非共有結合的に構築されたオリゴマー様界面活性剤によるリン脂質ベシクルの分割と可溶化。

Partition and Solubilization of Phospholipid Vesicles by Non-covalently Constructed Oligomeric-like surfactants.

• Zhidi Chen
• Yao Chen
• Linyi Zhu
• Yaxun Fan
• Yilin Wang

抄録

本研究では、1,2-ジオロイロイル--グリセロ-3-ホスホコリン(DOPC)ベシクルと、ドデシル硫酸ナトリウム(SDS)と一連のアミンである1,3-ジアミノプロパン(PDA)、トリアミン、スペルミジン、スペルミンを用いて非共有結合的に形成されたオリゴマー性界面活性剤との相互作用を調べた。これらの界面活性剤の脂質二重膜と水相間の分配係数（）を等温滴定マイクロカロリメトリ（ITC）で測定したところ、界面活性剤のオリゴマー化度とアミンのアルキル鎖長が増加するにつれて値が増加し、分配のギブス自由エネルギーが負の値になることが示された。この変化傾向は、電荷特性にかかわらず合成オリゴマー界面活性剤の場合と同様であり、アミン分子とSDS分子が同時にDOPC二重層と相互作用していることが示唆された。一方、これらの界面活性剤によるDOPCの可溶化は、ITC測定、濁度測定、動的光散乱測定により得られた相境界から決定される可溶化過程の開始時（）と終了時（）の有効界面活性剤／脂質モル比により評価される。このことから、非共有結合型オリゴマー界面活性剤は、対応する共有結合型オリゴマー界面活性剤よりもリン脂質小胞に対する可溶化能が低いことが示唆された。したがって、非共有結合的に構築されたオリゴマー様界面活性剤は、リン脂質小胞への強い分離を促進するが、弱い可溶化を促進し、可溶化を遅延させてリン脂質小胞の透過性と流動性をマイルドに調整するための有用な戦略を提供する可能性があります。

This work has investigated the interaction of 1,2-dioleoyl--glycero-3-phosphocholine (DOPC) vesicle with oligomeric surfactants non-covalently formed by sodium dodecyl sulfate (SDS) and a series of amines, 1,3-diaminopropane (PDA), Triamine, Spermidine and Spermine. The partition coefficients () of these surfactants between lipid bilayers and aqueous phase are measured by isothermal titration microcalorimetry (ITC), showing that the value increases and the Gibbs free energy of the partition becomes more negative with increasing the oligomerization degree of the surfactants and the alkyl chain length of amines. This changing trend is similar to that for synthetic oligomeric surfactants regardless of the charge properties, suggesting the amine and SDS molecules interact with the DOPC bilayer simultaneously. Meanwhile, the DOPC solubilization by these surfactants is evaluated by the effective surfactant to lipid molar ratios for the onset () and end () of solubilization process, which are determined from the phase boundaries obtained by ITC, turbidity and dynamic light scattering measurements. With the increment of oligomerization degree, the and values increase anomalously, and much larger than those of the synthetic surfactants with the same oligomerization degree, suggesting that non-covalently constructed oligomeric surfactants exhibit lower solubilization ability to phospholipid vesicles than the corresponding covalent oligomeric surfactants. Therefore, the non-covalently constructed oligomeric-like surfactants facilitate the strong partition but weak solubilization to phospholipid vesicles, which may provide a useful strategy to mildly adjust the permeation and fluidity of phospholipid vesicles with solubilization delaying.