Модель биологической мембраны
МОДЕЛЬ БИОЛОГИЧЕСКОЙ МЕМБРАНЫ , представлякя-чай собой фильтр, импрегнированный веществом и содержащий ионообменные группы, отличающаяся тем, что, с целью прибли|Жения электрических характеристик и ионной селективности к нативной биологической мембране, фильтр импергнируют эфиргили жирных кисло.т общей формулы СлНг„„С OR где ift 10-22; R -метил, этил, .пропил, изо (Л бутил, глицерил или их смеси.
, СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
3!6!) С 01 Й 33/48
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
H ABTOPCHOIVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
О у
СИНЕ e
as.
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3337492/28-13 (22) 14.09.81 (46) 23.09.83. Бюл.935 (72) Н.M. Кочергинский, Ю.Ш. Мошковский, И.С. Осак и Л.A. Пирузян (71 ) Научно-исследовательский институт по биологическим испытаниям химических соединений (53) Ь576.8.094(088.8) (56) 1. Кац M.Ì. Использование бимо;лекулярных липидных мембран как функциональной модели для скрининга био
,логически активных соединений.
Автореф. дис. на соиск. учен. степени канд.биол.наук. Купавна, 1979 ° . 2. Sandermann H. Preparation
of Stable and Solvent — free model шешЬгапев. — Biochem. Biophys.Res.Com, 1979, V.87, 93 789-794(прототип).
„„SU„„,1043564 А (54 ) (57 ) МОДЕЛЬ БИОЛОГИЧЕСКОЙ МЕМБРАНЫ, представляющая собой фильтр, импрегнированный веществом и содержащий ионообменные группы, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью прибли жения электрических характеристик и ионной селективности к нативной .биологической мембране, фильтр импергнируют эфирами жирных кислот общей формулы где À =10-22)
Я вЂ” метил, этил, пропил, изобутил, глицерил или их смеси.
104 3564
Изобретение относится к биофизике и фармакологии и может быть испол»зовано при массовом поиске физиологически активных соединений и изучении физико-химических механизмов их действия на мембраны. 5
Известны модели биологических мембран, представляющие собой плоские бимолекулярные липидяые мембраны (1 ).
Однако такие мембраны имеют малые 0 размеры и низкую стабильность, что затрудняет проведение экспериментов.
Изнестна также модель биологической мембраны, представляющая собой содержащий ионообменные группы аце- )5 татцеллюлозный фильтр, импрегнирован. ный липидами. В этой модели используют ультрафильтры из ацетатцеллюлозы, содержащие ионообменные карбо-ксильные группы (2 ).
Недостатками известной модели являются донольно высокая стоимость используемых исходно твердых липидов, необходимость их предварительного растворения и последующего удаления растворителя. Электрическое сопротивление этой модели может быть гораздо ниже, чем сопротивление биомембран.
Целью изобретения является прибли.
,0 жение электрических характеристик и ионной селектинности к нативной биологической мембране.
Указанная цель достигается тем, что н модели биологической мембраны, представляющей собой фильтр, импрегнировачный вещее:твом и содержащий ионообменные группы, фильтр импрегнируют эфирами жирных кислот общей формулы О
ОВ., 25 где и =10-22, Я вЂ” метил, этил,пропил, изобутил, глицерил или их смеси, 45
Для изучения свойств модельных мембран, а также влияния на них химических соединений используют электрические, электрохимические и спектральные методы. Эксперименты проводят в разделенной с помощью мембраны на две части и заполненной водными растворами ячейке с трубками для ввода и вывода реагентов, промывки мембраны от исследуемых веществ и погружения электродов.
Пример 1. В качестве модельной меглбраны используют ультрамикрофильтры на основе целлюлозы и ее эфиров марки "Сынпор" (ЧСССР ) пропитанные при 20 С погружением на 5 мин 60 в изобутиловый эфир лауриновой кислоты. Толщйна ультрафильтра 10 Я, удельное электрическое сопротивление .2,5 10" См см, электрическая емкость
4,5 10 мкф/см2. Пересчитанные на 65 толщину ) 00 А, что соответствует толщине биомембран, электрическое с:опротинление и емкость равны 2,5
«10 Он ем 2 и 0,45 мкф/см2 соответственно, то близко к значениям, характерн;гм дпя биомембран.
