Электрические потенциалы на границах липидных мембран при адсорбции одновалентных катионов и синтетических поликатионов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.02, кандидат физико-математических наук Финогенова, Ольга Александровна

• Финогенова, Ольга Александровна
• кандидат физико-математических наук
• 2009

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Финогенова, Ольга Александровна

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Липидные модели клеточных мембран.

1.2. Распределение потенциала на границах липидных мембран.

1.3. Диффузная компонента граничного потенциала.

Модель Гуи-Чепмена.

1.4. Дипольная компонента граничного потенциала. Молекулярная природа и способы регистрации.

1.5. Адсорбция ионов и ионизация полярных групп фосфолипидов. 17 1.5.1. Метод независимого определения параметров связывания.

1.6. Влияние неорганических ионов на упаковку и фазовое состояние липидов в бислое.

1.7. Механохимические свойства мембран.

1.8. Заряженные макромолекулы на поверхности мембран.

1.8.1. Синтетические поликатионы и их биомедицинские приложения.

1.8.2. Распределение поля в слое полимера — теоретические модели и экспериментальные возможности.

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

2.1. Материалы и методы формирования липидных мембран.

2.2. Электрокинетический метод измерения подвижности липосом.

2.3. Метод регистрации граничного потенциала (метод КВП).

2.3.1. Перфузия растворов.

2.3.2. Регистрация потенциалов при изменении рН.

2.4. Метод измерения модуля изгиба мембран гигантских липосом.

ГЛАВА 3. ОДНОВАЛЕНТНЫЕ КАТИОНЫ

3.1. Граничный и поверхностный потенциалы мембран при изменении рН в растворах КС1, LiCl и ТМАС1.

3.2. Измерение граничного потенциала при «дифференциальной» постановке эксперимента.

3.3. Определение параметров связывания ионов лития.

ГЛАВА 4. УПРУГОСТЬ ИЗГИБА ЗАРЯЖЕННЫХ МЕМБРАН

4.1. Граничный и поверхностный потенциалы мембран в присутствии сахарозы.

4.2. Модуль изгиба. Эксперимент и теория.

ГЛАВА 5. СИНТЕТИЧЕСКИЕ ПОЛИМЕРЫ

5.1. Мембраноактивные свойства синтетических поликатионов.

5.2. Адсорбция и десорбция на липидных мембранах олигомеров и полимеров на основе лизина.

5.2.1. Адсорбция монолизина.

5.2.2. Пентализин: кинетика адсорбции и влияние на дипольный потенциал.

5.2.3. Полилизины на поверхности липосом: влияние состава, заряда мембран и ионной силы раствора.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Электрические потенциалы на границах липидных мембран при адсорбции одновалентных катионов и синтетических поликатионов»

Транспортные явления и функционирование мембранных белков в значительной мере зависят от наличия зарядов на поверхности мембраны и в ее окрестности. Распределение электрического поля в этой области и его участие в работе белков, контролирующих энергетические и транспортные процессы, является предметом биофизических исследований. Разработка липидных моделей разной сложности и методов их изучения ведется во многих лабораториях достаточно давно, однако это направление исследований остается по-прежнему актуальным как с теоретических позиций, так и для различных биомедицинских приложений.

Одна из важнейших задач, которая может быть решена с использованием модельного подхода, состоит в регистрации структурных изменений в липидной части клеточных мембран, которые инициированы адсорбцией ионизованных молекул различной природы, и которые существенным образом влияют на функционирование мембранных белков. В литературе уже известен ряд фактов, когда состояние упаковки липидов вокруг белков в присутствии многовалентных катионов влияет на конформационную подвижность, например, механочувствительных каналов разного типа [Ermakov,Y.A.et al. (2001); Sukharev,S. (1999)]. Представляет определенный интерес уточнить, может ли присутствие одновалентных неорганических катионов или малых органических молекул приводить к похожим изменениям структуры липидного бислоя, индикатором которых, согласно предыдущим исследованиям, служит изменение дипольной компоненты граничного потенциала. А поскольку адсорбция ионов регулирует не только состояние ионизации липидов, но и межмолекулярные взаимодействия в бислое, все эти явления должны отражаться на термодинамических и механохимических характеристиках мембран.

