Bazı iyon ve bileşiklerin model zarların yapısal ve dinamik özellikleri üzerine olan etkilerinin değişik sıcaklıklarda ESR yöntemi ile incelenmesi
Studies on the effect of some ions and compunds on the structural and dynamic properties of model membranes investigated by ESR technique at different temperatures
- Tez No: 105677
- Danışmanlar: PROF. DR. MUSTAFA KORKMAZ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Dimiyristolfosfotidilkolin, Dinamik özellikler, Dipalmitoylfosfotidilkolin, Elektron spin rezonans, Spin etiketleme, Sıcaklık, Yapısal özellikler, Dimyristoylphosphatidylcholine, Dynamic properties, Dipalmitoylphosphatidylcholine, Electron spin resonance, Spin labelling, Temperature, Structural properties
- Yıl: 2001
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
IV ÖZET Bu tez çalışmasında, başgrup yapılan aynı, hidrokarbon zincir uzunlukları farklı olan dipalmitoylfosfotidilkolin (DPPC) ve dimiyristolfosfotidilkolin (DMPC) gibi amfıpatik moleküller kullanılarak hazırlanan ve belirli oranda, lipit çiftkatmam başgrup bölgesindeki değişimlere duyarlı, 5-doksil stearik asit spin etiketi (5-SASL) içeren model zarların değişik derişimde tek değerlikli anyon ve katyon içeren sulu çözeltilerle sulandırılması sonucunda oluşan çok çiftkatmanlı lipit dispersiyonlarının yapısal ve dinamik özellikleri hem tuz derişimine ve hem de sıcaklığa bağlı olarak Elektron Spin Rezonans (ESR) tekniği ile incelendi. Ana faz geçiş sıcaklığı üstünde mekanik yolla karıştırılarak elde edilen çok katmanlı kesecik yapıların davranışları önce tuz içermeyen tampon çözelti ortamında, daha sonra değişik oranlarda tuz içeren dispersiyon ortamlarında incelendi. Önce, spin etiketi olarak kullanılan 5-SASL molekülünü içeren bir örnekte, değişik moleküler hareket durumları ve hareket genlikleri için ne tür ESR spektrumlarının elde edileceği kuramsal olarak incelendi. Hareket genliğinin çok kısıtlı olduğu dolayısı ile moleküler düzenin yüksek olduğu durumda en geniş spektrumun, tersine hareket genliğinin en yüksek olduğu durumda ise en dar, diğer deyişle, sıvı ortam spektrumunun elde edildiği belirlendi ve bu bulgulara dayanılarak lipit dispersiyonları için kaydedilen deneysel ESR spektrumları değerlendirildi. Deneyler 25 mg/ml ve 50 mg/ml oranlarında sulandırılmış lipit dispersiyon örnekleri kullanılarak yürütüldü ve en iyi sonuçların 50 mg/ml oranında sulandırılmış örneklerle elde edildiği belirlendi. Çalışmada; aynı anyon (Cl~) ve Li+, Na+ ve K+ gibi farklı türde katyona sahip tuzlar ile aynı katyon (K+) ancak Cr,Br“ veNO^ gibi farklı türde anyona sahip tuzların 0-5 M arasındaki yüksek derişimleri denendi. Ayrıca dispersiyon ortamı ile lipit çiftkatman ara yüzeyindeki su yapısını bozan F ve SCN- gibi anyonların potasyum tuzları da denenerek bu iyonların lipit çiftkatmam başgrup bölgelerinde neden oldukları değişiklikler incelendi.Deneyler pH 8' de yürütülerek hem DPPC ve hem de DMPC moleküllerinin -PO~ ve -N+(CH3) gruplarının iyonlaşmaları sağlanıp, incelenen tek değerlikli iyonların nötral lipit çiftkatmanları ile olan etkileşmeleri araştırıldı. Deneysel spektrumlardan belirlenen ve sırası ile 5-SASL spin etiket molekülünün en geniş ve en dar aşın ince yapılarını temsil eden 2AP ve 2A<j nicelikleri ile orta pikin tepeden tepeye çizgi genişliği olan AHPP gibi spektral parametrelerin sıcaklığa ve tuz derişimlerine bağlı değişimleri incelendi. Ayrıca, literatürde iki farklı grubun önerdiği moleküler ilgi zamanı bağıntıları kullanılarak hesaplanan t ilgi zamanının değişimleri de incelendi ve bu yolla dönü viskozluk aktivasyon enerjileri ile faz geçiş sıcaklıkları hesaplandı. Tuz derişimine ve sıcaklığa bağlı değişimleri izlenen tüm spektral parametreler, deneylerin yürütüldüğü 283-328 K sıcaklık aralığında DPPC