The impact of lipid constraints on model membranes [Kumulative Dissertation]

Abstract

Was bestimmt das Verhalten von Lipiden in Lipidmodellmembranen? Die Antwort auf diese Frage betrifft fast alle biochemischen und biophysikalischen Untersuchungen an Modellen von Biomembranen. Trotz der Vielzahl an möglichen Einflüssen, hervorgerufen durch strukturelle Unterschiede der Lipide oder die Zugabe von membranassoziierten Fremdmolekülen, werden diese häufig nicht im Detail betrachtet. In dieser Dissertation wird die Wirkung verschiedener Faktoren auf eine Auswahl an Lipidmodellmembranen dargestellt. Um den vielfältigen Einflussmöglichkeiten und der unterschiedlichen Komplexität verschiedener Modellsysteme gerecht zu werden, ist diese Arbeit in zwei Projekte aufgeteilt: die Erforschung (i) des Einflusses einer intramolekularen Änderung der Lipide auf Monoschichten an der Wasser-Luft-Grenzfläche und (ii) der Einflüsse von drei amphiphilen Copolymeren auf Lipiddoppelschichten eines Modelllipids und zwei myelinartiger Lipidmischungen in polymergestützten Lipidnanodiscs.

What are the main influences governing the behavior of lipids within lipid model membranes? This question concerns nearly all membrane-related biochemical and biophysical research. However, in many cases the consequences of structural variations within the involved lipids or the impact of exogenous molecules, that are introduced during the study, are not addressed. This thesis aims at giving answers to this main question in the context of some exemplary model systems. To address different possibilities in influencing lipid behavior and the varying complexity of well-established lipid model membranes, this thesis is divided into two main projects: the study of (i) the impact of an intramolecular change within the lipids in monolayers at the air/water interface and of (ii) the effect of three amphiphilic copolymers on lipid bilayers, consisting of either a simple model lipid or myelin-like complex lipid mixtures, during the formation of polymer-encapsulated nanodiscs.