Quantifizierung von Aminophospholipid asymmetrie in Lipid-Doppelschichten durch Neutronenreflektometrie

• Antragsteller: Dr. Ilya Reviakine, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Biophysik
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2015
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 264479891

Zellmembranen werden aus Lipid-Doppelschichten gebaut. Der Aufbau und die Struktur von diesen Doppelschichten sind komplex. In gesunden Zellen sind die Lipide asymmetrisch verteilt: Phosphatidylserin (PS) ist lokalisiert auf der intrazellulären Seite der Doppelschicht, während die extrazelluläre Seite überwiegend aus Phosphatidylcholin und Sphingomyelin besteht. Ausserdem sind die Lipiden auch lateral organisiert in ca. 20 nm grosse Domäne. Wie diese Domäne entstehen ist nicht klar, weil Mischungen aus hochschmelzenden Phosphatidylcholinen, niedrigschmelzenden Phosphatidylcholinen, und Cholesterin, die häufig als Modelle von Zellmembranen verwendet werden, haben Domäne, die im µm Bereich sind. Die gleichzeitige Untersuchung von sowohl der lateralen als auch der transversalen Verteilung von Lipiden in den Zellemembranen ist schwierig, weil Modelle, die beide Aspekte berücksichtigen, selten sind. Wir haben ein solches Modell entwickelt. Es besteht aus einer Lipiddoppelschicht, die hochschmelzende Phosphatidylcholine, niedrigschmelzende Phosphatidylcholine, Cholesterin, und PS enthält, und die auf der Oberfläche von TiO2 gespreitet wird. Das PS in diesen Doppelschichten ist asymmetrich verteilt aufgrund der Wechselwirkung mit TiO2. Das Ziel dieses Forschungsprojektes ist die Lipidzusammensetzung in diesen Doppelschichten durch Neutronenreflektometrie zu quantifizieren, sodass in weiteren Untersuchungen Erkenntnisse über Phasenverhalten und Lipiddiffusion gewonnen werden können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen