Сравнительное исследование структуры и свойств липидных мембран с помощью рассеяния нейтронов и рентгеновских лучей тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.02, кандидат физико-математических наук Исламов, Ахмед Хусаинович

• Исламов, Ахмед Хусаинович
• кандидат физико-математических наук
• 2003

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Исламов, Ахмед Хусаинович

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Глицерофосфолипиды.

1.2. Структуры водно-липидных систем.

1.3. Молекулярный базис липидного полиморфизма.

1.3.1. Агрегация мономеров.

1.3.2. Плавление углеводородных цепей.:.

1.3.3. Упругие свойства мембран.

1.3.4. Межмембранные взаимодействия в воде.

1.3.4.1 Структурированность молекул воды в биологических и коллоидных системах.

1.3.4.2. Взаимодействия между поверхностями агрегатов в водной среде.

1.3.4.3. Электростатика липидного бислоя.

1.4. Методы рассеяния нейтронов и рентгеновских лучей при изучении структуры биологических объектов.

1.5. Глицерофосфолипиды с простой и сложноэфирной связями в биологических мембранах.

1.6. Влияние наличия двойных связей в углеводородных цепях фосфолипидных молекул на структуру и свойства бислоя.

1.8. Влияние сложности состава на структуру и свойства мембран.

1.8. Методические проблемы при изучении структуры мембран.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Сравнительное исследование структуры и свойств липидных мембран с помощью рассеяния нейтронов и рентгеновских лучей»

3.2. Измерения (тс-А) и (AV-A) изотерм.62

3.3. Ориентация дипольных моментов карбонильных групп.64

3.4. Вклад дипольных моментов карбонильных групп липидов в латеральные взаимодействия внутри мембран.64

3.5. Определение структуры и гидратной оболочки мембран.65

3.5.1. Дифракция нейтронов.65

3.5.2. Дифракция рентгеновских лучей.68

3.5.3. Малоугловое рассеяние нейтронов.69

3.7. Выводы.72

ГЛАВА 4. ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ДВОЙНЫХ СВЯЗЕЙ В ОСТАТКАХ ЖИРНЫХ КИСЛОТ НА СТРУКТУРУ ЛИПИДНОГО БИСЛОЯ

4.1. Введение.73

4.2. Адсорбция молекул воды липидными бислоями.75

4.3. Рентгеноструктурный анализ бислоев из ПОФХ и ДОФХ липидов.77

4.4. Изучение структурных параметров липидных бислоев в избытке воды, сформированных из ДОФХ, ПОФХ и ДПФХ липидов, с помощью малоуглового рассеяния нейтронов.80

4.5. Основные результаты.82

4.6. Выводы.85

ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ НЕИОННЫХ СУРФАКТАНТОВ И ДЕКАНА НА СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА ЛИПИДНОГО БИСЛОЯ

5.1. Введение.86

5.2. Адсорбционные изотермы воды для ПОФХ/С^Еп систем.87

5.3. Дифракционные эксперименты на ПОФХ/С^Еп системах.88

5.4. Малоугловые нейтронные исследования ПОФХ/С^Еп систем.95

5.5. Сравнительный анализ влияния неионных сурфактантов и декана на толщину липидного бислоя с помощью малоуглового рассеяния нейтронов.99

5.6. Основные результаты и выводы.102

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ РАБОТЫ.104

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.107

ВВЕДЕНИЕ

Биологические мембраны определяют существование и функционирование живой клетки, обеспечивая пространственную и временную организацию процессов на поверхности и внутри нее. Мембраны окружают не только клетку, но и органеллы клетки: митохондрии, ядра, аппарат Гольджи и т.д.; мембранные белки, включенные в липидный бислой или сорбированные на его поверхности, выполняют разнообразные специфические функции, обеспечивая жизнедеятельность клетки. Для создания молекулярной биологии клеточных мембран необходимо знать как можно больше о химическом строении липидных веществ, их поведении в водных системах, поверхностных свойствах, надмолекулярных структурах, динамических переходах между отдельными фазами, формах движения липидных молекул в пределах мембраны, проницаемости липидных структур и их взаимодействиях с неорганическими ионами, белками и различными органическими молекулами. В связи с этим, исследования модельных липидных мембран занимают важное место для понимания ряда свойств биологических мембран [1,2]. Решающую роль в решении ряда проблем, таких как определение локализации воды в мембране и структурных параметров мембран, сыграли методы рассеяния излучения на веществе и прежде всего - рассеяние нейтронов. В большей степени, именно развитие методов рассеяния, а также появление мощных исследовательских реакторов - источников тепловых нейтронов и синхротронных ускорителей дали прогресс в исследовании детальной информации о структуре и свойствах мембран.

