Charakterisierung der Wechselwirkung amphiphiler und polyphiler Moleküle mit Modellmembranen mittels Festkörper-NMR

Abstract

Diese Arbeit befasst sich mit der Untersuchung der Wechselwirkung zwischen amphiphilen bzw. polyphilen Molekülen und Modellmembranen. Als Untersuchungsmethode wurde die Festkörper-NMR verwendet und dabei insbesondere Messungen von dipolaren Restkopplungen an verschiedenen Probensystemen näher betrachtet. Die untersuchten Gastmoleküle waren ein flüssigkristall-artiges amphiphiles Molekül sowie ein amphiphiles und ein polyphiles Blockcopolymer, welche in einer Membran eine Phasenseparation hervorriefen. Im Rahmen der Messungen wurde gezeigt, dass sich alle untersuchten Moleküle in die Modellmembran einbauen, diese jedoch die Bewegungsamplitude der Lipidmoleküle in der flüssig-kristallinen Phase nicht messbar einschränken. Des Weiteren wurden die Eigenschaften der Gastmoleküle sowohl in der reinen Substanz als auch in der Membran untersucht und verschiedene anisotrope Bewegungen der Gastmoleküle in der Membran charakterisiert.

In this thesis the interaction of amphiphilic and polyphilic molecules with model membranes is examined. For the investigation advanced solid-state NMR methods were employed, particularly via measuring residual dipolar couplings of the several sample systems. The considered guest molecules include a liquid-crystal-like amphiphilc molecule as well as an amphiphilic and a polyphilic blockcopolymer, resp., showing phase separation within a model membrane. The results show a clear indication for the insertion of the guest molecules into the lipid bilayer without restricting the motional amplitude of the lipid molecules in the liquid-crystalline phase. Further the properties of the guest molecules were elucidated in the bulk substance as well as in the mixture with the lipid bilayer. Thus, different anisotropic motions of the guest molecules within the membrane were characterized.