Effect of the vitamin D photosynthesis products on thermodynamic parameters of model lipid membranes

Цель. Сравнить влияние провитамина D (ProD) и продуктов его фотои термоизомеризации, а также витамина D (VitD) на термодинамические параметры мультислоев гидратированного дипальмитоилфосфатидилхолина (ДПФХ). Методы. Дифференциальная сканирующая калориметрия, УФ-спектроскопия. Результаты. Установлено закономерное снижение температуры и размывание пика плавления мультислоев ДПФХ, допированных стеринами, в последовательности ProD3 < ProD3.+УФ < ProD3. + + УФ + темновое хранение < VitD3 Выводы. Дестабилизирующее действие VitD3 на мембрану является более выраженным, чем действие ProD3 и продуктов его фотоизомеризации, что может облегчать выход VitD3 из мембраны в межклеточное пространство при его биосинтезе in vivo. Возможный молекулярный механизм наблюдаемого явления связан с большей конформационной подвижностью и анизометрией VitD3 по сравнению с ProD3. Ключевые слова: фосфолипидные мембраны, витамин D, провитамин D, фотоизомеризация, дифференциальная сканирующая калориметрия.Мета. Порівняти вплив провітаміну D (ProD) та продуктів його фотоі термоізомеризації, а також вітаміну D (VitD) на термодинамічні параметри мультишарів гідратованого дипальмітоїлфосфатидилхоліну (ДПФХ). Методи. Диференційна сканувальна калориметрія, УФ-спектроскопія. Результати. Встановлено закономірне зниження температури та розмивання піка плавлення мультишарів ДПФХ, допованих стеринами, у послідовності ProD3 < ProD3 + УФ < ProD3 + УФ + темнове зберігання < VitD3. Висновки. Дестабілізувальний вплив VitD3 на мембрану є більш вираженим, ніж ProD3 та продуктів його фотоізомеризації, що полегшує вихід VitD3 із мембрани у міжклітинний простір за його біосинтезу in vivo. Можливий молекулярний механізм спостереженого явища пов’язаний з більш високою конформаційною рухливістю та анізометрією VitD3 порівняно з ProD3. Ключові слова: фосфоліпідні мембрани, вітамін D, провітамін D, фотоізомеризація, диференційна сканувальна калориметрія.Aim. To compare effects of vitamin D (VitD), provitamin D (ProD) and its photo- and thermoisomerization products on thermodynamical parameters of hydrated dipalmitoylphoshpatidylcholine (DPPC) multilayers. Methods. Differential scanning calorimetry, UV spectroscopy. Results. A regular decrease was established in the melting temperature accompanied with the pronounced broadening of the appropriate peaks for DPPC multilayers doped with the sterols in the order ProD3 < < ProD3 + UV < ProD3 + UV + dark storage < VitD3. Conclusions. The destabilizing effect of VitD3 on the membrane appeared to be stronger than that of ProD3 and its photoisomerization products. This can facilitate VitD3 withdrawal from the membrane into intercellular space under its biosinthesis in vivo. A possible molecular mechanism of the phenomena observed is related to the higher conformational flexibility and anisometry of VitD3 as compared to ProD3. Keywords: phospholipid membranes, vitamin D, provitamin D, photoisomerization, differential scanning calorimetry

What was observed by Julius Planer in 1861?

In 1861 Julius Planner published a paper in which he described his observations of selective light refection in monotropic cholesteric liquid crystal phase of cholesteryl chloride that he synthesized. We repeat his experiments and report in modern interpretation what indeed was observed by Planer at that time.У 1861 р. Юліус Планер опублікував статтю, в якій він описав свої спостереження селективного відбивання світла в монотропній холестеричній фазі синтезованого ним холестерилхлориду. Повторено його експерименти та повідомлено в сучасній інтерпретації, що в дійсності спостерігав Планер у той час

Modulation of bisquaternary ammonium agents effect on model biomembranes by complex formation with an organic anion