Актуальность изучения структуры фосфолипидного бислоя обуславливается прежде всего тем, что причина сложности химического состава реальных биологических мембран до сих пор остается не до конца понятой. Биологические мембраны включают четыре основных типа фосфолипидов: фосфатидилхолин, фосфатидилэтаноламин, кардиолипин и фосфатидилсерин, каждый из которых имеет 10-15 близких структурных аналогов. Совершенно очевидно, что даже небольшие изменения структуры липидных молекул могут иметь существенное биологическое значение. Поэтому, вопросы о том, каким образом химическая структура отдельных липидных молекул и многокомпонентность состава определяет физико-химические свойства мембран являются ключевыми для правильного понимания роли липидов в функционировании мембранных систем клетки.

•

Цель работы. Настоящая работа направлена на исследование влияния химического строения липидов и низкомолекулярных биологически активных соединений на структуру и свойства липидных мембран. Основное внимание в работе уделено решению вопроса о том, на какие параметры строения липидного бислоя влияют два специфических элемента химической структуры молекул липидов, которые, как правило, присутствуют в основных типах природных фосфолипидов - это карбонильные группы и двойные связи.

Состояние исследуемых проблем. Подавляющая часть фосфолипидов в составе клетки является сложными эфирами глицерина и жирных кислот с углеводородными радикалами С12-С18. В этих соединениях углеводородный фрагмент связан с полярной частью фосфолипида сложноэфирной связью, причем в положении sn-2 находится, как правило, углеводородная цепь с одной или несколькими двойными связями, тогда как в положении sn-1 - полностью насыщенная углеводородная цепь. Несмотря на достаточно большое количество литературных данных [3-18] по влиянию двойных связей на свойства мембран, вопрос об их роли в формировании структуры бислоя остается открытым. Глицеролипиды с простой эфирной связью (ether lipids) наряду с липидами ацильного типа также распространены в природе. Вопрос о функциональной роли липидов с простой эфирной связью остается до сих пор открытым, несмотря на то, что исследовался весьма интенсивно [19-35]. В настоящее время много внимания уделяется изучению взаимодействия липидных систем с низкомолекулярными соединениями (в частности, с поверхностно активными веществами, алканами и др.), которые служат не только для солюбилизации и выделения белков, но и влияют на изменение активности мембранных белков, в виде их специфического взаимодействия с компонентами биологических мембран (уменьшения/увеличения гидрофобной толщины бислоя, изменения гидратации поверхности мембран и специфического связывания с фрагментами мембранных белков).

Научная новизна работы. Были применены новые подходы к определению параметров липидного бислоя с учетом проникновения воды в гидрофильную область мембран с помощью малоуглового рассеяния нейтронов на одиночных липидных липосомах с использованием метода вариации контраста и дейтерий-меченных меток в липидном бислое: а) метод расчета плотности рассеяния бислоя с помощью сферических оболочек; б) метод ступенчатых функций для описания плотности рассеяния двухкомпонентного липид/сурфактантного бислоя. Впервые применен метод анализа нарушений первого и второго рода в липидных мультислоях с использованием дейтерий-меченных фрагментов липидного бислоя и данных адсорбции воды липидными бислоями. Применен новый подход к получению адсорбционных изотерм воды липидными мультислоями (в зависимости от заданного осмотического давления водяных паров) с использованием в качестве образца стопки стекол, с нанесенными на них ориентированными мультислоями. Новый подход к приготовлению образцов позволяет существенно снизить наличие дефектов в липидной системе и избежать конденсации паров воды при высоких влажностях.

Использование этих методов в работе позволило получить ряд принципиально новых результатов, касающихся структуры липидного бислоя.

Было показано, что введение двойных связей в структуру липидов влияет на структуру гидрофильного фрагмента бислоя: при встраивании в положение sn-2 ненасыщенной жирной кислоты увеличивается как степень гидратации полярного фрагмента липидов в составе бислоя так и наклон полярного фрагмента к плоскости бислоя.

Наличие полярной сложноэфирной группы в структуре фосфолипидов в первом положении уменьшает гидрофобную толщину бислоя на дипольный потенциал карбонильной группы в sn-1 цепи заметно превосходит вклад карбонильной группы в положении sn-2.

Было продемонстрировано, что добавление к липидному бислою неионных сурфактантов и углеводородов приводит к эффектам увеличения/уменьшения гидратации поверхности мембран и уменьшения/увеличения гидрофобной толщины липидного бислоя при увеличении размеров полярной головы сурфактанта.

Проведенная диссертационная работа продемонстрировала новые возможности направленного регулирования толщины бислоя, степени его гидратации и величины дипольного потенциала мембран.