П p r.. е р 2. Используют мембрану аналогично примеру 1. Ячейку заполняют водными растворами, отличающимися по ионному составу. Исследования показывают, что подобно мембранам нервных клеток модельные глембраны обладают катион-анионной и К+)Мс -селективностью. При концентрации К08 и )Чс Ипо 200 мл с разных сторон мембран возникает стабильный биоионный потенциал, аналогичный потенциалу покоя и достигающий
30 мВ. Создание трансмембранного градиента концентрации H(:3, КСЕ, или
МаСОна мембранах из фильтров "Сынпор" пропитанных кислыми липидоподобными веществами, способными переносить ионы, например олеиновой кислотой, также приводит к генерации небольшого глембранного потенциала.
tI р и м е р 3. В один из растворон, омывающих мембрану, имеющий
p, 1 5,5, вводят испытуемые вещества (н личина рН во втором растворе
2,1). По изменениям потенциала, сопротивления мембраны и величине ее емкости судят о мембранотоксических своиствах испытываемого вещества.
Действие испытуемых веществ на электрические характеристики модельной мембраны приведено в таблице.
Вс е препараты, стиь лирующие знач ч л тель нь и и еренос H ч ерез мембрану и приводящие к исчезновению мембраннот о потенциала и падению сопротивления, обладают выраженными побочными клиническими эффектами в том ! чис:ле гапатотоксичностью. B тоже вре.ля у препаратов, скорость переноса Н+ н присутствии которых равна нулю,гепатотоксичность не обнаружена, Таким образом, с помоцью предлагаемой модели можно отбирать вецества, обладающие неспецифической гепатотоксичностью.
Использование мембраны, импрегнированной жидкими веществами, позволяет избавиться от введения дополнительного растворителя липидов и его последующего удаления, что существенно ускоряет процесс изготовления модели. Большая стабильность модели достигается тем, что эфиры жирных кислот, в отличии от применяемых в известной фосфолипидов, практически не подвергаются процессам перекисното окисления в ходе измерений.
Таким образом, предлагаемая модель хорошо соответствует свойствам биологической мембраны. Простота и легко достижимая антоматизация экспериментов с предлагаемой моделью
1043564 особенно важны при проведении массовых испытаний химических соединений на мембранотропную активность.
Использование предлагаемой модели позволяет резко сократить число исВещество в концентрации
3 10 М
Примечание
Сопротивление
Ом
Потенциал
Гепатотоксичен
230 - Падает до
5 10з
Исчезает
Аминазин
Не изменяется
Вилоксазин
Слабо изме- 0 няется
Не изменяется
Не изменяет- 0 ся
Номифензин
Гепатотоксичен
5,3
Падает до
5 104
Исчезает
Имизин
Гепатотоксичен
Исчезает 12, 6
Падает до, 5-104
Амитриптилин
Среднее
Уменьшается 1,3 на 20-30 мВ
Азафен
Среднее
Уменьшается 0 на 30 мВ
Азамин
Среднее
Уменьшается до -40 мВ
Уменьшается до -10 мВ
Среднее
Гепатотоксичен
Падает до
5 104
Исчезает
Депренил
Составитель С. Котелевцев
Редактор Н. Джуган Техред V.фанта Корректор A. Повх Заказ 7330/47 Тираж 873 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
1 1 3 03 5, Москва, Ж-35, Раушская наб ., д . 4/5
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4, Луидомил
Инказан пытаний на экспериментальных животных. Доступность веществ для импрегнирования фильтров (природные растительные и животные масла )позволяет проводить массовые эксперименты.
Поток и+ (10-Ф
r-ион f см2с
