枸杞多糖在脂質分子單層膜上的動態吸附行為的機理研究

【摘要】：枸杞多糖作為枸杞的重要組成部分,具有免疫激活、抗腫瘤、抗病毒、抗輻射、降血糖血脂和神經保護等豐富的藥理活性。作為天然藥物和保健品,它一直是藥食同源植物的研究與開發熱點之一。枸杞多糖被應用于各種疾病的預防和治療過程中,并且都獲得了顯著地成效。但是,對其生物活性機制仍不清楚,有待進一步被探究。因此,研究枸杞多糖與細胞膜各個組分的相互作用在探究其作用機理以及臨床應用方面具有重要的意義。本文采用Langmuir膜和原子力顯微鏡技術,在空氣水界面制備單分子膜的方法分別研究了枸杞多糖在一元體系不飽和1-棕櫚?；?2-油?；字Ｄ憠A(POPC)、飽和二棕櫚酰磷脂酰膽堿(DPPC),二元體系POPC/DPPC和三元體系POPC/DPPC/膽固醇(Cholesterol)脂單層膜上的吸附行為,為研究多糖生物活性的詳細機理提供了一定的理論和實驗依據。實驗內容及結果如下:(1)枸杞多糖與一元體系單層膜的相互作用。通過改變枸杞多糖的濃度獲得了表面壓力面積(π-A)等溫線、表面壓力時間(π-t)吸附曲線、壓縮模量曲線、原子力(AFM)圖像以及混合單層膜中每個單個脂質分子結合的多糖分子數(Ap)。實驗結果表明:枸杞多糖在POPC、DPPC脂單層膜上的吸附情況存在明顯差異。隨著亞相中枸杞多糖濃度的增加,π-A等溫線向平均分子面積更大的區域移動。壓縮模量表明,LBP降低了單層膜的壓縮性。吸附曲線表明,與DPPC相比,LBP對POPC表面壓力的影響更大。枸杞多糖在POPC單層膜上的吸附程度低于與DPPC的吸附程度。AFM圖像證明了 LBP影響脂單層膜的形態特征以及在脂單層膜上的吸附行為。Ap值也證實LBP與脂單層膜的相互作用。LBP通過疏水作用嵌入磷脂的脂肪酸尾鏈并與之相互作用,與POPC的作用力大于DPPC,這是由于POPC和DPPC脂肪酸尾鏈的飽和程度不同,導致LBP與脂質的吸附行為不同所致。并且與磷脂的頭部基團存在范德華力。(2)枸杞多糖與二元體系單層膜的相互作用。通過改變枸杞多糖的濃度獲得了 π-A等溫線、π-t吸附曲線、壓縮模量曲線、相互作用參數(過量分子面積(△Aexc)、過量混合吉布斯自由能(△GmixExc)、Ap、吸附速度(K)、表面過量濃度(Γ)、每個分子的面積(A))以及AFM圖像。實驗結果表明:隨著LBP濃度的增加,π-A等溫線向更大的平均分子面積區域移動,吸附曲線表明在低膜壓和高膜壓時的表面壓力變化值(△π)都增大。過量的分子面積和過量的混合吉布斯自由能表明排斥力是POPC和DPPC分子之間的相互作用。同時,隨著LBP的加入,排斥力增大。通過K、Ap、Γ和A具體數值也證實了分子間的相互作用。原子力顯微鏡圖像還表明,LBP很容易通過氫鍵和弱范德華相互作用吸附到POPC/DPPC單層膜上。(3)枸杞多糖與三元體系單層膜的相互作用。通過改變枸杞多糖的濃度獲得了 π-A等溫線、π-t吸附曲線、壓縮模量曲線、相互作用參數(△Aexc、△GmixExc、Ap、K、Γ、A)以及AFM圖像。實驗結果表明:隨著亞相中LBP濃度的增加,π-A等溫線也向更大的面積區域移動,在低膜壓和高膜壓時的表面壓力變化值都增大。枸杞多糖在POPC/DPPC單層膜上的吸附程度低于與POPC/DPPC/Chol的吸附程度?！鰽exc和△Gmx表明POPC和DPPC分子之間存在排斥力。同時,隨著LBP的加入,排斥力增大。由于膽固醇的加入,明顯的降低了 POPC和DPPC之間的排斥力。且LBP在POPC/DPPC單層膜上的吸附能力也減弱。通過K、Ap、Γ和A和AFM圖像都得到了證明。因此,膽固醇會影響LBP從磷酸鹽緩沖液中自發插入到POPC/DPPC單層膜中。因此,枸杞多糖與脂單分子膜相互作用,膽固醇的加入會影響枸杞多糖在脂單層膜上的吸附行為。從定性到定量上精確的闡釋了枸杞多糖與脂單層膜的作用機理。這些結果為LBP的藥理機制和治療效果提供了新的見解。膽固醇在一定程度上能夠使細胞膜免受枸杞多糖的影響。