Практическая ценность работы. В работе выявлена роль двойных связей и сложноэфирных групп в составе природных фосфатидилхолинов на структуру бислоя. Получены данные по дипольным потенциалам и уточненным параметрам липидного бислоя (с учетом проникновения воды в гидрофильную область бислоя), состоящего из биологически важных фосфатидилхолинов С^. Изучено влияние различных неионных сурфактантов и углеводородов (декана) на структуру фосфолипидного бислоя. Представленные данные могут представлять интерес для моделирования свойств природных мембран и анализа межмембранных взаимодействий. Разработанные методики представляют интерес к для исследования проблем, связанных с ролью воды в модельных и биологических мембранах.

Исследования были выполнены на установке малоуглового рассеяния нейтронов ЮМО, нейтронном дифрактометре ДН-2 (реактор ИБР-2, Дубна), а также на рентгеновских дифрактометрах ДРОН-4 и Филлипс. В работе представлены интерпретации полученных результатов и обсуждена возможная биологическая значимость исследованных эффектов.

Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав и заключения. В первой главе дан литературный обзор по структуре и основным свойствам биологических и липидных мембран, межмембранным взаимодействиям и использованию рассеяния нейтронов и рентгеновских лучей в мембранной биофизике, а также по проблемам, являющимися предметом диссертации. Вторая глава состоит из описания материалов и методов, использованных в работе, и новых подходов разработанных впервые. В том же разделе приведены основные характеристики и описание экспериментальных установок, на которых были проведены эксперименты. Третья глава посвящена сравнительному исследованию структуры липидных мембран, состоящих из фосфатидилхолинов с простой и сложной эфирной связью (дипалъмитоил-, 1-палъмитоил-2-гексадецил-, 1 -гексадецил-2-палъмитоил- и дигексадецил-фосфатидилхолины), различающихся между собой по способу присоединения гидрофобных остатков к глицериновой основе, молекулы липида, через сложноэфирную группу (С=0)-0- или простую эфирную связь -О-. В четвертой главе проведено изучение параметров липидных бислоев сформированных из фосфолипидов с разной степенью ненасыщенности углеводородных цепей: 1-палъмитоил-2-олеил- (двойная СН=СН связь в sn-2 положении), диолеил- (двойные связи в sn-1 и sn-2 цепях,), дипалъмитоил-(двойные связи отсутствуют) фосфатидилхолинов. В пятой главе обсуждаются

Заключение диссертации по теме «Биофизика», Исламов, Ахмед Хусаинович

Основные результаты диссертационной работы заключаются в следующем. Разработана новая методика приготовления ориентированных липидных мультислоев, позволившая точно измерить специфическое связывание воды с липидами в составе бислоя. Предложены методы расчета (модели сферических оболочек и ступенчатых функций) позволяющие определять степень гидратации полярного, поверхностного слоя мембран и структурных параметров бислоя из данных малоуглового рассеяния нейтронов, полученных на образцах в избытке воды.

Использование новых экспериментальных и теоретических подходов в работе позволило получить ряд принципиально новых результатов, касающихся структуры липидного бислоя.

I. Установлена роль наиболее общих структурных элементов химического строения молекул природных фосфолипидов (двойных связей и сложноэфирных групп) в формировании природного фосфолипидного бислоя: а) было показано, что двойные связи в составе жирных кислот молекулы фосфолипида контролируют свойства полярной зоны липидного бислоя: изменяют наклон полярного фрагмента к плоскости бислоя; наличие двойной связи в жирной кислоте, находящейся во втором положении (структура природного фосфолипида) обеспечивает высокую гидратацию природных фосфолипидных мембран; б) показано, что наличие полярной сложноэфирной группы в первом положении в молекулах природных фосфолипидов уменьшает толщину гидрофобной прослойки липидного бислоя на 4А; дипольныи потенциал карбонильной группы в sn-1 цепи заметно превосходит вклад карбонильной группы в положении sn-2.

II. Разработаны новые способы регулирования структуры липидного бислоя (толщины гидрофобной и гидрофильной областей, количество связанной воды, приходящей на одну молекулу липида), с помощью встраивания в бислой низкомолекулярных гидрофобных и поверхностно активных соединений.

III. Были разработаны и применены новые экспериментальные и теоретические подходы при определении структурных параметров липидных мембран в избытке воды, с учетом проникновения воды в гидрофильный слой бислоя.

Диссертационная работа продемонстрировала новые возможности направленного регулирования толщины бислоя, степени его гидратации и величины дипольного потенциала мембран.

В заключение считаю своим приятным долгом выразить искреннюю благодарность своим научным руководителям к. ф.- м.н. В.И. Горделию и д.б.н. проф. JT.C. Ягужинскому за постановку задач, научное руководство и обсуждение материала, который изложен в диссертации.

