胰岛素单体是不稳定的，在储存过程中容易在水溶液中宏观聚集。这是在低pH条件下单体和二聚体聚集形成固体纤维的结果;并导致激素生物活性的丧失，这是开发长期给药配方的主要障碍。尽管胰岛素聚集的机制尚不清楚，但一些研究表明，不同疏水环境(即空气/水或脂质/水界面)的存在可能参与了胰岛素聚集的形成，从而避免了胃肠道肽酶。无论如何，表面相互作用在激素与细胞膜聚集或相互作用产生的任何效应中都是重要的。

图1所示。表面压力(П)-纯胰岛素(X1)、纯DPPC (X0)、纯POPC (X0)及其混合物的面积等温线(X0.75-0.05)。红色虚线表示混合-分离阈值。

Langmuir槽中空气/水界面的研究对分子生物物理学家有很大的帮助。Irwin Langmuir于1971年开发了这种仪器，可以在给定的表面(或侧)压力下测量单层(单分子膜)所占据的表面积。利用该技术，我们研究了两种主要膜磷脂-胰岛素和DPPC(双棕榈酰磷脂酰胆碱)或POCP(1-棕榈酰磷脂酰胆碱)二元(混合)Langmuir单层膜在Zn表面空气/水界面上的分子填充、热力学和表面形貌^{2 +}包含解决方案。通过表面压力-平均分子面积等温线、表面压缩模量(膜刚度)和表面(电偶极子)势随膜成分的变化来确定混溶性和相互作用。

布鲁斯特角度显微镜用于可视化单层的表面形貌(在布鲁斯特角度显微镜中，显微镜和偏振光源都以液体的布鲁斯特角度对准液体表面，这样显微镜就可以捕捉到光源通过液体表面反射的任何光的图像。)因为没有p纯液体的偏振反射，当两者都以布鲁斯特角向其倾斜时，光仅在某些其他现象(如表面膜影响液体表面时)被反射。在20 mN/m以下，在所研究的所有摩尔分数中，胰岛素与DPPC和POPC形成稳定的均匀膜(除了在10 mN/m下XINS = 0.05的膜，观察到结构域共存)。见图1。在20 mN/m以上，所有单层中都发生了混合相之间的偏析过程，而没有挤压出单个组分。在压缩下，薄膜表现出粘弹性或动力学捕获组织的形成，导致相当大的成分依赖于膨胀时发生的熵焓补偿的滞后。胰岛素与DPPC自发的不利相互作用是由有利的焓(释放能量)驱动的，而有利的焓(释放能量)被不利的熵序(系统是有组织的)克服;在具有POPC的薄膜中，焓和熵效应都是不利的。表面形貌显示在较高压力下畴共存，呈条纹状。见图2。

图2所示。纯胰岛素(X1)、纯POPC (X0)及其混合物在两种表面压力(5和25 mN/m)下的Brewster角度显微镜图像铺在Zn上^{2 +}包含解决方案。为了更好的可视化，图像的对比度在原始图像的基础上得到了增强。机架尺寸为185×232µm。注意，在20 mN/m(混合阈值)以上，由于脱混过程，膜表现出表面不均匀性(相偏析)。

我们的发现可能为今后的工作提供有用的基础，为构建用于细胞生长的固体支撑脂蛋白膜，以研究涉及细胞质膜的敏感转导机制的存在。正如先前发表的那样，在支持的纯胰岛素单分子膜上培养的神经元选择性地响应膜表面的超分子信号，这似乎超越了分子特异性来调节细胞功能。此外，胰岛素-脂质混合过程的表征可能有助于新药物配方的开发。

埃内斯托·j·格拉索
Bioquímica y Biología生殖实验室
icta -精确科学学院，Físicas y Naturales, e IIBYT，
conicet -国立大学Córdoba，阿根廷

出版

胰岛素与双棕榈酰磷脂酰胆碱和1-棕榈酰2-油基磷脂酰胆碱在空气/水界面的表面相互作用、热力学和形貌。
刘建军，刘建军，刘建军。
[J]胶体界面学报，2016年2月15日

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