Experimental study of lipid membranes: lipid domain formation and peptide aggregation.

Experimentelle Untersuchungen von Lipidmembranen: Bildung von Lipiddomänen und Aggregation von Peptiden.

by Vitaliy Oliynyk
Doctoral thesis
Date of Examination:2005-07-04
Date of issue:2006-06-22
Advisor:Prof. Dr. Dirk Ronneberger
Referee:Prof. Dr. Werner Lauterborn
Referee:Prof. Dr. Hans Christian Hofsäss
Persistent Address: http://dx.doi.org/10.53846/goediss-3683

 

 

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Description:Dissertation

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Abstract

English

In the presented work we have attemptted to improve our understanding of the factors which lead to the formation of lipid membrane spatial heterogeneities, caused by mixtures of different lipids and/or transmembrane peptides. The demonstrated microscopic organization of lipid macrodomains in simple two-component lipid bilayers is of primary interest for structural biology where the origins and functions of lipid domains are currently intensively discussed. The phase behavior and structural domain formation approximates cell membrane behavior encountered in a native environment and points the way to an improved understanding of the physico-chemical properties of cell membranes and their associated physiology. In turn, directly observed and quantitatively analyzed peptide aggregation in phosphocholine membranes gives insights into the mechanisms behind protein-lipid interactions, the importance of which for the biological membrane functioning can hardly be overestimated.

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In der vorliegenden Arbeit wurde versucht das Verständnis über die Mechanismen, die zu Formation räumlich homogener Membranen führen, mir Hilfe verschiedener Lipide und/oder Transmembranpeptide, zu vertiefen. Die auf der mikroskopischen Ebene vorgestellte Organisation von Lipidmakrodomänen, im Falle einfacher zwei Komponenten Lipidbilayer, steht im vorrangigen Interesse der aktuellen Biologieforschung. Gegenwärtig wird der Ursprung und die Funktion der Lipiddomänen intensiv diskutiert. Das Phasenverhalten und die Strukturformation der Domänen, kommt dem Verhalten der realen Zellmembranen in der natürlichen Umgebung sehr nahe und weist einen Weg für das Verständnis der physikalisch-chemischen Eigenschaften der Zellmembranen und der zugehöreigen Zellphysiologie auf. In dem Zusammenhang, direkt beobachtete und quantitativ analysierte Peptidaggregation in phospholine Membranen, erlaubt Einblicke in die Mechanismen hinter den Protein-Lipid-Interaktionen, deren Funktion für das Verständnis der biologischen Membranen von großer Bedeutung ist.
 
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