Выражаю глубокую признательность А.И. Куклину за моральную поддержку, обсуждение научных проблем и помощь в проведении некоторых экспериментов.

Хочу поблагодарить проф. Г.Клозе и др. Б. Кенига за предоставленную возможность выполнить ряд рентгеноструктурных исследований липид/сурфактантных систем в университете г.Лейпцига.

Глубоко признателен друзьям и коллегам из университета г. Братиславы проф. П. Балгави, др. Д. Угриковой, др. Н. Кучерке и др. Я. Галловой за научное сотрудничество и душевные отношения.

Хочу поблагодарить к. ф.- м. наук: В.Г. Черезова, В.М. Гарамуса и А.И. Бескровного за научные дискуссии и обсуждение результатов экспериментов.

Хочу поблагодарить администрацию и сотрудников лаборатории нейтронной физики им. И.М. Франка ОИЯИ за предоставленную возможность проведения экспериментальных работ по диссертационной теме.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Исламов, Ахмед Хусаинович, 2003 год

1. Ивков В.Г., Берестовский Г.Н. Динамическая структура липидного бислоя. М: Наука, 1981, стр. 7-11.

2. Ивков В.Г., Берестовский Г.Н. Липидный бислой биологических мембран. М: Наука, 1981, стр. 92-126.

3. L.J. Lis, М. McAlister, N. Fuller, R.P. Rand, V.A. Parsegian. Interactions between neutral phospholipid bilayer membranes. Biophys.J. 37 (1982) pp.657-666.

4. M.J. Janiak, D.M. Small, G.G. Shipley. Temperature and compositional dependence of the structure of hydrated dimyristoyl lecithin. J. Biol. Chem. 254 (1979) pp. 6068-6078.

5. S.M. Gruner, M.W. Tate, G.L. Kirk, P.T.C So, D.C. Turner, D.T. Keane, C.P.S. Tilcock, P.R. Cullis. X-ray diffraction study of polymorphic behavior of N-Methylated Dioleoylphosphatidylethanolamine. Biochemistry 27 (1988) pp. 28532866.

6. F. Reiss-Husson. J. Mol. Biol. 25 (1967) pp. 363-382.

7. D. M. Small. Phase equilibria and structure of dry and hydrated egg lecithin. J. Lipid Res. 8 (1967) pp. 551-557.

8. A. Tardieu, V. Luzzati, F.C. Reman. Structure and polymorphism of the hydrocarbon chains of lipids: a study of lecithin-water phases. J. Mol. Biol. 75 (1973) pp. 711-733.

9. T. J. Mcintosh, A.D. Magid, S.A. Simon. Range of the solvation pressure between lipid membranes: dependence on the packing density of solvent molecules. Biochemistry 28 (1989) pp. 7904- 7912.

10. B.W. Koenig, H.H. Strey, K. Gawrish. Membrane lateral compressibility measured by NMR and X-ray diffraction-effect of acyl chain polyunsaturation. Biophys. J. 73 (1997) pp. 1954-1956.

11. W.-J. Sun, R.M. Suter, M.A. Knewtson, C.R. Worthington, S.Tristam-Nagle, R. Zhang, J.F. Nagle. Order and Disorder in Fully Hydrated Unoriented Bilayers of Gel Phase DPPC. Phys. Rev. E 49 (1994) pp. 4665-4676.

12. J.F. Nagle, R. Zhang, S. Tristam-Nagle, W.-S. Sun, H.I. Petrache, R.M. Suter. X-ray structure determination of L-alpha phase DPPC bilayers. Biophys. J. 70 (1996) pp. 1419-1431.

13. H.I. Petrache, S. Tristam-Nagle, J.F. Nagle. Fluid phase structure of EPC and DMPC bilayers. Chem. Phys. Lipids. 95 (1998) pp. 83-94.

14. S. Tristam-Nagle, H.I. Petrache, J.F. Nagle. Structure and interactions of fully hydrated dioleoylphosphatidylcholine bilayers. Biophys. J. 75 (1998) pp. 917-925.

15. G. Bueldt, H.U. Cally, J. Seelig, G. Zaccai. Neutron diffraction studies on phosphatidylcholine model membrane. J. Mol. Biol. 134 (1979) pp. 673-691.

16. M. C. Wiener, S.H. White. Structure of a fluid dioleoylphosphatidylcholine bilayer determined by joint refinement of x-ray and neutron diffraction data. III. Complete structure. Biophys. J. 61 (1992) pp. 434-447.

