Membranothropic properties of the urocanic acid

Abstract

Методом дифференциальной сканирующей калориметрии (ДсК) исследовано влияние урокано-вой кислоты (УК) на термодинамические параметры модельных мультибислойных мембран дипаль-митоилфосфатидилхолина (ДПфХУ рокановая кислота (УК), метаболит гистидина, является естественным компонентом рогового слоя кожи. Ее функции в организме неоднозначны и до кон-ца не выяснены. Cчиталось, что основной био-логической ролью УК, помимо регуляции рН рогового слоя, является защита кожных покро-вов от УФ-излучения, под действием которого происходит транс-цис-изомеризация УК [1]. Это обусловило широкое использование УК в качестве УФ-фильтра в косметических солн-цезащитных средствах. Однако впоследствии от ее применения отказались, поскольку было показано, что цис-УК является инициатором цепи явлений, приводящих к иммуносупрес-сии, фотостарению и раку кожи [1][2][3][4]. В связи с обнаруженными эффектами фотохимиче-ские свойства УК вызывают неослабеваю щий интерес исследователей. Одним из важных факторов, влияющих на ход фотореакций УК (а, следовательно, и на последующие био-химические превращения и биомедицинские последствия), является спектральный состав УФ-излучения. Им определяется ход фото-превращения УК: транс-цис-изомеризация, ионизация либо образование триплетов УК с последующей генерацией активных форм кис-лорода [1,[4][5][6].Еще одним важным фактором, влияющим на фотопревращения УК, однако исследован-ным еще не так подробно, является реакцион-ная среда, т. е. микроокружение УК. Показано, что скорость транс-цис-изомеризации УК и соотношение концентраций изомеров в фото-стационарном состоянии линейно коррелиру-ют с полярностью растворителя (исключением является вода) [7]. Спектр действия для транс-цис-изомеризации УК iv vivo (кожа) смещен на 20-30 нм в длинноволновую область по срав-нению с таковым in vitro (изотропный раство-ритель) [8]. Кроме того, типом реакционной среды определяются и биохимические про-цессы, инициируемые УФ-возбуждением УК; в частности, фотоокисление биологических молекул может идти двумя конкурентными путями: по свободно-радикальному и синглет-но-кислородному механизму в зависимости от микроокружения УК (изотропные растворы, мицеллы, липидные бислои) [9].Таким образом, при изучении поведения УК in vitro необходимо адекватно моделировать среду, в которой протекают УФ-индуцируемые биохимические реакции [9]. Между тем, в ли-тературе отсутствует информация о месте локализации УК в роговом слое эпидерми-са. Здесь следует подробнее остановиться на особенностях структуры рогового слоя. Как известно [10], роговой слой, самый верхний слой эпидермиса, состоит из мертвых кле-ток -корнеоцитов -и межклеточного водно-липидного матрикса. Корнеоциты отличаются низким содержанием воды (~10÷30%), не со-ЕКСПЕрИМЕНТальНі рОбОТИ

Lyotropic model membrane structures of hydrated DPPC: DSC and small-angle X-ray scattering studies of phase transitions in the presence of membranotropic agents

“…This appears to favor the ripple-phase structure over structures of the low-and high-temperature phases close to the corresponding transition temperatures, thus broadening the temperature range of its existence ( Figure 5). In a previous study, [33] we argued that urocanic acid molecules could interact with the polar part and hydrophilicÀhydrophobic interface of the bilayer. This increases the effective cross-section of the polar moiety of DPPC molecules, destabilizing the gel phase and thus facilitating the transition to the ripple phase.…”