С другой стороны, многие фармакологически важные препараты имеют макромолекулярную природу, и их связывание с клеточными мембранами может вызвать значительные изменения в упаковке липидов в бислое вплоть до образования в нем необратимых дефектов [Demina,T.et al. (2005b)]. Есть основание полагать, что разрыв клеточных мембран при адсорбции некоторых синтетических полимеров с выраженным цитотоксическим действием, является следствием таких процессов в липидном матриксе. В любом случае, адсорбция на мембранах является первой и необходимой стадией мембранотропного эффекта подобных полимеров. Хорошо известно также, что синтетические поликатионы способны вызвать значительные изменения в латеральном распределении фосфолипидов в мембране. Поэтому одной из актуальных задач для развития биомедицинских приложений подобных полимеров является оценка эффективности их адсорбции на поверхности и способности менять свойства липидного матрикса. Влияние таких полимеров на поведение грамицидиновых каналов, встроенных в плоские БЛМ, является удобной модельной системой для изучения биологически важных следствий структурных изменений в липидом бислое.

В литературе нет достаточно подробных сведений о влиянии размеров заряженных макромолекул на распределение электростатического потенциала на границе модельных и клеточных мембран с водным окружением. Систематическое исследование этого вопроса возможно с использованием синтетических полипептидов с разной длиной молекулярной цепи, каждое из звеньев которой представляет собой аминокислоту лизин, а ее длина варьируется в широких пределах и регламентируется паспортом производителя. Выбор полилизинов для исследования обусловлен их широким использованием в биомедицинской практике при формировании различного рода наногранул в комбинации с отрицательно заряженными макромолекулами и ДНК. Однако более важным мотивом для их изучения является тот факт, что на основе полилизинов синтезируются многие препараты, обладающие иммуноактивными свойствами и имеющие определенные перспективы при лечении раковых заболеваний. В основе биологической активности подобных препаратов лежит их адсорбция на поверхности клеточных мембран и участие в транспортных процессах.

Заключение диссертации по теме «Биофизика», Финогенова, Ольга Александровна

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Изменения дипольной компоненты граничного потенциала обнаружены на мембранах из фосфатидилсерина при смене электролитов. Показано, что замена катионов Li+ на К+ и ТМА+ приводит к изменению дипольного потенциала на -50 и 21 мВ, соответственно. Этот эффект может отражать влияние катионов на упаковку и гидратацию липида.

2. Показано, что модуль изгиба мембран растет с увеличением содержания заряженного липида в мембране. Величина эффекта существенно превышает теоретически предсказанный вклад двойного электрического слоя на границе мембрана/раствор. Экспериментальный результат количественно описан в предположении о смещении нейтральной поверхности монослоев мембраны в зависимости от ее состава.

3. Изучена адсорбция на мембранах поликатионов разного типа и молекулярной массы, включая полимеры, обладающие фармакологическими и цитотоксическими свойствами. Показано, что адсорбция происходит только на отрицательно заряженных мембранах, причем электрофоретическая подвижность липосом в присутствии поликатионов меняет знак и достигает насыщения в области микромолярных концентраций.

4. Показано, что при адсорбции пентализина на мембранах с разным соотношением заряженного и нейтрального липидов появляется разница между изменениями граничного и поверхностного потенциалов (до -30 мВ), которая отражает изменение дипольного потенциала. Знак эффекта указывает на возможную гидратацию и декомпрессию липидов в бислое.

5. Показано, что характерное время адсорбции растет в ряду лизин — пентализин — полилизины. При последующей непрерывной перфузии фоновым электролитом наблюдается десорбция только низкомолекулярных соединений, а крупные поликатионы сорбируются практически необратимо.

6. Плотность заряда на внешней поверхности слоя полимеров, адсорбированных на липидных мембранах, рассчитана в рамках модели Гуи-Чемпена. Показано, что средний заряд полимерного слоя на поверхности мембран пропорционален содержанию отрицательно заряженной компоненты в составе мембран. Максимальная плотность заряда л полимерного слоя достигает 0.032 Кл/м для полилизинов с числом звеньев более 130.

ПУБЛИКАЦИИ АВТОРА ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ Статьи

1. Vitkova V., Genova J., Finogenova О., Mitov M.D., Ermakov Y.A., Bivas I. Surface charge effect on the bending elasticity of lipid bilayers. Compt. rend. Acad. Bulg. Sci. 2004. V. 57 (11). P. 25-30.

