Метод спінових міток (спінових зондів)

Для вивчення структури і функцій біологічних мембран з успіхом застосовується метод спінових міток, або спіно­вих зондів.

Пояснимо суть цього методу. Похідну стійкого вільного радикала, частіше нітроксильного, пов'язують ковалентним зв'язком з будь-якою функціональною групою білка або ліпіду, а потім таку спін-мічену молекулу вбудовують в ліпідний бішар мембран, утворюючи так званий "спіновий зонд". Форма сигналу спінової мітки залежить від оберталь­ної рухливості зонда або тієї його ділянки, до якої вона "пришита" (рис.7.6).

Рис. 7.6. Форми сигналу спінової мітки в залежності від рухливості

зонда.

Використання методу спінових зондів дало можливість встановити цілий ряд цікавих фактів.

Рис. 7.7. Спінові зонди - спін-мічені аналоги стеаринових кислот.

1. Використовуючи в ролі спінових зондів спін-мічені аналоги стеаринових кислот і вводячи їх в оболонки еритро­цитів (рис. 9.28), довели, що відносно жорсткий порядок поширюється на глибину не більш ніж вісім вуглецевих атомів ланцюга від поверхні в глибину мембрани. У на­прямку до центра ліпідного бішару рухливість жирно-кислотних ланцюжків зростає. Оцінка обертальної рухливості дала можливість встановити, що мікров'язкість ліпідного бішару в мембрані еритроцита приблизно дорів­нює в'язкості рослинної олії.

2. Аналогічним чином, шляхом введення в біологічні мембрани спін-мічених жирних кислот або синтезованих на їх основі фосфоліпідів було виявлено зміну структури мембрани при різних випадках патології, а також під дією ліків та інших біологічно активних сполук. Так, було показано, що анестетики збільшують плинність всередині ліпідного бішару мембрани, а холестерин і ДДТ зменшу­ють її.

3. Методом ЕПР було вперше експериментально дове­дено існування фосфоліпідного перевороту. Був виявлений повільний фосфоліпідний переворот в мембран­них везикулах-ліпосомах, або фосфоліпідних бульбашках (рис. 7.8). Саме таким переворотом можна пояснити меха­нізм пасивного транспорту деяких іонів через біологічні мембрани.

Рис. 7.8. Фосфоліпідний переворот в мембранах.