Physikochemische Charakterisierung des Einflusses lokaler Umgebungsveränderungen auf myelinartige Membranmodelle

Abstract

Zur Entschlüsselung des Verhaltens von basischem Myelin-Protein in der Kombination von Umgebungsveränderungen und Lipidmodellen, wurde die Wirkung des Cholesterol- und MBPGehalts auf Lipidmonoschichten, die die zytoplasmatische Membran des Myelins nachahmen, untersucht. Dazu wurde das isotherme Kompressionsverhalten von Monoschichten an der Luft/Wasser-Grenzfläche mit variierendem Cholesterolgehalt mittels Langmuir-Filmwaagen und Epi-Fluoreszenzmikroskopie betrachtet. Außerdem wurde das Membranmodell um unilamellare Vesikel erweitert. Diese wurden mittels Kryo-Transmissionselektronenmikroskopie für eine umfassendere Übersicht, dynamische Lichtstreuung und elektrophoretische Lichtstreuung für die nähere Umgebung und Elektronenspinresonanz-Spektroskopie für das lokale Verhalten von Vesikel und Protein in wässriger Lösung analysiert. Abschließend wurde der Einfluss von divalenten Metallkationen (Kupfer, Zink) auf die Lipid-Protein-Interaktion, mittels der vorherigen Methoden, untersucht.

With the aim to decipher how the myelin basic protein behaves in the combination of altered environments and lipid models the effect of cholesterol content variation on the interaction with MBP was investigated. Langmuir lipid monolayers mimicking the cytoplasmic membrane of myelin at the air/water interface with varying cholesterol content were produced and the isothermal compression behavior was observed using Langmuir film balances and epifluorescence microscopy. In addition, the membrane model was expanded to include unilamellar vesicles. For this, cryo-transmission electron microscopy was used for the more globular overview, dynamic light scattering and electrophoretic light scattering for the closer environment and electron paramagnetic resonance spectroscopy for local behavior of vesicles and protein in aqueous solution. Finally, using the previous methods the influence of divalent metal cations (copper, zinc) on the lipid-protein interaction was investigated.