2. Соколов B.C., Соколенко E.A., Соколов A.B., Финогенова O.A., Донцов А.Е., Островский М.А. Взаимодействие бис-ретинилиден этаноламина (А2Е) с бислойными липидными мембранами в темноте и при действии света. Биологические мембраны. 2005. Т. 22 (4). С. 361-369.

3. Pashkovskaya A.A., Lukashev Е.Р., Antonov Р.Е., Finogenova О.А., Ermakov Y.A., Melik-Nubarov N.S., Antonenko Y.N. Grafting of polylysine with polyethylenoxide prevents demixing of o-pyromellitylgramicidin in lipid membranes. Biochim. Biophys.Acta. 2006. V. 1758. P. 1685-1695.

4. Финогенова O.A., Филинский Д.В., Ермаков Ю.А. Электростатические эффекты при адсорбции и десорбции полилизинов на поверхности липидных мембран разного состава. Биологические мембраны. 2008. Т. 25(3). С. 217-226.

Тезисы

1. Юсипович А.И., Финогенова О. А., Ермаков Ю.А. Электростатические и упругие свойства липидных мембран при адсорбции гадолиния. VII Международный Фрумкинский симпозиум. Москва. 2000. Т. 1.С. 280-281.

2. Финогенова О.А., Ермаков Ю.А. Влияние поверхностного заряда на энергию изгиба липидных мембран. III Съезд биофизиков России. Воронеж. 2004. Т. 1.С. 289-290.

3. Соколенко Е.А., Соколов А.В., Финогенова О.А., Соколов B.C., Донцов А.Е. Влияние продуктов фотолиза зрительного родопсина на бислойные липидные мембраны. III Съезд биофизиков России. Воронеж. 2004. Т. 2. С. 458-459.

4. Sokolenko E.A., Sokolov V.S., Sokolov A.V., Finogenova O.A., Dontsov A.E., Ostrovsky M.A. Interaction of pyridinium bis-retinoid (A2E) with bilayer lipid membranes. 15th IUPAB & 5th EBSA International Biophysical Congress. Montpellier, France. Eur. Biophys. J. 2005. V. 34[6]. P. 772.

5. Finogenova O., Vitkova V., Genova J., Mitov M.D., Bivas I., Ermakov Yu.A. The bending elasticity of charged lipid bilayers. 15th IUPAB & 5th EBSA International Biophysical Congress. Montpellier, France. Eur. Biophys. J. 2005. V. 34[6]. P. 696 (P-456).

6. Finogenova O.A., Kontarov N.A., Norik V.P., Ermakov Y.A. Bending elasticity of charged lipid bilayers: effect of sucrose. 8th International Frumkin Symposium. Moscow. 2005. P. 192.

7. Sokolenko E.A., Sokolov V.S., Sokolov A.V., Finogenova O.A., Dontsov A.E., Ostrovsky M.A. Interaction of bis-retinoid (A2E) with bilayer lipid membranes. 8lh International Frumkin Symposium. Moscow. 2005. P. 236.

8. Finogenova O.A., Filinsky D.V., Ermakov Y.A. Contribution of charged and neutral lipids to membrane elasticity and adsorption of polypeptides. 6th EBSA & British Biophysical Society Congress. London. Eur. Biophys. J. 2007. P. S70 (P-72).

9. Тимофеева JI.M., Клещева H.A., Мороз А.Ф., Диденко Л.В., Финогенова О.А., Ермаков Ю.А. Вторичные и третичные полидиаллиламины: мембранотропные свойства и биоцидная активность. XVIII Менделеевский съезд по общей и прикладной химии. Москва. 2007. Т. 4. С. 596.