17. B.A. Lewis, D.M. Engelman. Lipid bilayer thickness varies linearly with acyl chain length in fluid phosphatidylcholine vesicles. J. Mol. Biol. 166 (1983) pp. 211-217.

18. Rand R.P., Parsegian V.A. Hydration Forces between Phospholipids Bilayers. Biochim. Biophys. Acta 988, pp.351-376. (1989).

19. Sugiura Т., Waku K. Platelet activating factor and related ether lipid mediators. Ed. Snyder F. n.Y. Plenum Press. 1987. Pp. 55-85.

20. F. Paltauf. Ether Lipids in Biological and Model Membranes. Ether Lipids: Biochemical and Biomedical Aspects. Academic Press (1983) ISBN 0-12-468780-6. pp. 309-353.

21. Kim I.T., Mattai J., and Shipley G. G. Gel phase polymorphism in ether- linked dihexadecyphosphatidylcholine. 1987. Biochemistry. 26, pp.6592-6598.

22. Kim I.T., Mattai J., and Shipley G. G. 1987. Gel phase polymorphism in ether-linked dihexadecylphosphatidylcholine bilayers. Biochemistry. 26, pp.6599-6603.

23. Laggner P., Lochner K., Degovics G., Mueller K., and Schuster A. 1987. Chem. Phys. Lipids, 44, pp.31-60.

24. Seelig J., MacDonald P. M., and Scherer P. G. Phospholipid head groups as sensors of electric charge in membranes. 1987. Biochemistry. 26(24), pp. 7535-7541.

25. Pearson R. H. and Pasher I. 1979. Nature (London), 281, pp. 499-501.

26. Pasher I., Sundell S., Harlos K. and Eibl H. Preferred conformation and molecular packing of phosphatidylethanolamine and phosphatidylcholine. 1981. Biochim. Biophys. Acta. 650, pp.21-51.

27. Paltauf F., Hauser H. and Phillips M. C. Monolayer characteristics of some 1,2-Diacyl, l-Alkyl-2-Acyl and 1,2-Dialkyl phospholipids at the air-water interface. 1971. Biochim. Biophys. Acta. 249, pp.536-549.

28. Moehwald H. Phospholipid and Phospholipid-Protein Monolayers at the Air/Water Interface. 1990. Annu. Rev. Phys. Chem. 41, pp. 441-476.

29. MuellerA., Helm C. A. and Moewald H. 1987. J. Physique. 48, pp. 693-701.

30. Hubner W., Mautsch H. H. Orientation of specifically 13C=0 labeled phosphatidylcholine multilayers from polarized attenuated total reflection FT-IR spectroscopy. 1991. Biophys. J. 59, pp.1261-1272.

31. Hanai Т., Haydon D.A. and Taylor J. The permeability to water of bimolecular lipid membranes. 1965. J. Theor. Biol. 9, pp.422-432.

32. Ashcroft R. G., Coster H. G. L. and Smith J. R. 1981. Biochim. Biophis. Acta. 643, pp. 191-204.

33. Sackmann E. and Trauble H. 1972. J .Am. Chem. Soc. 94, pp. 4482-4491.

34. Lelkes P. I. And Miller I. R. Perturbations of membrane structure by optical probes: I. Location and structural sensitivity of merocyanine 540 bound to phospholipid membranes. 1980. J. Memb. Biol. 52,pp. 1-15.

35. К. Lohner. A. Schuster, G. Degovics, К. Mueller and P. Laggner. Chem. And Phys. of Lipids. 1987.44, pp. 61-70.

36. Israelachvili J.N., Marcelja S., Horn R. G. 1980. Physical principles of membrane organization. Q. Rev. Biophys. 13:121.

37. Israelachvili J. N., Mitchell D. J., Ninham B. W. 1976. Theory of self-assembly of hydrocarbon amphiphiles into micelles and bilayers. J. Chem. Soc. Faraday Trans. 2, 72: 1525.

38. Israelachvili J. N., Mitchell D. J., Ninham B. W. Theory of self-as- sembly of lipid bilayers and vesicles. 1977. Biochim. Biophys. Acta 470:185.

39. Mitchell D. J., Ninham B. W. Structure and reactivity in reverse micelles. 1981. J. Chem. Soc. Faraday Trans. II, 77: 601.

40. I. Pascher, M. Lundmark, P. Nyholm and S. Sundell. Crystal structure of membrane lipids Biochim. Biophys. Acta, 1113 (1992) 339-373

41. Schiby D, Ruckenstein E. Chem. Phys. Lett. 1983, 95, pp. 435-438.

42. Attard P., Batchelor M.T. A mechanism for the hydration force demonstrated in a model system. Chem. Phys. Lett., 1988, 149, pp. 206-211.

