含羟基胆固醇的膜的脂质链顺序

脂质链的顺序和脂质缩合度上hydroxycholesterols的影响进行了研究由2个上氘化1-棕榈酰链的脂膜1 H NMR测量d 31 -2-油酰SN -glycero -3-磷酸胆碱（POPC- d 31）在20摩尔％的各种羟基甾醇或胆固醇存在下。在2 1 H NMR光谱（未示出）显示出对于所有样品帕克的典型叠加具有不同的公知的用于在液晶相的层状双分子层膜的四极分裂的双峰。根据2 H NMR光谱，计算链序参数图，其显示在图2A中。如文献中所熟知的，20mol％胆固醇的存在导致1-棕榈酰-2-油酰-sn-甘油-3-磷酸胆碱（POPC）链序参数的显着增加[13,24]。相反，所有三种羟基胆固醇都没有诱导POPC脂质链顺序的胆固醇样增加; 相反，与纯POPC膜相比，它们导致脂质链顺序的小幅下降。虽然这种降低对于24 S -HC来说是微不足道的，但对于24 R -HC 来说更明显，特别是在中链区域，并且相当大且超出27-HC的实验误差。这些结果也反映在使用平均扭矩模型计算的计算的脂质链范围[25,26]（表1）。在脂质混合物中观察到类似的效果，N-棕榈酰-d 31 -D-鞘磷脂（PSM- d 31）/ 1,2-二油酰-sn -glycero-3-phosphocholine（DOPC）/羟基胆固醇（摩尔比1：1） ：1），其形成侧膜结构域（图2B），其中所有三种羟基胆固醇都不能增加胆固醇观察到的脂质链顺序参数。而对于24 小号 -HC一个非常小的增加相比于没有任何胆固醇纯脂质膜中观察到，24 - [R-HC和27-HC再次表现出脂质链顺序的降低，这在中链区域中最明显。因此，三种羟基胆固醇的计算的脂质链范围（表1）接近纯脂质膜，但对于含胆固醇的膜而言显着更小。

羟基胆固醇对膜通透性的影响

通过使用荧光测定法测定POPC膜在不存在和存在相应甾醇（摩尔比0.8：0.2）下的渗透性，荧光测定法测定连二亚硫酸盐离子穿过膜的渗透性（参见实验，[18,27]） 。图3中显示了不同脂质组成的大单层囊泡（LUV）中连二亚硫酸盐渗透的速率常数，揭示了含胆固醇的囊泡的速率常数低于纯POPC LUV的速率常数。众所周知，这种甾醇降低了对极性分子的渗透性[28]。在hydroxycholesterols的存在下的速率常数是相似的（24 - [R -HC，24 小号-HC）或甚至更高（27-HC）与纯POPC膜相比，表明这些甾醇不能像内源性胆固醇那样密封磷脂膜。

羟基胆固醇对巨单层囊泡（GUVs）侧域形成的影响

制备由DOPC，PSM和胆固醇组成的GUV，摩尔比为1：1：1。已知该脂质混合物用于横向无序（ld）和有序（lo）结构域的形成和共存。通过用ld标记物1,2-二油酰基-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺-N-（丽丝胺罗丹明B磺酰基）（铵盐）（N-Rh-DOPE）标记膜并记录z-来显现结构域结构。堆叠的囊泡。含有胆固醇的GUV的荧光显微镜图像显示出低和高荧光强度的大膜区域，分别代表lo和ld相（图4A）。注意，该囊泡如图4A所示可能在背面形成另一个黑暗的域。当胆固醇被羟基胆固醇取代时，GUV显示出不同的横向结构域模式（图4B- D）。这些囊泡在明亮的荧光无序区域内显示出大量小的有序区域。我们注意到图4中所示的GUV 代表了相应样品的大部分囊泡。还观察到低百分比的囊泡在形状和大小方面具有不同的结构域模式。