çoklu çiftkatmanlarını biri 31 °C civarında diğeri 40 °C civarında olmak üzere iki faz geçişine sahip olduğunu göstermiştir. İsmine ön faz geçişi de denilen 3 1 °C civarındaki geçişin lipit çiftkatman başgrup bölgesi ile, adına ana faz geçiş sıcaklığı da denilen 40 °C civarındaki geçişin de çiftkatman zincirlerinin erimesi ile ilişkili olduğu belirlenmiştir. Yüksek derişimdeki Li+, Na+ ve K+ iyonlarının ön faz geçişini ortadan kaldırdıkları; ancak ana faz geçişi üzerinde çok az etkili oldukları gözlenmiştir. Denenen tüm tuz derişimlerinde Li+, Na+ ve K+ iyonlarının jel faz lipit paketlendirmesini arttırarak bu fazla ilgili aktivasyon enerjilerininde önemli artışlara neden oldukları ancak sıvı kristal faz için aynı şeylerin söylenemeyeceği belirlenmiştir. Katyon türünün sabit tutulup, (K+), anyon türününde Cr,Br”,NOj gibi iyonlardan biri olması durumunda; Br~,NOj iyonlarının jel ve sıvı kristal fazlarda yarattığı etkilerin aynı mertebelerde kaldığı, buna karşın Cl“ ' den kaynaklanan jel faz aktivasyon enerjisinin, 5M' lık tuz derişimi için tampon çözelti kullanıldığında elde edilen değerin hemen hemen iki katına çıktığı gözlenmiştir. Kaotropik I”ve SCN“ anyonlarına gelince, I”anyonunun jel ve sıvı kristal fazlarda aktivasyon enerjisi açısından dikkate değer değişiklikler yaratmadığı ancakVI SCN anyonunun hem jel hem de sıvı kristal faz aktivasyon enerjilerinde önemli ölçüde düşüşlere neden olduğu belirlenmiştir. Denenen anyon ve katyonların başgrubu aynı yapıda; ancak zincir uzunluğu 2CH2 birimi kadar kısa olan DMPC çiftkatmanlarında da benzer etkiler yarattıkları gözlenmiştir.
Özet (Çeviri)
VII ABSTRACT In this study, the structural and dynamic properties of multilayer dispersions obtained by hydrating with buffer solutions containing monovalent anions and cations of the lipid films including 5-doxyl stearic acid spin label (5-SASL) prepared by amphipatic molecules such as dipalmitoylphosphotidylcholin (DPPC) and dimyristoylphosphotidylcholin (DMPC) of the same head group structure but different chain lengths have been investigated with Electron Spin Resonance (ESR) depending on both salt concentrations and the temperature. The behaviours of the multilayer vesicular structures obtained by mechanical stirring of the lipid films in the buffer solutions above the main lipid phase transition temperature were investigated first with buffer solution containing no salt and then in the solutions containing salts of different concentrations. ESR spectra of sample containing 5-SASL as a spin label were, first, studied theoretically for different molecular motional states and molecular motional amplitudes. It was concluded that the widest spectra were obtained when the amplitude of molecular motion was restricted that is when the molecular order was high, however the narrowest spectra were obtained when the amplitude of molecular motion was high, that is when the molecular order was low. The experimental spectra obtained for studied lipid dispersions were evaluated basing on these findings. The experiments were carried out using the lipid dispersions hydrated in the ratios of 25mg/ml and 50 mg/ml, and it was concluded that the best results were obtained by using the samples hydrated in the ratio of 50 mg/ml. Concentration as high as 5M of the salts having the same anion (Cl~) but different kinds of cations such as Li+, Na+, and K+ and salts having the same cation (K4) but different kinds of anions such as Cr,Br~,NC«3 were tried. The variations caused in the head group regions by the potassium salts of the anions, such as I“ and SCN~ which are expected to demolish the water structure at the interface between dispersion medium and lipid bilayer were also investigated.vııı The experiments were carried