MAS 1H NMRプローブリポソームの水と液体ゲル相転移の凍結点うつ病

水和生物膜に典型的な脂質二重層は、液結晶の非常に動的な状態によって特徴付けられます。冷却または脱水時に、これらの膜は、硬直した、より秩序化されたゲル相への協力的な移行を受けます。この特徴的な相転移は、たとえば凍結耐性生物の研究において、重要な生物学的および生物物理学的関心を持っています。マジックアングルスピニング（MAS）ソリッドステートNMR（SSNMR）分光法により、広い温度範囲にわたる位相遷移の検出と特性評価が可能になります。この研究では、MAS 1H NMRを採用して、溶媒分子とテトラオイルオイルカーディオリピン（TOCL）といくつかのホスファチジルコリン脂質種を含むさまざまな水和リン脂質の両方の相転移を調べます。使用されたMAS NMRサンプル条件は、溶媒相の凍結点の以前に記載されていた大幅な減少を引き起こします。溶媒への影響は、小さく密に詰まったMAS NMRサンプルにおける水性溶媒の閉じ込めによって引き起こされます。この研究では、凍結点のうつ病が脂質相転移にどのように影響するかを報告して調べ、脂質の融解温度（TM）のSSNMRに困惑したことを引き起こします。この現象の分子基盤について説明し、膜関連の水相および膜保護凍結増殖剤の影響に関する以前の研究と比較します。

The lipid bilayer typical of hydrated biological membranes is characterized by a liquid-crystalline, highly dynamic state. Upon cooling or dehydration, these membranes undergo a cooperative transition to a rigidified, more-ordered, gel phase. This characteristic phase transition is of significant biological and biophysical interest, for instance in studies of freezing-tolerant organisms. Magic-angle-spinning (MAS) solid-state NMR (ssNMR) spectroscopy allows for the detection and characterization of the phase transitions over a wide temperature range. In this study we employ MAS 1H NMR to probe the phase transitions of both solvent molecules and different hydrated phospholipids, including tetraoleoyl cardiolipin (TOCL) and several phosphatidylcholine lipid species. The employed MAS NMR sample conditions cause a previously noted substantial reduction in the freezing point of the solvent phase. The effect on the solvent is caused by confinement of the aqueous solvent in the small and densely packed MAS NMR samples. In this study we report and examine how the freezing point depression also impacts the lipid phase transition, causing a ssNMR-observed reduction in the lipids' melting temperature (Tm). The molecular underpinnings of this phenomenon are discussed and compared with previous studies of membrane-associated water phases and the impact of membrane-protective cryoprotectants.