10. Финогенова О. А., Тимофеева Л.М., Ермаков Ю.А. Электростатические эффекты при адсорбции и десорбции поликатионов на поверхности липидных мембран разного состава. III Международная конференция по коллоидной химии и физико-химической механике. Москва. 2008. С. 29 (ВР06).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Подводя итоги нашего исследования отметим три важных вывода, которые следуют из приведенных выше экспериментальных данных. В наших опытах адсорбция одновалентных катионов сопровождалась изменением дипольной компоненты граничного потенциала. Этот факт, известный ранее для некоторых многовалентных катионов, представляется существенным для понимания роли ионного окружения и липидного матрикса в биохимических процессах. По всей видимости, адсорбция катионов на поверхности мембран сопровождается не только изменением их заряда и потенциала, но и плотности упаковки липидов в матриксе, индикатором которой является дипольной потенциал. Более того, даже механохимические свойства мембран (в наших опытах модуль изгиба) зависят не столько от состояния ионизации фосфолипидов, сколько от их упаковки в бислой и иных «стерических» особенностей. И, наконец, оказалось, что заряд внешней поверхности слоя крупных макромолекул на поверхности мембраны не зависит от состояния ионизации фосфолипидов, а определяется только свойствами самого полимера.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Финогенова, Ольга Александровна, 2009 год

1. Адамсон А. 1979. Физическая химия поверхностей. "МИР". Москва.

2. Айтьян С.Х., Белая M.JL, Чизмаджев Ю.А. 1981а. Взаимодействие заряженных бислойных липидных мембран. ДАН СССР. 256:990-994.

3. Айтьян С.Х., Белая M.JL, Чизмаджев Ю.А. 1981b. Взаимодействие мембран, несущих постоянный поверхностный заряд. Биофизика. 26:467473.

4. Воротынцев М.А., Ермаков Ю.А., Маркин B.C., Рубашкин А.А. 1993. Распределение межфазного скачка потенциала при проникновении ионных компонентов раствора в приповерхностный слой конечной толщины с фиксированным объемным зарядом. Электрохимия. 29:596-610.

5. Дерягин Б.В., Чураев Н.В., Муллер В.М. 1987. Поверхностные силы. "Наука". Москва.

6. Досон Р., Эллиот Д., Эллиот У., Джонс К. 1991. Справочник Биохимика. "Мир". Москва.

7. Ермаков Ю.А. 1990а. Взаимодействие полиэлектролитов с бислойными липидными мембранами. Электрохимия полимеров. Наука. Москва. 93101.

8. Ермаков Ю.А. 1990b. Определение констант адсорбции и плотности центров связывания одновалентных катионов на поверхности липосом. Электрохимия. 26:212-221.

9. Ермаков Ю.А. 2000. Равновесие ионов вблизи липидных мембран -эмпирический анализ простейшей модели. Коллоидный журнал. 6:437-449.

10. Ермаков Ю.А. 2005. Биоэлектрохимия липидных мембран. Российский химический журнал. 49:114-121.

11. Ермаков Ю.А., Юсипович А.И. 2002. Граничный потенциал и натяжение плоских БЛМ в присутствии гадолиния. Регистрация в условиях непрерывной перфузии ячейки. Биологические мембраны. 19:541-548.

12. Ермаков Ю.А., Авербах А.З., Сухарев С.И. 1997. Липидные и клеточные мембраны в присутствии гадолиния и других ионов с высоким сродством клипидам: 1 Дипольная и диффузная компоненты граничного потенциала. Биологические мембраны. 14:434-445.

13. Ермаков Ю.А., Февралева И.С., Атаулаханов Р.И. 1985. Влияние поликатионов на граничные потенциалы БЛМг Биологические мембраны. 2:1094-1100.

14. Ермаков Ю.А., Махмудова С.С., Шевченко Е.В., Лобышев В.И. 1993. Влияние бериллия на электростатические и термодинамические свойства мембран из дипальмитоиллецитина. Биологические мембраны. 10:212-224.

15. Маркин B.C., Григорьев П.А., Ермишкин Л.Н. 1971. Прямое прохождение ионов через липидные мембраны. 1 .Математическая модель. Биофизика. 16:1011-1018.

16. Один А.П., Александрова В.А., Соколов B.C., Топчиев Д.А. 1995. Электростатическое взаимодействие катионных полиэлектролитов с клеточной мембраной в реализации антимутагенного эффекта. Биологические мембраны. 12:185-190.

17. Пасечник В.И. Электрострикционные измерения вязкоупругих свойств бислойных липидных мембран. Биофизика мембран. ВИНИТИ. 1981. Москва. 267-305.

18. Петров Р.В., Хаитов М. 1988. Искусственные антигены и вакцины. Медицина. Москва.

19. Соколов B.C., Кузьмин С.Г. 1980. Измерение разности поверхностных потенциалов бислойных липидных мембран по второй гармонике емкостного тока. Биофизика. 25:170-172.

