文摘
我们描述的特定光谱特征不同的磷脂和鞘脂类的远红外线。发现了三个特定的光谱域:头组贡献(600和480厘米−1);模式的扭转运动的烃链和骨架振动(460到180厘米−1);和氢键连续体(低于300厘米−1)。乐队标志个人磷脂是有区别的。
1。介绍
自然膜,一个特定的混合脂质通常是发现每个有机体(1]。真核生物的细胞膜脂质本质上包括三个类:磷脂、鞘脂类、胆固醇。肌醇磷脂是无处不在的膜脂质中发现哺乳动物以及细菌和其他生物,包括植物(2,3]。心磷脂(CL)是一个主要的线粒体阴离子磷脂与重要作用促进细胞生长、厌氧代谢、线粒体功能和生物转化。这种独特的磷脂的功能是基于两个protonable磷酸基(4),已经被证明可以形成分子间氢键的磷酸基(5]。Phosphatidylglycerol (PG)是一个至关重要的磷脂是生物合成途径中的代谢前体形成的心磷脂和唯一的磷脂类囊体膜的原核和真核氧光合生物。鞘磷脂(SM)属于鞘脂类组,它同时是最丰富的哺乳动物膜组件在大脑和神经组织。它在细胞凋亡中起着重要的作用,老化,信号转导和阳离子6]。在真核细胞膜磷脂酰乙醇胺(PE)无处不在,被不均之间的内部和外部双层的传单。磷脂酰胆碱(PC)通常是在动物和植物,通常占企业总数近50%的脂质浓度,因此显然是膜影响的关键构件。
这个丰富的分子集团,其组成和相互作用,通过红外光谱技术(得到了广泛地研究。7,8]。重要的是,参与氢键基团,红外吸收光谱是依赖于温度和压力(9- - - - - -11]。不同的特定的光谱区域可以区分,涉及氢键和所谓的描述了红外连续特性(12- - - - - -15]。远红外(杉木)地区,连续在400到0厘米−1,具体的位置和宽阔的极化率取决于氢键的特性。氢键与水分子被发现导致相同的光谱区(14)最近所描述的重组水溶解壳在太赫兹(皮秒时间范围16,17]。
最近,我们证实了相变温度依赖的磷脂中红外(18- - - - - -20.)与氢键相互作用的远域(21),发现脂质结构的分子间氢键相互作用的影响。在这个工作中,我们将详细分析特异性远红外光谱范围的不同类型的磷脂。
2。材料和方法
2.1。样品制备
L -α磷脂酰肌醇(PI)从大豆(大豆),含有50%的纯π(磷脂酰乙醇胺和磷脂酸),1,2-dimyristoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (DMPC),和1,2-dimyristoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine(并)从Sigma-Aldrich购买。Asolectin从大豆含有相同比例的PC, PE,π从Sigma-Aldrich购买。从蛋黄磷脂酰胆碱(EPC),从蛋黄磷脂酰乙醇胺(EPE),从蛋黄(EPG) phosphatidylglycerol,买来的蛋黄(ESM)鞘磷脂类脂(德国路德维希港)。磷脂的纯度高于98%,磷脂没有进一步的使用方法进行了净化。样品溶解在氯仿使用20毫克/毫升的浓度。脂质滴定,EPC和EPE溶解在比例为1:1,2:1和4:1 (w / v)。此外,电脑,体育,和πEPC、EPE,和π被添加比例为1:1:1 (w / v)。
2.2。光谱学
远红外线吸收光谱被记录从700年到50厘米−1在室温下与钻石ATR单位。中红外吸收光谱记录从4000年到900厘米−1硅/奈米ATR单位。脂类的解决方案在各自的ATR untit干。干燥后,这部电影被患者通过增加1μL蒸馏水的电影。
