Electrokinetic and electrostatic properties of bilayers containing gangliosides GM1, GD1a, or GT1. Comparison with a nonlinear theory.
Electrokinetic and electrostatic properties of bilayers containing gangliosides GM1, GD1a, or GT1. Comparison with a nonlinear theory.
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含有神经节苷脂 GM1、GD1a 或 GT1 的双层的电动和静电特性。
DOI：
10.1016/s0006-3495(86)83700-6
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发表时间：
1986
影响因子：
3.4
通讯作者：
McLaughlin,S
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
McDaniel,RV;Sharp,K;Brooks,D;McLaughlin,AC;Winiski,AP;Cafiso,D;McLaughlin,S
我们从卵磷脂（PC）和神经节苷脂GM 1，GD 1a或GT 1的混合物形成囊泡，以模拟生物膜的电动力学性质。囊泡的电泳迁移率在NaCl、CsCl和TMACl溶液中是相似的，这表明单价阳离子不与这些神经节苷脂显著结合。如果我们假设神经节苷脂上的唾液酸基团位于距离囊泡表面一定距离处，并且糖部分施加流体动力学阻力，则我们可以用Navier-Stokes方程和非线性Poisson-Boltzmann方程的组合来描述1、10和100 mM单价盐溶液中的迁移率数据。我们假设的神经节苷脂头基的厚度和电荷的位置的值显着影响的理论预测，但每个糖的斯托克斯半径和流体动力学剪切平面的位置不。我们得到一个合理的拟合的迁移率数据，假设所有的神经节苷脂头组项目2.5 nm的双层和所有的固定电荷是在一个平面1 nm的双层表面。我们测试了后者的假设，通过估计PC/神经节苷脂双层的表面电位，使用四种技术：我们进行了31 P核磁共振，荧光，电子自旋共振和电导测量。结果与我们的假设定性一致。
We formed vesicles from mixtures of egg phosphatidylcholine (PC) and the gangliosides GM1, GD1a, or GT1 to model the electrokinetic properties of biological membranes. The electrophoretic mobilities of the vesicles are similar in NaCl, CsCl, and TMACl solutions, suggesting that monovalent cations do not bind significantly to these gangliosides. If we assume the sialic acid groups on the gangliosides are located some distance from the surface of the vesicle and the sugar moieties exert hydrodynamic drag, we can describe the mobility data in 1, 10, and 100 mM monovalent salt solutions with a combination of the Navier-Stokes and nonlinear Poisson-Boltzmann equations. The values we assume for the thickness of the ganglioside head group and the location of the charge affect the theoretical predictions markedly, but the Stokes radius of each sugar and the location of the hydrodynamic shear plane do not. We obtain a reasonable fit to the mobility data by assuming that all ganglioside head groups project 2.5 nm from the bilayer and all fixed charges are in a plane 1 nm from the bilayer surface. We tested the latter assumption by estimating the surface potentials of PC/ganglioside bilayers using four techniques: we made 31P nuclear magnetic resonance, fluorescence, electron spin resonance, and conductance measurements. The results are qualitatively consistent with our assumption.
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