20. Соколов B.C., Соколенко Е.А., Соколов А.В., Финогенова О.А., Донцов А.Е., Островский М.А. 2005. Взаимодействие бис-ретинилиденэтаноламина (А2Е) с бислойными липидными мембранами в темноте и при действии света. Биологические мембраны. 22:336-345.

21. Тимофеева Л.М., Клещева Н.А., Мороз А.Ф., Диденко Л.В., Финогенова О.А., Ермаков Ю.А. 2007. Вторичные и третичные полидиаллиламины: мембранотропные свойства и биоцидная активность. XVIII Менделеевский съезд по общей и прикладной химии. Москва. 4:596.

22. Февралева И.С., Ермаков Ю.А., Атаулаханов Р.И. 1986. Значение взаимодействия полиэлектролитов с липидным бислоем для повышения проницаемости клеточных мембран. Иммунология. 1:66-69.

23. Финогенова О.А., Филинский Д.В., Ермаков Ю.А. 2008. Электростатические эффекты при адсорбции и десорбции полилизинов на поверхности липидных мембран разного состава. Биологические мембраны. 25:217-226.

24. Щукин Е.Д., Перцов А.В., Амелина Е.А. 1992. Коллоидная химия. Высшая школа. Москва.

25. Ярославов А.А., Ефимова А.А., Лобышев В.И., Ермаков Ю.А., Кабанов В.А. 1996. Обратимость изменения структуры липидных мембран, индуцированных адсорбцией поликатиона. Биологические мембраны. 13:628-633.

26. Alvarez О., Latorre R. 1978. Voltage-dependent capacitance in lipid bilayers made from monolayers. Biophys.J. 21:1-17.

27. Antonenko Y.N., Borisenko V., Melik-Nubarov N.S., Kotova E.A., Woolley G.A. 2002. Polyanions decelerate the kinetics of positively charged gramicidin channels as shown by sensitized photoinactivation. Biophysical Journal. 82:1308-1318.

28. Babakov A.V., Ermishkin L.N., Liberman E.A. 1966. Influence of electric field on the capacity of phospholipid membranes. Nature. 210:953-955.

29. Baumler H., Donath E., Krabi A., Knippel W., Budde A., Kiesewetter H. 1996. Electrophoresis of human red blood cells and platelets. Evidence for depletion of dextran. Biorheology. 33:333-351.

30. Benz R., Frohlich O., Lauger P., Montal M. 1975. Electrical capacity of black lipid films and of lipid bilayers made from monolayers. Biochim. Biophys. Acta. 394:323-334.

31. Binder H., Gawrisch K. 2001. Dehydration induces lateral expansion of polyunsaturated 18:0-22:6 phosphatidylcholine in a new lamellar phase. Biophys. J. 81:969-982.

32. Binder H., Zschornig O. 2002. The effect of metal cations on the phase behavior and hydration characteristics of phospholipid membranes. Chem. Phys. Lipids 115:39-61.

33. Brockman H. 1994. Dipole potential of lipid membranes. Chemistry & Physics of Lipids. 73:57-79.

34. Carius W. 1976. Voltage dependence of bilayer membrane capacitance. Harmonic response to ac exitation with dc bias. J. Colloid Interface Sci. 57:301307.

35. Cevc G., Marsh D. 1987. Phospholipid Bilayers. Physical Principles and Models. Cell Biology: A Series of Monographs. New York. Willey-Interscience Publication. 5.

36. Cevc G. 1990. Membrane electrostatics. Biochim. Biophys. Acta. 1031:311382.

37. Cevc G. 1991. Polymorphism of the bilayer membranes in the ordered phase and the molecular origin of the lipid pretransition and rippled lamellae. Biochim. Biophys. Acta. 1062:59-69.

38. Cevc G., Watts A., Marsh D. 1981. Titration of the phase transition of phosphatidylserine membranes. Effects of pH, surface electrostatics, ion binding and head-group hydration. Biochemistry. 20:4955-4965.

39. Chapman D.L. 1913. A contribution to the theory of electrocapillarity. Philos. Mag. 25:475-481.

40. Choi E.J., Dimitriadis E.K. 2004. Cytochrome с adsorption to supported, anionic lipid bilayers studied via atomic force microscopy. Biophysical Journal. 87:3234-3241.