43. Israelachvili J.N., Wennerstroem H. 1996. Role of hydration and water structure in biological and colloidal interactions. Nature. V.379, pp. 219-224.

44. Joensson В., Wennerstoem H., Halle B. 1980. J. Phys. Chem.,84, pp. 2179-2185.

45. Israelachvili J.N., Wennerstroem H. Entropic forces between amphiphilic surfaces in liquids. 1992. J. Phys. Chem., 96, pp. 520-531.

46. Israelachvili J.N., Pashley R.M. Molecular Layering of Water at Surfaces and Origin of Repulsive Hydration Forces. Nature, 306, (1983), pp. 249-250.

47. Pashley R.M., Israelachvili J.N. Molecular Layering of Water in Thin Films Between Mica Surfaces and its Relation to Hydration Forces. J. Colloid Interface Sci., 101,(1984), pp. 511-523.

48. Henderson D.J. Colloid Interface Sci., 121, (1988), pp.486-490.

49. Christenson H.K., Yaminsly V.V. Adhesion and solvation forces between surfaces in liquids studied by vapour phase experiment. Langmuir, 9, (1993), pp.2448-2454.

50. Helfrich W.Z. Naturforsh. (1978), 33a, p.305.

51. De Gennis P.G. Adv. Colloid Interface Sci. 27, (1987), p. 189.

52. P. Геннис. Биомембраны. Молекулярные структуры и функции. Издательство «Мир» 1997, стр.37.

53. John М. Seddon. Structure of the inverted hexagonal phase, and non-lamellar phase transitions of lipids. Biochimica et Biophysica Acta, 1031 (1990), pp. 1-69.

54. Luzzati V. X-ray diffraction studies of lipid-water systems.-In: Biological Membranes, Chapman D. ed., London Acad. Press, 1968, pp. 71-123.

55. Sol M. Gruner, Ann. Rev. Biophys. Chem. 1985. 14: pp.211-238.

56. Tanford C. 1980. The Hydrophobic Effect: Formation of Micells and Biological Membranes. New York, Wiley. 2nd ed.

57. Ю.А. Овчинников. Биоорганическая химия. Москва. Просвещение 1987, стр. 567.

58. Katchalsky A., Kedem О., Klibansky С., DeVries A. Rheological considerations of the haemolysing red blood cell. In: How Properties of Blood and Other Biological Systems. (Copley A.L., Stainsby G., eds.).- Oxford: Pergamon Press, 1960, p.155.

59. Fung Y. C., Theoretical considerations of the elasticity of red cells and small blood vessels.Fed. Proc. Fed. Amer. Soc. Exp. Biol., 1966, v.25, p.1761.

60. Fung Y.C., Tong P. Theory of sphering of red blood cells. Biophys. J., 1968, v.5, p.175.

61. Evans E.A., Fung Y.C. Improved measurements of the erythrocyte geometry. -Microvsc. Res., 1972, v.4, p. 335.

62. Rand R.P., Burton A.C. Mechanical properties of the red cell membrane. I. Membrane stiffness and intracellular pressure. Biophysical J., 1964, v.4, p.l 15.

63. Hochmuth R. M., Mohandas N. Uniaxial loading of the red cell membrane. J. Biomech., 1972, v.5, p. 501.

64. Evans E.A. Bending resistance and chemically iduced moments in membrane bilayers. Biophys. J., 1974, v.14, p. 923.

65. Evans E.A., Hochmutch R.M. Mechano-chemical properties of membranes. In: Current Topics in Membranes and Transport., vol.10. (Kleinzeller A., Bronner F., eds.). - New York: Academic Press, 1978, p. 1.

66. Franks F. In Water: A Comprehensive Theatise Vols. 1-7. (eds. Franks F.) Plenum, New York, 1972-82.

67. Langmuir I. J. Chem. Phys., 6, 1938, pp. 873-896.

68. Derjagin B.V., Churaev N. V. in Fluid Interfacial Phenomena Ch.15. (ed. Croxton C.A.), pp. 663-738. (Wiley, Chichester, 1986).

69. Pashley R.M. Adv. Colloid Interface Sci. 1982. 16, pp.57- 62.

70. Israelachvili J.N., Pashley R.M. in Biophysics of Water, (eds. Franks F., Mathias S.) pp. 183-194. (Wiley, Chichester, 1982).

71. Israelachvili J.N. Measurements of hydration forces between macroscopic surfaces. Chemica scripta. 1985, 25, pp.7-14.