Aim. To study membranotropic activity modulation of bisquaternary ammonium compounds (BQAC) decamethoxinum and aethonium determined by their interaction with dihydroxybenzoic acid (DHB) organic anion. Methods. Differential scanning calorimetry, mass spectrometry. Results. Doping phospholipid membranes with individual BQAC or DHB leads to a considerable decrease in the membrane melting temperature. At the same time, when BQAC and DHB are introduced together, a certain increase in the membrane melting temperature is observed, implying non-additivity of their action and incorporation of their complexes into the membranes. Conclusions. DHB decreases the efficiency of BQAC destabilizing action on the membranes, i. e. DHB is a modulator of their membranotropic activity. A possible molecular mechanism of the modulation consists in the compensation of charges of the BQAC dications by organic DHB anions on the complex formation; parameters of the complex interaction with the membrane structures differ from those of individual ionic compounds.Мета. Вивчити модуляцію мембранотропної активності бісчетвертинних амонієвих сполук (БЧАС) декаметоксину та етонію, зумовлену їхньою взаємодією з органічнім аніоном дигідроксибензойної кислоти (DHB). Методи. Диференційна скануюча калориметрія, мас-спектрометрія. Результати. Виявлено, що додавання індивідуальних БЧАС або DHB до фосфоліпідних мембран значно знижує температуру фазового переходу «гель–рідкий кристал». При одночасному введенні БЧАС і DHB температура фазового переходу мембрани дещо підвищується, що свідчить про відсутність адитивності дії цих речовин та інкорпорацію у мембрани утворених ними комплексів. Висновки. DHB зменшує ефективність дестабілізувальної дії БЧАС на мембрани, тобто слугує модулятором їхньої активності. Ймовірний молекулярний механізм модуляції полягає у компенсації зарядів дикатіона БЧАС та органічних аніонів DHB при утворенні їхнього комплексу, взаємодія якого з мембранними структурами є відмінною від такої іонних форм індивідуальних сполук.Цель. Изучить модуляцию мембранотропной активности бисчетвертичных аммониевых соединений (БЧАС) декаметоксина и этония, обусловленную их взаимодействием с органическим анионом дигидроксибензойной кислоты (DHB). Методы. Дифференциальная сканирующая калориметрия, масс-спектрометрия. Результаты. Обнаружено, что добавление индивидуальных БЧАС или DHB к фосфолипидным мембранам значительно снижает температуру перехода «гель–жидкий кристалл». При совместном введении БЧАС и DHB температура фазового перехода мембраны несколько повышается, что свидетельствует об отсутствии аддитивности действия этих веществ и встраивании в мембраны их комплексов. Выводы. DHB уменьшаает эффективность дестабилизирующего эффекта БЧАС на мембраны, то есть является модулятором их активности. Возможный молекулярный механизм модуляции заключается в компенсации зарядов дикатиона БЧАС и органических анионов DHB при образовании их комплекса, взаимодействие которого с мембранными структурами отличается от такового ионных форм индивидуальных соединений

LC nanocomposites: induced optical singularities, managed nano/micro structure, and electrical conductivity

Microstructure, phase transitions, electrical conductivity, and optical and electrooptical properties of multiwalled carbon nanotubes (NTs), dispersed in the cholesteric liquid crystal (cholesteryl oleyl carbonate, COC), nematic 5CB and their mixtures, were studied in the temperature range between 255 K and 363 K. The relative concentration X=COC/(COC+5CB)was varied within 0.0-1.0. The concentration $C_p$ of NTs was varied within 0.01-5% wt. The value of X affected agglomeration and stability of NTs inside COC+5CB. High-quality dispersion, exfoliation, and stabilization of the NTs were observed in COC solvent ("good" solvent). From the other side, the aggregation of NTs was very pronounced in nematic 5CB solvent ("bad" solvent). The dispersing quality of solvent influenced the percolation concentration $C_p$, corresponding to transition between the low conductive and high conductive states: e.g., percolation was observed at $C_p=1$ and $C_p=0.1$ for pure COC and 5CB, respectively. The effects of thermal pre-history on the heating-cooling hysteretic behavior of electrical conductivity were studied. The mechanism of dispersion of NTs in COC+5CB mixtures is discussed. Utilization of the mixtures of "good" and "bad" solvents allowed fine regulation of the dispersion, stability and electrical conductivity of LC+NTs composites. The mixtures of COC and 5CB were found to be promising for application as functional media with controllable useful chiral and electrophysical properties.Comment: 10 pages, 9 figure

Effects of oxyethylated glycerol cryoprotectants on phase transitions of DPPC model membranes