41. Chou Т., Jaric M.V., Siggia E.D. 1997. Electrostatics of lipid bilayer bending. Biophysical Journal. 72-5:2042-2055.

42. Claessens M.M.A.E., Van Oort B.F., Leermakers F.A.M., Hoekstra F.A., Stuart M.A.C. 2004. Charged lipid vesicles: Effects of salts on bending rigidity, stability, and size. Biophysical Journal. 87:3882-3893.

43. Coorssen J.R., Rand R.P. 1995. Structural Effects of Neutral Lipids on Divalent Cation Induced Interactions of Phosphatidylserine Containing Bilayers. Biophys. J. 68:1009-1018.

44. Demina Т., Grozdiva I., Krylova O., Zhirnov A., Istratov V., Frey H., Kautz H., Melik-Nubarov N.S. 2005a. Relationship between the structure of amphiphilic copolymers and their ability to disturb lipid bilayers. Biochemistry. 44:4042-4054.

45. Demina Т., Melik-Nubarov N., Shtil A., Frey H., Pohl P., Pohl E.E. 2005b. Relationship between structure of amphiphilic copolymers and their ability to cause chemosensitization of multi-drug resistant tumour cells. Biophysical Journal. 88:595A.

46. Donath E., Walther D., Krabi A., Allan G.C., Vincent B. 1996. A new relaxation effect with polymer depletion layers. Langmuir. 12:6263-6269.

47. Eisenberg M., Gresalfl Т., Riccio Т., McLaughlin S. 1979. Adsorption of Monovalent Cations to Bilayer Membranes Containing Negative Phospholipids, Biochemistry. 18:5213-5223.

48. Ermakov Yu.A., Cherny V.V. 1990. The determination of association parameters for mono and divalent cations adsorption on the lipid membrane surface. Proc. Conf. Laser Application in life sciences. Moscow. 1:36.

49. Ermakov Yu.A., Shapovalov V.L., Kamaraju K., Sengupta K., Sukharev S.I. 2009. Gadolinium ions block mechanosensitive channels by altering the packing and lateral pressure of anionic lipids. Biophysical Journal, (in preparation)

50. Ermakov Y.A., Averbakh A.Z., Yusipovich A.I., Sukharev S. 2001. Dipole potentials indicate restructuring of the membrane interface induced by gadolinium and beryllium ions. Biophys. J. 80:1851-1862.

51. Ermakov Y.A., Averbakh A.Z., Sukharev S.I. 1997. Lipid and cell membranes in the presence of gadolinium and other ions with high affinity for lipids. 1. Dipole and diffuse components of the boundary potential. Membr. Cell Biol. 14:434-445.

52. Ermakov Y.A., Makhmudova S.S., Averbakh A.Z. 1998. Two components of boundary potentials at the lipid membrane surface: electrokinetic and complementary methods studies. Colloids and Surfaces A-Physicochemical and Engineering Aspects. 140:13-22.

53. Ermakov Yu.A. 1990. The determination of binding site density and association constants for monovalent cation adsorption onto liposomes made from mixtures of zwitterionic and charged^ lipids. Biochim. Biophys. Acta. 1023:91-97.

54. Ermakov Yu.A., Sokolov V.S. Boundary potentials of bilayer lipid membranes: methods and interpretations. PLANAR LIPID BILAYERS (BLMs) AND THEIR APPLICATIONS. Tien H.T., Ottova A. editors. Elsevier. 2003. 109141.

55. Evans E., Rawicz W. 1990. Entropy-Driven Tension and Bending Elasticity in Condensed-Fluid Membranes. Physical Review Letters. 64:2094-2097.

56. Farago В., Gradzielski M. 2001. The effect of the charge density of microemulsion droplets on the bending elasticity of their amphiphilic film. J. Chem.Phys. 114:10105-10122.

57. Flewelling R.F., Hubbell W.L. 1986a. Hydrophobic ions interactions with membranes. Thermodynamic analysis of tetraphenylphosphonium binding to vesicles. Biophys. J. 49:531-540.

58. Flewelling R.F., Hubbell W.L. 1986b. The membrane dipole potential in a total membrane potential model. Applications to hydrophobic ion interactions with membranes. Biophys. J. 49:541-552.

