The effect of cholesterol on membrane dynamics in lipid bilayers from fast field-cycling NMR relaxometry studies of unilamellar vesicles

FRAENZA, CARLA CECILIA; ANOARDO, ESTEBAN; MELEDANDRI C. J.; BROUGHAM D.F.

San Carlos de Bariloche, Rio Negro

Congreso; 98ª Reunión Nacional de Física; 2013

Asociación de Física Argentina

Según trabajos previos [1,2], existe un modelo para interpretar la dispersión de la tasa de relajación espín-red de protones, obtenida con la técnica de relaxometría con campo magnético ciclado (o FFC por sus siglas en inglés) [3], para liposomas unilamelares de un solo componente, en la fase liquido cristalina desordenada (ld). El modelo fue validado con éxito para liposomas preparados con diferentes lípidos (DMPC y DOPC), tamaños (100-200 nm) y temperaturas, usando valores de la literatura para las diferentes constantes físicas y parámetros involucrados en el modelo. Si consideramos membranas compuestas de lípidos y colesterol, algunos autores afirman que el sistema permanece en la fase liquido cristalina desordenada (ld) a la temperatura y a los valores de colesterol considerados [4,5]. Por otro lado, existen otros trabajos [6-10] en los cuales se define un ?radio de acción del colesterol? (Ra) alrededor de cada molécula de colesterol y por lo tanto la población de lípidos es dividida entre los lípidos que no son afectados por la presencia del mismo y los que sí. Los primeros son considerados en una fase ld, mientras que los segundos poseen una estructura más rígida y ordenada por lo que son descriptos en una fase liquida cristalina ordenada (lo). En este trabajo se confrontan ambas interpretaciones utilizando nuevos datos experimentales, como un refinamiento adicional de nuestro modelo. Se analizaron curvas de la dispersión de la tasa de relajación espín-red de protones a 298 K para liposomas de radio entre 68 y 80 nm compuestos de DOPC y colesterol a concentraciones de 10 y 25mol%. La consistencia obtenida con este análisis sugiere que el modelo, utilizado anteriormente para explicar la dispersión de la tasa de relajación en membranas compuestas solo de lípidos, puede extenderse para el estudio de liposomas que contienen además colesterol. Referencias: [1] Meledandri C. J., Perlo J., Farrher E., Brougham D. F., Anoardo E., J. Phys. Chem. B, 2009, 11,15532. [2] Perlo J., Meledandri C. J., Anoardo E., Brougham D. F. J. Phys. Chem. B, 2011, 115, 3444. [3] Kimmich, R., Anoardo, E. Progr. NMR Spectrosc. 2004, 44, 257. [4] Filippov A., Orädd G., Lindblom G. Biophys. J. 2003, 84, 3079. [5] Filippov A., Orädd G., Lidblom G., Langmuir 2003, 19, 6397. [6] Edholm O., Nyberg A. M., Biophys J. 1992, 63, 1081. [7] Robinson A. J., Richards W. G., Thomas P. J., Hann M. M. Biophys J. 1995, 68, 164. [8] Chiu S. W., Jakobsson E., Mashl R. J., Scott H. L. Biophys J. 2002, 83, 1842. [9] Jedlovszky P., Mezei M., J. Phys. Chem. B, 2003, 107, 5311. [10] Dai J., Alwarawrah M., Huang J. J. Phys. Chem. B, 2010, 114, 840.