Study of the interaction of cationic lipid with lipid components of cell membranes.

W ostatnich czasach zaobserwowano stały wzrost szczepów bakterii opornych na wiele antybiotyków. Dlatego wciąż poszukuje się nowych substancji, które mogłyby pomóc przezwyciężyć ten problem. Szczególnie interesujące w tej dziedzinie są lipidy kationowe, które ze względu na strukturę amfifilową i ładunek dodatni mogą zmieniać właściwości błon bakteryjnych, a tym samym wykazywać właściwości antybakteryjne. W niniejszej pracy zbadano wpływ syntetycznego lipidu kationowego, 1,2-dipalmitoilo-3-trimetyloamoniopropanu (soli chlorkowej) - DPTAP - na główne składniki lipidowe błon bakteryjnych. Jako modelowe błony zastosowano monowarstwy Langmuira oraz dwuwarstwy. Uzyskane wyniki wskazują, że wbudowywanie się cząsteczek DPTAP do modelowych błon lipidowych silnie zmienia uporządkowanie cząsteczek i charakter oddziaływań pomiędzy składnikami membrany, co przejawia się w zmniejszeniu średniej powierzchni cząsteczkowej badanych układów. Ponadto wyniki badań przeprowadzonych na układach liposomalnych wskazują, że wbudowywaniu się cząsteczek DPTAP towarzyszy wzrost powierzchniowego ładunku dwuwarstwy i wzrost jej przepuszczalności, co w odniesieniu do naturalnych błon bakteryjnych może skutkować utratą składników odżywczych przez komórkę a nawet jej śmiercią.

Recently, a steady increase in bacterial strains resistant to many antibiotics has been observed. Therefore, new substances that could help to solve this problem are still being sought. Particularly interesting in this area are cationic lipids, which due to the amphiphilic structure and the positive charge can change the properties of bacterial membranes and thus exhibit antibacterial properties. In this study, the effect of synthetic cationic lipid, 1,2-dipalmitoyl-3-trimethylammonio-propane (chloride salt) – DPTAP - on the main lipid components of bacterial membranes was investigated. As the model membranes Langmuir monolayers as well as bilayers were applied. The obtained results indicate that the incorporation of DPTAP molecules into model lipid membranes strongly affects the interactions between membrane components and changes their order, which manifests in the contraction of the mean molecular area of the investigated systems. In addition, the results of studies conducted on liposomal systems indicate that the incorporation of DPTAP is accompanied by an increase in surface charge of the bilayer and an increase in its permeability, which in relation to the natural membranes of bacteria can result in the loss of nutrients by the cell and its death.