59. Fogden A., Daicic J. 1997. Bending rigidity of ionic surfactant interfaces with variable surface charge density: The salt-free case. Colloids and Surfaces. A: Physicochemical and Engineering Aspects. 129-130:157-165.

60. Gawrisch K., Ruston D., Zimmerberg J., Parsegian A., Rand R.P., Fuller N. 1992. Membrane dipole potentials, hydration forces, and the ordering of water at membrane surfaces. Biophys. J. 61:1213-1223.

61. Gouy M. 1910. Sur la constitution de la charge electrique aa surface d'une electrolyte. J. Phys. (Paris) 9:457-468.

62. Grahame D.C. 1947. The electrical double layer and the theory of electrocapillarity. Chem. Rev. 41:441-501.

63. Hauser H. 1991. Effect of inorganic cations on phase transitions. Chem. Phys. Lipids. 57:309-325.

64. Hauser H., Plascher I., Pearson R.H., Sundell S. 1981. Preffered conformation and molecular packing of phosphatidylethanolamine and phosphatidylcholine. Biochim. Biophys. Acta. 650:21-51.

65. Hill R.J., Saville D.A. 2005. "Exact" solutions of the full electrokinetic model for soft spherical colloids: Electrophoretic mobility. Colloids and Surfaces. A: Physicochemical and Engineering Aspects. 267:31-49.

66. Huang C.-H., Li S. 1999. Calorimetric and molecular mechanics studies of the thermotropic phase behavior of membrane phospholipids. Biochim. Biophys. Acta. 1422:273-307.

67. Hunter RJ. Zeta Potential in Colloid Science. Principles and Applications. 1981. Colloid Science. London. Academic Press.

68. Jahnig F. 1976. Electrostatic free energy and shift of phase transition for charged lipid membranes. Biophys. Chem. 4:309-318.

69. Kakiuchi Т., Kondo Т., Senda M. 1990. Divalent cation-induced phase transition of phosphatidylserine monolayer at the polarized oil-water interface and its influence on the ion-transfer processes. Bull. Chem. Soc. Jpn. 63:32703276.

70. Knobler C.M., Desai R.C. 1992. Phase transitions in monolayers. Ann. Rev. Phys. Chem. 43:207-236.

71. Koeppe R.E., Taylor M.J., Andersen O.S. 1992. Models for gramicidin channels. Biophys. J. 61:831.

72. Kozlova N.O., Bruskovskaya I.B., Okuneva I.B., Melik-Nubarov N.S., Yaroslavov A.A., Kabanov V.A., Menger F.M. 2001. Interaction of a cationic polymer with negatively charged proteoliposomes. Biochimica et Biophysica Acta. Вiomembranes. 1514:139-151.

73. Krabi A., Allan G.C., Donath E., Vincent B. 1996. Depletion of dextran and PEO for latex particles with hairy layers. An electrophoresis study. Colloids Surf.

74. Krylova O.O., Melik-Nubarov N.S., Badun G.A., Ksenofontov A.L., Menger F.M., Yaroslavov A.A. 2003. Plurinic L62 Accelerates Flip-Flop and Transbilayer Doxorubicin Permeation. Chem. Eur. J. 9:3930-3936.

75. Latorre R. 1989. Ion channel modulation by divalent cations. Acta Physiologica Scandinavica Supplementum. 582:13.

76. Latorre R., Hall J.E. 1976. Dipole potential measurements in asymmetric membranes. Nature. 264:361-363.

77. Lekkerkerker H.N.W. 1989. Contribution of the electric double layer to the curvature elasticity of charged amphiphilic monolayers. Physica A. 159:319328.

78. May S. 1996. Curvature elasticity and thermodynamic stability of electrically charged membranes. J. Chem. Phys. 105:8314-8323.

79. McLaughlin A., Grathwohl C., McLaughlin S.G.A. 1978. The adsorption of divalent cations to phosphatidylcholine bilayer membranes. Biochim. Biophys. Acta. 513:338-357.

80. McLaughlin S. 1989. The electrostatic properties of membranes. Annu. Rev. Biophys. Biophys. Chem. 18:113-136.

81. McLaughlin S. 1977. Electrostatic Potentials at Membrane-Solution Interfaces. Current Topics. Membranes and Transport. New York. 9:71-144.