72. Drost Hansen W. in Biophysics of Water, (eds. Franks F., Mathias S.) pp. 163169. (Wiley, Chichester, 1982).

73. Marcelja S., Radic N. Repulsion of interfaces due to boundary water. Chem.Phys. Lett. 1976,42, pp. 129-130.

74. Gruen D.W. R., Marcelja S.J. Chem. Soc. Faraday Trans II. 1983, 79, pp. 225242.

75. Derjaguin B.V., Landau L. Acta Physicochim. URSS, 14 (1941), pp. 633-662.

76. Vervwey E.J.W., Overbeek J. Th.G. in Theory of the Stability of Lyophobic Colloids (Elsevier, Amsterdam, 1948).

77. JI.A. Фейгин и Д.Л. Свергун. Рентгеновское и нейтронное малоугловое рассеяние. М.: Наука. Гл. Ред. Физ.-мат. Лит., 1986.

78. Пастушенко В.Ф. Мембранные электрокинетические эффекты. Дис. Д-ра физ.-мат. Наук. М. 03.00.02. 1987.

79. Белая М.Л., Левадный В.Г. Коллоид. Журнал. 1988. Т.50, №6, стр.892.

80. Belaya M.L., Feigelman M.V., Levadny V.G. Structural forces as a result of nonlocal water polarizability. Langmuir. 1987. 3, N5, pp. 648-654.

81. Lakshminarayanaiah N. Equations of Membrane Biophysics. New York-London: Academic Press, 1984, p.517.

82. J. F. Nagle, S. Tristam-Nagle. Structure of lipid bilayers. 2000. Biochim. Biophys. Acta. 1469, pp. 159-195.

83. M. J. Ruocco, G. G. Shipley. Characterization of the sub-transition of hydrated dipalmitoylphosphatidylcholine bilayers.Kinetic, hydration and structural study. Biochim. Biophys. Acta. 1982. 691, pp.309-320.

84. L.J. Lis, M. McAlister, N. Fuller, R .P. Rand, V. A. Parsegian. Interactions between neutral phospholipid bilayer membranes. Biophys. J. 1982. 37, pp. 657-666.

85. Shnabel R., J. Labelled Compd. Radiopharm. 1992, 31, p.91.

86. Б. К. Вайнштейн. Дифракция рентгеновских лучей на цепных молекулах. Изд. Акад. Наук СССР, Москва 1963.

87. Buras В. and Gerward L. Relations between integrated intensities in crystal diffraction methods for X-rays and neutrons. Acta Crys. (1975), A31, pp.372-374.

88. Bueldt G., Gaily H.U., Seelig J. and Zaccai G. Neutron diffraction studies on phosphatidylcholine model membranes. II. Chain conformation and segmental disorder. J. Mol. Biol. (1979) 134, pp. 673-691.

89. Blaurock A.E. Structure of the nerve myelin membrane: proof of the low-resolution profile. (1971) J. Mol. Biol., 56, p.35.

90. Franks N. P. (1976), J. Mol. Biol. 100, p. 345.

91. Franks N. P., ArunchalamT., Gaspi E. (1978), Nature, 276, p. 530.

92. Lesslauer W., Blasie J. K. X-ray holographic interferometry in the determination of planar multilayer structures. Theory and experimental observations. (1971 )Acta Crystallogr. A27:456^61.

93. Kratky, O. and Porod, G. The dependence of the X-ray small-angle scattering on shape and size of colloidal particles in solution. Acta Phys. Austriaca, 2,133-147 (1948).

94. Porod, G. The dependence of the X-ray small-angle scattering on shape and size of colloidal particles in solution. Acta Phys. Austriaca, 2, 255-292 (1948).

95. Kratky, O., Progr. Biophys., 13,105-173 (1963).

96. Ibel K.and Stuhrmann H.B. Comparison of neutron and X-ray scattering of dilute myoglobin solutions. J. Mol. Biol. 93,255-265 (1975).

97. Stuhrmann, H.B., Brookhaven Symp. Biol., N 27 (1976).

98. Gordeliy, V.I., Golubchikova, L.V., Kuklin, A.I., Syrykh, A.G. and Watts, A., The study of single biological and model membranes via small-angle neutron scattering. Progr. Colloid Polym. Sci., 93: 252-256 (1993).

99. Knoll W., Haas, J., Stuhrmann, H.B., Fueldner, Hans-H., Vogel, H. and Sackmann, E. Small-angle neutron scattering of aqueous dispersions of lipids and lipid mixtures. A contrast variation study. J. Appl. Cryst., 14, 191-202 (1981).

100. Stuhrmann, H.B., in "Small-Angle X-ray Scattering", pp. 197-214, Academic Press, London, 1982.

101. Stuhrmann, H.B., in "Modern Aspects of Small-Angle Scattering", NATO ASI series C, vol.451, 221-255 (1995).

102. В.Ю. Беззаботное, Ю. М. Останевич. Препринт ОИЯИ P3-88-394. Дубна 1988.

