Новости химической науки > Изменение ориентации липидов

Владимир Сидоров (Vladimir Sidorov) и его соавторы из Университета Виржинии в Ричмонде разработали безэнзимный метод имитации «выворачивания» липидов, аналогичный происходящему in vivo под действием ферментов флиппаз.

Флиппазы, флоппазы и скрамблазы принадлежат к семейству ферментов, контролирующих распределение липидов в клеточных мембранах. Недавно было показано, что изменение распределения липидов может оказаться полезным для операций на клеточном уровне, например, для генной инженерии и генной терапии.

Разворачивание липидов в липосомах может привести к разработке новых улучшенных средств для генной терапии. (Рисунок по материалом Chem. Commun.)

В генной терапии для транспорта ДНК в обрабатываемую клетку часто используются липосомы – мембраны, представляющие собой сферические двойные слои, состоящие из липидов. Внутренние слои липосомы содержат определенное количество катионных липидов, что позволяет этим клеточным органеллам абсорбировать отрицательно заряженные молекулы ДНК. Вместе с тем наружный слой липосомы также содержит небольшое количество катионных липидов. Находясь во внешнем слое, эти соединения могут взаимодействовать с белками крови, в результате чего может происходить преждевременное высвобождение ДНК из липосомы.

Сидоров нашел способ предотвратить нежелательное взаимодействие внешнего слоя липосом с отрицательно заряженными компонентами биологических жидкостей. Разработанная стратегия заключается в переносе всех катионных липидов с внешнего слоя липосомы на внутренний. Отсутствие положительных зарядов во внешнем слое двойной мембраны увеличивает стабильность липосомы в биологических жидкостях, что, в свою очередь, может облегчить доставку молекулы ДНК к цели и повысить эффективность операций на уровне клеточных геномов.

Изменение поляризации внешнего и внутреннего слоев липосомы осуществляется за счет потенциала, создаваемого ионами калия и хлора. Отрицательный заряд, локализованный внутри двойной мембраны, «втягивает» катионные липиды с внешнего слоя внутрь.

Сидоров отмечает, что дальнейшим развитием его исследований будет приближение разработанной методологии имитации работы флиппаз, флоппаз и скрамблаз к состоянию, в котором его открытие сможет быть использовано в терапевтических целях.

Источник: Chem. Commun., 2007, web published