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Biochimica et biophysica acta1998Dec09Vol.1415issue(1)

陰イオン性疎水性修飾ポリ(N-イソプロピルアクリルアミド)共重合体によるカチオン性脂質小胞の不安定化:固体31P NMRおよび2H NMR研究

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文献タイプ:
  • Journal Article
  • Research Support, Non-U.S. Gov't
概要
Abstract

N-イソプロピルアクリルアミド、n- [4-(1-ピルレニル)ブチル] -N-OctadecylacrylamideおよびN-グリシジルアクリルアミドのコポリマーであるPnipam-Py-Glyの結合の効果。固形状態のリン(31P)および重水素を使用して検査されました(2H)核磁気共鳴(NMR)分光法。組成のMLVの場合、n-オクタデシエチレン酸化物(ODEO)+コレステロール(CHOL)+1-パルミトイル-2-オレイル-Sn-グリセロ-3-ホスホコリン(POPC)+ジメチルディオクターデシルアンモニウムブロミド(ドーダブ)(モル比75:10.5:5.5:5.5:4)、Pn​​ipam-Py-Glyは、完全な変換を誘発しました等方性運動平均化を受ける脂質の1つの特性に対する二重層型31p NMRスペクトルは、高局所膜曲率の領域の存在を示しています。この応答は、高温でも維持されました。組成物のMLVの場合、POPC+1,2-ジオレオイロキシ-3-(トリメチルモニオ) - プロパン(DOTAP)、高レベルのドタップとイオン強度でのみPnipam-Py-Glyが等型型31p NMRへの部分的な変換を誘導しました。スペクトラム。低pHでは、この効果は減少しました。温度を上げると、等方性31p NMRスペクトル成分が排除され、この効果は室温に戻ると可逆的ではありませんでした。2Hヘッドグループの有限ドタップとPOPCの2H NMR分光法により、31P NMRの結果が確認されましたが、特定の表面静電情報を提供しませんでした。Pnipam-Py-Glyへのリン脂質ベースの小胞の結合は、カチオン性脂質とポリマーのグリシン残基の間の静電引力によって支配されていると結論付けています。結合レベルが高い場合、ポリマーは表面での崩壊した立体構造を想定し、脂質アセンブリの高い局所曲率の領域をもたらします。オデオベースのリポソームの場合、これらの効果は、ポリマー結合の強度に水素結合の追加の寄与によって拡大されます。

N-イソプロピルアクリルアミド、n- [4-(1-ピルレニル)ブチル] -N-OctadecylacrylamideおよびN-グリシジルアクリルアミドのコポリマーであるPnipam-Py-Glyの結合の効果。固形状態のリン(31P)および重水素を使用して検査されました(2H)核磁気共鳴(NMR)分光法。組成のMLVの場合、n-オクタデシエチレン酸化物(ODEO)+コレステロール(CHOL)+1-パルミトイル-2-オレイル-Sn-グリセロ-3-ホスホコリン(POPC)+ジメチルディオクターデシルアンモニウムブロミド(ドーダブ)(モル比75:10.5:5.5:5.5:4)、Pn​​ipam-Py-Glyは、完全な変換を誘発しました等方性運動平均化を受ける脂質の1つの特性に対する二重層型31p NMRスペクトルは、高局所膜曲率の領域の存在を示しています。この応答は、高温でも維持されました。組成物のMLVの場合、POPC+1,2-ジオレオイロキシ-3-(トリメチルモニオ) - プロパン(DOTAP)、高レベルのドタップとイオン強度でのみPnipam-Py-Glyが等型型31p NMRへの部分的な変換を誘導しました。スペクトラム。低pHでは、この効果は減少しました。温度を上げると、等方性31p NMRスペクトル成分が排除され、この効果は室温に戻ると可逆的ではありませんでした。2Hヘッドグループの有限ドタップとPOPCの2H NMR分光法により、31P NMRの結果が確認されましたが、特定の表面静電情報を提供しませんでした。Pnipam-Py-Glyへのリン脂質ベースの小胞の結合は、カチオン性脂質とポリマーのグリシン残基の間の静電引力によって支配されていると結論付けています。結合レベルが高い場合、ポリマーは表面での崩壊した立体構造を想定し、脂質アセンブリの高い局所曲率の領域をもたらします。オデオベースのリポソームの場合、これらの効果は、ポリマー結合の強度に水素結合の追加の寄与によって拡大されます。

The effect of binding PNIPAM-Py-Gly, a copolymer of N-isopropylacrylamide, N-[4-(1-pyrenyl)butyl]-N-n-octadecylacrylamide and N-glycydyl-acrylamide, on membrane stability in cationic multilamellar vesicles (MLVs) was examined using solid-state phosphorus (31P) and deuterium (2H) nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy. For MLVs of composition n-octadecyldiethylene oxide (ODEO)+cholesterol (CHOL)+1-palmitoyl-2-oleoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (POPC)+dimethyldioctadecylammonium bromide (DODAB) (molar ratios 75:10.5:10.5:4), PNIPAM-Py-Gly induced a complete conversion from a bilayer-type 31P NMR spectrum to one characteristic of lipids undergoing isotropic motional averaging, indicating the existence of regions of high local membrane curvature. This response was sustained even at elevated temperatures. For MLVs of composition POPC+1,2-dioleoyloxy-3-(trimethylammonio)-propane (DOTAP), only at high levels of DOTAP and ionic strength did PNIPAM-Py-Gly induce even a partial conversion to an isotropic-type 31P NMR spectrum. At lower pH this effect was diminished. Raising the temperature eliminated the isotropic 31P NMR spectral component, and this effect was not reversible upon returning to room temperature. 2H NMR spectroscopy of headgroup-deuterated DOTAP and POPC confirmed the 31P NMR results, but did not provide specific surface electrostatic information. We conclude that the binding of PNIPAM-Py-Gly to phospholipid-based vesicles is dominated by electrostatic attraction between cationic lipids and the polymer's glycine residues. At high binding levels, the polymer assumes a collapsed conformation at the surface, resulting in regions of high local curvature of the lipid assembly. For ODEO-based liposomes, these effects are magnified by the additional contribution of hydrogen bonding to the strength of polymer binding.

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