103. Young J.F. J.Appl. Chem. (1967), vol.17, pp. 241-245.

104. К. Arnold, A. Herrmann, L. Pratzsch, K. Gawrish. (1985), BBA, 815, p.515.

105. Seelig A., Seelig J. Effect of a single cis double bond on the structures of a phospholipid bilayer. Biochemistry (1977), v.16, N1, pp.49-50.

106. В. Koenig. Dissertation zur Erlangung des akademishen Grades. Leipzig. 1992.

107. Bechinger, B. and Seelig, J. Conformational changes of the phosphatidylcholine head group due to membrane dehydration. A 2H-NMR study. (1991) Chem. Phys. Lipids 58, pp. 1-5.

108. A .S. Ulrich and A. Watts. Molecular response of the lipid headgroup to bilayer hydration monitored by 2H-NMR. 1994. Biophys. J. 66, pp. 1441-1449.

109. G. Cevc and D. Marsh. 1987. Phospholipid bilayers. p.205. New York, N.Y.,v5.

110. Devinsky F., Kopecka-Leitmanova A., Sersen F., Balgavy P. Cut-off effect in anti- microbial activity and in membrane perturba- tion efficiency of the homologous series of N,N-dialkylmethylamine oxides. (1990). J. Pharm. Pharmacol. 42, pp.790794.

111. Sersen F., Gabunia G., Krejcciova E., Kralova K. ((1992). Phytosintetica 26, pp. 202-212.

112. Bukovsky M., Mlynarccik D., Ondrackova V. (1996). Int. J. Immunopharmacol. 18, pp.423-426.

113. Ferencik M., Lacko I., Devinsky F. (1990). Pharmazie, 45 pp. 695-696.

114. Jahnova E., Ferencik M., Nyulassy S., Devinsky F., Lacko I. (1993). Immunol. Lett., 39, pp.71-75.

115. Kacani L., Ferencik M., Devinsky F., Dierich M.P. (1996). Folia Biol. (Praha). 42, pp. 11-16.

116. Andriamainty F., Filipek J., Devinsky F., Balgavy P. Effect of N,N-dimethylalkylamine N-oxides on the activity of purified sarcoplasmic reticulum (Ca-Mg)ATPase. (1997). Pharmazie 52, pp. 240-242.

117. Karlovska J., Lacko I., Balgavy P. (1999). In: Structure and stability of Proteins, 99, Slovak Society for Biochemistry and Molecular biology, Kosice, p. РОЮ.

118. Balgavy P., Sersen F., Leitmanova A., Devinsky F., Mlynarcik D. Vlijanie N-/1-metildodecil/-N,N-dimetilaminoksida na konformaciju uglevodorodnych cepej v bisloe fosfolipidov izolirovannych iz Escherichia coli. (1989). Biofizika 34, pp.814818.

119. Sersen F., Leitmanova A., Devinsky F., Lacko I., Balgavy P. (1989). Gen. Physiol. Biophys. 8, pp. 133-156.

120. Glover R.E., Smith R.R., Jones M.V., Jackson S.K., Rowlands C.C. (1999). An EPR investigation of surfactant action on bacterial membranes. FEMS Microbiol. Lett. 177, pp. 57-62.

121. Uhrikova D., Stanovska Z. (1990). In: Proc. 5th Europys. Summer School « Structure and Conformational Dynamics of Biomacromolecules». High Tatras, p. 105.

122. D Uhrikova, N. Kucerka, A. Islamov, V. Gordely and P. Balgavy (2001). Gen. Physiol. Biophys. 20, pp. 183-189.

123. Haydon D.A., Hendry B.M., Levinson S.R., Requena J. The molecular mechanisms of anaesthesia. Nature (1977) 268, pp. 356-358.

124. Haydon D.A., Hendry B.M., Levinson S.R., Requena J. Anesthesia by the n-alkanes. A comparative study of nerve impulse blockage and the properties of black lipid membranes. (1977). Biochim. Biophys. Acta. 470, pp. 17-34.

125. D. Uhrikova, P. Balgavy, N. Kucerka, A. Islamov, V. Gordely, A. Kuklin. (2000). Biophysical Chemistry, 88, pp. 165-170.

126. D. Uhrikova, P. Balgavy, N. Kucerka, A. Islamov, V. Gordely, A. Kuklin. (2003). Biochim. Biophys. Acta, 78411, pp. 1-4.

127. A. Johannsson, C.A. Keightley, G.A. Smith, C.D. Richards, T.R. Hesketh, J.C. Metcalfe. J. Biol. Chem. (1981) 256, pp. 1643-1650.