Aim. To determine the effect of the oxyethylated glycerol cryoprotectants (OEGn) with polymerization degrees n = 5, 25, 30 on the phase states and phase transitions of dipalmitoylphosphatidylcholine (DPPC)-based model membranes. Methods. Differential scanning calorimetry. Results. Model lipid membranes on water/OEGn and water/glycerol subphases with varying cryoprotectant concentrations from 0 to ~ 100 % w/w were studied. A significant raise in the pre-transition and main phase transition temperatures with increasing OEGn concentration was noted whereas the membrane melting peak persist to 100 % w/w OEGn. A sharp increase in the melting enthalpy was observed for OEGn = 5. Conclusions. The solvating ability of the subphase in DPPC membranes decreases in the order water > glycerol > OEGn = 5 > OEGn = 25 > OEGn = 30, which correlates with the relative number of groups effectively contributing to the solvation process.Мета. Встановлення впливу кріопротекторів групи оксиетильованих похідних гліцерину (ОЕГn) зі ступенями полімеризації n = 5, 25 и 30 на фазові стани та фазові переходи модельних ліпідних мембран на основі ДПФХ. Методи. Диференціальна скануюча калориметрія. Результати. Досліджено модельні ліпідні мембрани на субфазі вода/ОЕГn та вода/гліцерин із варіюванням концентрації кріопротектору від 0 до ~100 мас. %. Зі збільшенням концентрації ОЕГn суттєво зростають температури передпереходу та плавлення модельної мембрани, при цьому пік плавлення зберігається до 100 мас. % ОЕГn. Для ОЕГn=5 віднайдено значне зростання ентальпії плавлення мембрани. Висновки. Сольватуюча здатність субфази, що оцінена по зниженню температури плавлення сухого ДПФХ, знижується у низці вода > гліцерин > ОЕГn=5 ОЕГn=25 ОЕГn=30, що корелює зі зменшенням питомої кількості груп, що ефективно беруть участь у сольватації.Цель. Установление влияния криопротекторов группы оксиэтилированных производных глицерина (ОЭГn) со степенями полимеризации n = 5, 25 и 30 на фазовые состояния и фазовые переходы модельных липидных мембран на основе ДПФХ. Методы. Дифференциальная сканирующая калориметрия. Результаты. Исследованы модельные липидные мембраны на субфазе вода/ОЭГn и вода/глицерин с варьированием концентрации криопротектора от 0 до ~100 масс. %. С увеличени­ем концетрации ОЭГn существенно возрастают температуры предперехода и плавления модельной мембраны, при этом пик плавления сохраняется вплоть до 100 масс. % ОЭГn. Для ОЭГn=5 обнаружено значительное возрастание энтальпии плавления мембраны. Выводы. Сольватирующая способность субфазы, оцененная по снижению температуры плавления сухого ДПФХ, снижается в ряду вода > глицерин > ОЭГn=5 > ОЭГn=25 > ОЭГn=30, что коррелирует с уменьшением удельного количества эффективно участвующих в сольватации групп

Intermolecular interactions of decamethoxinum and acetylsalicylic acid in systems of various complexity levels

Intermolecular interactions between decamethoxinum (DEC) and acetylsalicylic acid (ASА) have been studied in the phospholipid-containing systems of escalating complexity levels. The host media for these substances were solvents, L-α-dipalmitoylphosphatidylcholine (DPPC) membranes, and samples of human erythrocytes. Peculiar effects caused by DEC-ASА interaction have been observed in each system using appropriate techniques: (a) DEC-ASА non-covalent complexes formation in DPPC-containing systems were revealed by mass spectrometry with electrospray ionization; (b) joint DEC-ASА action on DPPC model membranes led to increasing of membrane melting temperature Tm, whereas individual drugs caused pronounced Tm decreasing, which was demonstrated by differential scanning calorimetry; (c) deceleration of DEC-induced haemolysis of erythrocytes under joint DEC-ASА application was observed by optical microscopy

On proportionality of the light output of semiconductor scintillators under irradiation by alpha-particles and heavy ions

In the energy range E =2.8...42.2 MeV, the light output S was measured for ZnSe-based scintillators under irradiation with α- particles and heavy ions 81Br. Under such irradiation, the proportionality S(Еα,i) is observed up to energies Еα≤7 MeV. Substantial deviation from linearity in the region of higher energies is explained by different contribution to S from both primary and δ-electrons. Increases were also observed in the values of intrinsic energy resolution with shorter shaping time constants.Виміряно світловий вихід S для сцинтиляторів, заснованих на ZnSe, при опроміненні α-частками і важкими іонами 81Br у діапазоні енергій E =2.8...42.2 МеВ. При опроміненні спостерігалася пропорційність S(Е α ,i) до енергій Еα ≤7 МеВ. Істотне відхилення від лінійності в області більш високих енергій пояснюється різним внеском у S як первинних, так і δ-електронів. Помітний вплив на криву пропорційності і спектри енергії робило легування Te.Измерен световой выход S для сцинтилляторов, основанных на ZnSe, при облучении α-частицами и тяжелыми ионами 81Br в диапазоне энергий E=2.8...42.2 МэВ. При облучении наблюдалась пропорциональность S(Еα,i) до энергий Еα ≤7 МэВ. Существенное отклонение от линейности в области более высоких энергий объясняется различным вкладом в S как первичных, так и и δ-электронов. Заметное влияние на кривую пропорциональности и спектры энергии оказывало легирование Te