak: technika Langmuira, mikroskopia kąta Brewstera, pomiary potencjału powierzchniowego. W części eksperymentalnej przedstawione są wyniki związane z oddziaływaniem wybranych czynników środowiskowych na monowarstwy PG. Analizowany jest wpływ temperatury i odczynu subfazy wodnej, wpływ siły jonowej i obecności wybranych jonów metali w roztworze. Stwierdzono, że jony Na+ wywierają znaczny wpływ na monowarstwy wszystkich badanych PG prowadząc do spadku kondensacji. Wykazano, że wpływ jonów dwuwartościowych Ca2+, Zn2+ i Cd2+ jest niewielki i podobny dla wszystkich badanych monowarstw Największy wpływ na badane monowarstwy wywiera HgCl2, co pozwala twierdzić, że obecność związków rtęci w środowisku może działać destrukcyjnie na błony komórkowe bakterii.

This MA thesis refers the results of the studies of the effects of selected environmental factors on physical properties of Langmuir monolayers formed by 5 phosphatidylglycerols (PG) differing in the structure of the hydrophobic moiety. In the introductory part the structure and function of biological membranes and especially bacterial membranes are described. This part concerns also the systems applied for the modeling of the membrane-specific phenomena, as: black lipid membranes, liposomes, Langmuir monolayers and bilayers transferred on solid supports. The experimental methods as: Langmuir technique, Brewster angle microscopy and surface potential measurement are also described. In the experimental part the effects of the selected environmental factors on PG monolayers are presented. The effects of the temperature and pH, ionic strength and the presence of selected metal ions in the solution are discussed. It was determined that Na+ ions affect significantly the structure of the investigated monolayers leading to their expansion. It was indicated that the effect of bivalent cations: Ca2+, Zn2+ and Cd2+ is limited and similar for all the investigated monolayers. The presence of HgCl2 in the subphase affects severely the monolayers, so it can be stated that the presence of mercury compounds in the environment can act destructively on bacterial membranes.