out at pH 8 in order to ensure the ionisation of - PO~ and - NO3 groups of both DPPC and DMPC molecules, and therefore to investigate the interactions between the monovalent ions and neutral lipid bilayers. The variations with temperature and salt concentration of the spectral parameters such as the is peak to peak width of the centre line (AHPP), the highest and smallest hyperfine splitting constants (2AP, 2Ad ) of the 5-SASL spin label were investigated. The variations of correlation time (x) with temperature and salt concentrations calculated basing on the equations given in the literature by two groups were also studied and in this way activation energy values corresponding to rotational viscosity and phase transition temperatures were also determined. All the experimental parameters, whose variations with temperature and salt concentration were investigated in the temperature range of 283 - 328 K have shown that DPPC multibilayer had two phase transitions, one is about at 3 1 °C and the other one is about at 40 °C. It is found that the transition at about 3 1 °C, so called pre-phase transition was related to lipid bilayer head group region, while the transition taking place at about 40 °C, so called the main phase transition, was related to the melting of the lipid hydrocarbon chains. It was observed that at high concentrations Li+, Na+, and K+ ions remove the pre-phase transition, however they have almost no effect on the main phase transition. Li+, Na+, and K+ ions were found to increase the gel phase lipid packing for all tried concentrations and therefore to cause a serious increase in the activation energies relevant the this phase but the same was not true for liquid crystal phase. It was observed that when the specie of cation in the dispersion medium is K+, and the Cr,Br”,N03 ions are present as anions in the medium, the effects of Br“, and NOJ ions on the gel and liquid phases stay almost on the same range however the gel phase activation energy in the presence of CI”was found to increased almost twice compared to the value obtained for the salt concentration of 5M. As for caotrophic I“ and SCN”anions, it was found that I“ anion did not cause a meaningful variation in activation energy at gel and liquid crystal phases but SCN”IX anion caused a appreciable decreases in activation energies of both gel and liquid crystal phases. The investigated anions and cations were observed to have same effects on the bilayers of DMPC who have same head group structure but shorter hydrocarbon chain ( 2CH2 unit short) than DPPC.
Benzer Tezler
- Diaza taç eterli yeni ligantların ve komplekslerin sentezi ve stabilite sabitlerinin ölçülmesi
Başlık çevirisi yok
YUSUF MOLHO
- Biological treatment of saline wastewater by using halophilic organisms in an aerated percolator (immersad filter) and ratating biological contractor (RBC) units
Başlık çevirisi yok
AHMET UYGUR
Yüksek Lisans
İngilizce
1996
Çevre MühendisliğiDokuz Eylül ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. FİKRET KARGI
- Enhancement of biological treatment performance of saline wastewater by halophilic bacteria
Tuz içeren atıksuların biyolojik arıtma performansının halofilik bakteri ile arıtılması
ALİ RIZA DİNÇER
Doktora
İngilizce
1999
Çevre MühendisliğiDokuz Eylül ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FİKRET KARGI
- Metil 4-metoksi-3-oksobutanoattan kazanılan kenetlenme ürünleri ve bunlardan oluşan bazı hidrozonopirazolonlar
Başlık çevirisi yok
GÜLTAZE ÇAPAN
Doktora
Türkçe
1990
Eczacılık ve Farmakolojiİstanbul ÜniversitesiFarmasötik Kimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NEDİME ERGENÇ
- p-hidroksibenzil tiyosteroid eter sentezi
Synthesis of p-hydroxybenzyl thiosteroid ether
AYŞE MUŞTU SİRKECİOĞLU