Введение
ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 5
1.1. Особенности структуры и некоторые химические свойства кверцетина. .5
1.2. Биологические мембраны и их функции 6
1.2.1. Состав биологических мембран 7
1.2.2. Липиды 8
2. ЯМР СПЕКТРОСКОПИЯ В ИЗУЧЕНИИ ЛИПИДНЫХ МЕМБРАН... .15
2.1. Метод 31Р ЯМР 16
2.2. 31Р ЯМР метод кросс-поляризации 21
3. ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 25
3.1. Приготовление образцов 26
4. ОБОРУДОВАНИЕ 27
4.1. ЯМР спектроскопия 27
5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 30
5.1. Результаты 31Р ЯМР спектроскопии 30
ВЫВОДЫ 39
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Считается, что биологически активные соединения растительного происхождения оказывают благотворное влияние на здоровье человека и могут быть использованы как лекарственные средства. В последние годы были обнаружены важные фармакологические свойства растительных флавоноидов [1], представляющих собой класс биологически активных веществ, обладающих антиаллергическими, антиоксидантными и противовоспалительными свойствами [2]. Флавоноиды широко распространены в природе. Они присутствуют в различных частях растения, включая плоды, листья, цветы. Высоко их содержание в различных растительных экстрактах, используемых в пище, особенно в чае и красном вине. Взаимодействие с клеточными мембранами играет решающую роль в их биологической активности. Основным структурообразующим компонентом клеточных мембран являются фосфолипиды. Для установления связи структуры химических соединений с их биологической активностью необходимо проведение исследований конкретных соединений с биосистемами, к примеру, с типичным представителем класса флавоноидов - кверцетином - и с фосфолипидной мембраной.
Кверцетин (3,3 ', 4', 5,7-пентагидроксифлавон), объект нашего исследования, является наиболее распространенным биофлавоноидом в растениях. Он присутствует в большинстве съедобных фруктах и овощах. Кверцетин обладает мембраностабилизирующим воздействием на соединительную ткань сосудов, снижает проницаемость клеточных мембран и капилляров, увеличивает устойчивость сосудистой стенки. Регулярное потребление кверцетина может снизить риск возникновения сердечно-сосудистых заболеваний [3].
Наиболее известным свойством почти каждой группы флавоноидов является их способность выступать в качестве антиоксидантов [4]. Среди флавоноидов кверцетин из-за особенностей молекулярного строения является одним из наиболее сильных антиоксидантов. Антиоксиданты обладают сосудорасширяющим, противоопухолевым, противовоспалительным, бактерицидным, иммуностимулирующим и противоаллергическим эффектами.
Механизм взаимодействия кверцетина с фосфолипидной мембраной представляет, как фундаментальный, так и практический интерес. Информация об изменениях конформационных состояний фосфолипидов позволяет предсказать проницаемость клеточных мембран [5]. А способность проникновения флавоноидов через плазматическую мембрану клеток может не только определять их биологическое действие на живые клетки, но также и возможность усвоения этих веществ организмом из растительных пищевых источников [1].
Значительный интерес представляет взаимодействие катионов металлов с биологическими мембранами, так как различные катионы металлов могут по- разному влиять на стабильность и структуру фосфолипидных бислоев. В настоящей работе мы поставили задачу исследования характеристик ДПФХ+кверцетин+ион2+(2и2+) в различных фазах фосфолипида. Среди переходных металлов первого ряда цинк уступает только железу по численности и важности в химических, структурных и регуляторных ролях в биологических системах. Цинк - один из микроэлементов, функционирующих в организме как катализатор многих ферментативных процессов.
Целью данной работы является исследование влияния кверцетина и ZnCl2на мультиламеллярные везикулы дипальмитоилфосфатидилхолина (ДПФХ) с помощью ядерного магнитного резонанса (ЯМР). Благодаря данному методу ЯМР на ядрах фосфора 31Р мы можем получить информацию о фазовом состоянии фосфолипида и поведении гидрофильной части его молекулы.
Анализ результатов данной работы, проведенной на мультиламеллярных везикулах ДПФХ методом 31P ЯМР спектроскопии, позволяет сделать вывод о зависимости температуры фазового перехода из гель в жидкокристаллическое состояние в присутствии кверцетина и кверцетина с хлоридом цинка.
В результате работы были получены следующие выводы:
1. взаимодействие между кверцетином и молекулами ДПФХ влияет на подвижность фосфатных групп молекул липида в бислое.
2. присутствие в образце ДПФХ соли цинка ZnCl2повышает температуру фазового перехода. Взаимодействие катионов цинка Zn2+ с полярными группами ДПФХ уменьшает подвижность фосфатных групп липида и препятствует формированию изотропной фазы, в которой движения являлись бы достаточно быстрыми, чтобы полностью усреднить анизотропию.
3. уменьшение ширины сигнала в 31Р ЯМР спектрах с ростом температуры связано с увеличением подвижности фосфатных групп молекул фосфолипида.
Наши исследования показывают, что температура фазового перехода и текучесть бислоя зависят не только от температуры, но также от возмущений, обусловленных наличием молекулы флавоноида или же катиона металла.
Использование методики кросс-поляризации в применении к везикулам ДПФХ позволило нам выявить, по наблюдению характерного широкого минимума в спектрах, увеличение взаимодействия кверцетина с полярной головной группой фосфолипидов. Что в совокупности с анализом параметров и формой спектров позволяет предположить о включении кверцетина в бислой и предполагает его расположение на границе между полярной и неполярной областями бислоя.