数据被记录从700年到50厘米−1力量顶点FTIR光谱仪配备一个硅分光镜以及硫酸氘triglycine探测器和传统的红外光源。5与平均128扫描光谱。所有光谱的分辨率是4厘米−1数据是单面,forward-backward模式。合成一系列的apodized Blackman-Harris-3-term函数和傅里叶转换零填充系数两种。
3所示。结果与讨论
图1总结了远红外线吸收光谱选择的磷脂和鞘脂类,都有一个特别的功能膜,在介绍中提到的。
跟踪显示了光谱的磷脂酰肌醇(PI),跟踪B的心磷脂,并跟踪C phosphatidyl-glycerol形式蛋黄(EPG)。微量D显示鞘磷脂的光谱性质从蛋黄(ESM),跟踪F代表phosphatidyl-ethanolamine从蛋黄(EPE)和直接比较合成磷脂酰乙醇胺(并跟踪E所示两个样本之间的主要区别在跟踪E和F的饱和度烃链。
图2显示的光谱性质从蛋黄磷脂酰胆碱(EPC在跟踪),磷脂酰胆碱C13isotopically标记(跟踪B),合成磷脂酰胆碱(DMPC)(跟踪C),以及氘D22磷脂酰胆碱(微量D)和氘D35磷脂酰胆碱(跟踪E)。
三个主要领域可以描绘600至50厘米−1远红外光谱的磷脂和鞘脂类的人物1和2。600和480厘米之间的信号−1来自集团域。540至503厘米−1,O-P-O摇和摇摆振动的脂质组负责人可以预期22,23]。在这些行吸光度乐队在577厘米−1在ESM(图1CN、微量D)分配+(CH3)3变形振动。在电脑这乐队出现在575厘米−1(图2)。氘D35CN - pc变体,相关+(CD3)3变形振动可以在542厘米−1(8]。的平面外变形运动的甘油组在PG和CL 560厘米−1。此外,乙醇胺的变形振动头的PE在555厘米−1。
第二个光谱域定义从460到180厘米−1。它包括烃链的扭转运动的坐标以及脂质分子的骨架振动。C-CN扭转振动的胆碱组发现约382厘米−1。烃链的振动有其最大值约为185厘米−1它不受含重氢的影响。CH的3扭转模式有其最大值约250到230厘米−1根据脂质类型,具体的位置。
第三个杰出的光谱区,可以描述是170和50厘米之间的广泛的特性−1。这个信号来源于分子呼吸和分子间的氢键结构在磷脂双分子层(21,24,25]。CL和PG显示广泛的氢键在更高频率特性之间的300和100厘米−1。这个观察是在协议与氢键的存在与大质子极化率(26]。例如在PG双分子层,房间之间的分子间氢键甘油磷酸羟基和极性头组的一半(27- - - - - -30.]。头的羟基组也可能部分模拟水的溶解性能。电脑的氢键特征变异发现从165年到50厘米−1只是略含重氢的连锁影响。这并不奇怪,因为同位素标记不强烈影响这些振动。虽然含重氢不仅广泛应用于中执行任务,远红外线,含重氢不是很有效,因为氢键的转变是1 - 5厘米−1(14,31日]。
表1总结了初步作业中的磷脂的贡献远红外线区域。
4所示。结论
在此,我们提出了远红外光谱的表征不同的磷脂和鞘脂类的光谱范围从600到50厘米−1。磷脂的远红外光谱分为三个主要领域,除了个人指纹的脂质被描述。第一个领域包括600和480厘米之间的重要信号−1这源于头域。第二个域描述范围从460到180厘米−1。它包括烃链的扭转运动的振动以及脂类的骨架振动。最后,第三个域下面讨论300厘米−1被分配到广泛的氢键签名这源于呼吸分子内和分子间氢键的结构脂质层。
总之,远红外光谱范围允许描述具体为脂质信号。
确认
这项工作是支持的中心国家de la任职(CNRS)和斯特拉斯堡大学。作者感谢国家科学(ANR), Chaire d 'excellence,金融支持。他们感谢Drs。雷吉娜侦测和马丁·霍尔泽脂质样品和讨论。