82. McLaughlin S. Experimental Test of the Assumptions Inherent in the Gouy-Chapman-Stern Theory of the Aqueous Diffuse Double Layer. Physical Chemistry of Transmembrane Ion Motions. Spach G., editor. Elsevier. 1983 Amsterdam. 69-76.

83. McLaughlin S., Mulrine N., Gresalfi Т., Vaio G., McLaughlin A. 1981. Adsorption of divalent cations to bilayer membranes containing phosphatidylserine. J. Gen. Physiol. 77:445-473.

84. McLaughlin S.G.A., Harary H. 1976. The hydrophobic adsorption of charged molecules to bilayer membranes. A test of the applicability of the Stern equation. Biochemistry. 15:1941-1948.

85. McLaughlin S.G.A., Szabo G., Eisenman G., Ciani S.M. 1970. Surface charge and conductance of phospholipid membranes. PNAS USA 67:1268-1275.

86. Meijer L.A. The lipid bilayer membrane and its interactions with additives. Ph.D. 1994. Landbouw universiteit. Wageningen. Netherland.

87. Mueller H., Butt H.J., Bamberg E. 2000. Adsorption of membrane-associated proteins to lipid bilayers studied with an atomic force microscope: Myelin basic protein and cytochrome c. Journal of Physical Chemistry. B. 104:4552-4559.

88. Mueller P., Rudin D.O., Tien H.T., Wescott W.C. 1963. Methods for the formation of single bimolecular lipid membranes in aqueous solution. J. Phys. Chem. 67:534-535.

89. Oliva C., Zambrano F., Wolff D. 1985. Adsorption of uni and divalent cations to planar bilayers membranes containing sulfatides or phosphatidylserine. Biochemistry International. 11:863-868.

90. Pickar A.D., Benz R. 1978. Transport of opposite charged lipophilic probe ions in lipid bilayer membranes having various structures. J.Membr.Biol. 44:353376.

91. Rokitskaya T.I., Kotova E.A., Antonenko Y.N. 2002. Membrane Dipole Potential Modulates Proton Conductance through Gramicidin Channel: Movement of Negative Ionic Defects inside the Channel. Biophys. J. 82:865873.

92. Sargent D.F., Hianik T. 1994. Comparative analysis of the methods for measurement of membrane surface potential of planar lipid bulayers. Bioelectrochem. Bioenerg. 33:11-18.

93. Schwieger С., Blume A. 2007. Interaction of poly(l-lysines) with negatively charged membranes: an FT-IR and DSC study. Eur. Biophys. J. 36:437-450.

94. Shafir A., Andelman D., Netz R.R. 2003. Adsorption and depletion of polyelectrolytes from charged surfaces. Journal of Chemical Physics. 1194:2355-2362.

95. Sukharev S. 1999. Mechanosensitive channels in bacteria as membrane tension reporters. FASEB J. 13 (Suppl):S55-S61.

96. Sukharev S., Betanzos M., Chiang C.S., Guy H.R. 2001. The gating mechanism of the large mechanosensitive channel MscL. Nature. 409:720-724.

97. Tocanne J.F., Teissie J. 1990. Ionization of phospholipids and phospholipid supported interfacial lateral diffusion of protons in membrane model systems. Biochim. Biophys. Acta. 1031:111-142.

98. Vitkova V., Genova J., Finogenova O., Mitov M.D., Ermakov Y.A., Bivas I. 2004. Surface charge effect on the bending elasticity of lipid bilayers. Compt. rend. Acad. Bulg. Sci. 57:25-30.

99. Voigt A., Donath E. Cell Surface electrostatics and electrokinetics. Cell Surface Biophysics. Gingell В., Glaser R. editors. Springer. 1989. London. 75108.

100. Wilschut J., Duzgunes N., Hoekstra D., Papahadjopoulos D. 1985. Modulation of Membrane Fusion by Membrane Fluidity: Temperature Dependence of Divalent Cation Induced Fusion of Phopshatidylserine Vesicles. Biochemistry. 24:8-14.

101. Winterhalter M., Helfrich W. 1988. Effect of Surface Charge on the Curvature Elasticity of Membranes. J. Phys. Chem. 92:6865-6867.

102. Winterhalter M., Helfrich W. 1992. Bending Elasticity of Electrically Charged Bilayers: Coupled Monolayers, Neutral Surfaces, and Balancing Stresses. J. Phys. Chem. 96:327-330.