Study on the efficiency of incorporation of eucalyptol as a natural pesticide into the monolayers formed from structurally different lipids of bacterial and fungal membranes

Abstract

Olejek z eukaliptusa, którego głównym składnikiem jest eukaliptol, wykazuje m.in. właściwości przeciwbakteryjne i przeciwgrzybicze, co stwarza szerokie możliwości zastosowania go zarówno jako środka terapeutycznego, jak i naturalnego środka ochrony roślin. W niniejszej pracy podjęto badania, których celem było określenie wpływu eukaliptolu, zastosowanego w różnych stężeniach, na właściwości monowarstw utworzonych z lipidów występujących w błonach komórkowych bakterii i grzybów, a także określenie zależności pomiędzy strukturą lipidu a wpływem olejku i jego zdolnością do wbudowywania się w monowarstwę. Badania te zostały przeprowadzone z wykorzystaniem techniki monowarstw Langmuira. Modelową błonę komórkową stanowiła jednoskładnikowa monowarstwa utworzona z glicerofosfolipidów, występujących w komórkach zarówno bakterii, jak i grzybów. Wybrane do badań lipidy różniły się strukturalnie w taki sposób, aby możliwe było porównanie wpływu struktury głowy polarnej oraz budowy łańcucha w cząsteczce związku na inkorporację eukaliptolu do badanej monowarstwy. Uzyskane wyniki pozwalają stwierdzić, że eukaliptol może wbudowywać się i upłynniać daną monowarstwę, ale także niszczyć jej strukturę poprzez ekstrakcję lipidów. Z tego względu może być wykorzystywany w rolnictwie jako naturalny pestycyd niszczący strukturę membran patogenów.Eucalyptus oil, with its main ingredient eucalyptol, exhibits, among others, antimicrobial and antifungal properties, which offers wide possibilities of using this oil both as a therapeutic agent and as a natural plant protection compound. In this thesis the investigations were undertaken, aimed at studying the effect of eucalyptol, applied in various concentrations, on the properties of monolayers formed from the lipids found in bacterial and fungal cell membranes as well as determining the relationship between the lipid structure and the effect of the oil and its ability to insert into the monolayer. These studies were carried out using the Langmuir monolayer technique. The model cell membrane was one component monolayer formed from glycerophospholipids present in the cells of bacteria and fungi. The lipids selected for the studies differed in the manner that allows one to compare the influence of polar head and the chain structure in the molecule on the incorporation of eucalyptol into the monolayer. The results show that eucalyptol can incorporate into and make a given monolayer more fluid as well as to destroy its structure by lipid extraction. Therefore, it can be used in agriculture as natural pesticide that destroys the structure of pathogen membranes