PIP2的相行为。通过将PIP2单分子膜从250Å2/分子压缩至50Å2/分子,并观察压缩对界面表面压力的影响,研究了衍生PIP2的表面压力(π)与分子面积之间的关系。10个单独试验的平均等温线如图1a所示。正如纯PIP2酰基链的已知组成所预期的那样(∼50%不饱和,33%花生四烯酸),随着分子面积的减小,这些等温线显示出表面压力平滑、单调的增加。在这些实验中使用的任何条件下,均未观察到PIP2单分子膜的相变。与生理条件相对应的表面压力下PIP2的平均面积(∼30 mN/m 27)为73.1(3.0Å2/分子,略大于SAPC(65Å2)的公布值,28这是根据糖头基的添加体积和静电排斥预期的。尽管在生理pH下PIP2头基的大小和相对较高的电荷密度,但该分子很容易形成紧密压缩的单分子膜,而不是在较高的表面压力下坍塌成水胶束结构。在所有条件下,由于屏障泄漏或单层崩塌导致的脂质损失导致的单层迟滞可以忽略不计,类似于SOPC等对照脂质(数据未显示)。
离子强度增加对PIP2单分子膜的扩展效应。为了研究离子强度对PIP2单分子膜行为的影响,在亚相不同浓度的NaCl下取了π-A等温线。在高于5 mN/m的所有表面压力下,添加NaCl可显着扩展单分子膜(图1a)。在预先形成的PIP2单层的亚相中加入NaCl时也观察到了这种反应。在恒定分子面积下,添加250 mM NaCl后,表面压力增加,其大小与等温线实验中观察到的大小相当,在扩散限制时间尺度上(图1a插图)。在π)30 mN/m时,每个PIP2分子的面积增加了13%,达到82.5Å2/分子(图1b)。该效应的剂量反应量化表明,该效应在约200 mM NaCl下饱和,并在生理相关盐浓度范围内显示出显着变化(图1c)。
图1:。NaCl对PIP2单分子膜的扩张效应。(A)π-含0 mM(9)和250 mM NaCl(2)的等温线;(插图)亚相注入250 mM NaCl(时间)0时,恒定面积/分子的表面压力变化。(B)在pH 1.8(n)7)和pH 7.4(n)5)条件下,30 mN/m的每个分子的面积。(C)对亚相NaCl的剂量反应。误差条为平均值(n处为SE)5.除非另有说明。所有数据均为HEPES缓冲亚相的L-R PIP2.pH 7.4(除非另有说明),30°C。
为了测试静电机制(如反离子云排斥)导致单层膨胀的可能性,使用与PIP2实验相同的条件,测量了250 mM NaCl对另一种带电脂质L-R PS的影响。PS的单分子膜与PIP2的单分子膜没有受到相同的影响,相反,随着亚相离子强度的增加,PS的单分子膜表现出非常轻微的收缩(图2a)。
图2:。盐膨胀效应对PIP2的特异性。(A)L-R PIP2和L-R PS的每分子面积;和(B)HEPES缓冲亚相上的L-R PIP2、L-R PI(4)P和L-R PI,pH 7.4.π)30mN/m下的30°C。平均值(SE,n)4.