Abstract
På grunn av økt antibiotikaresistens blant bakterier og et lavt antall nye antibiotika-kurer er det enorm interesse for nye alternativer til antibiotika. En lovende gruppe kandidater er antimikrobielle peptider (AMP). De er effektive mot et bredt spekter av patogener, utviser stor grad av selektivitet, og antas å først og fremst angripe membranens struktur. Det er foreløpig vanskelig å utvikle medisiner med AMP-er da det fortsatt ikke er kjent nøyaktig hvordan de fleste peptidene interagerer med membraner. Det har lenge vært antatt at effekten av høy konsentrasjon av kolesterol i eukariotiske celler har en beskyttende effekt mot peptider. De siste årene har interessen for faseseparerte domener i membranen, såkalte "lipid rafts", vært stor. Likevel er det splittede meninger om hvordan domener og mengde kolesterol i membranen påvirker interaksjonen med peptider. For å få mer innsikt i rollene til kolesterol og domener ønsket vi å systematisk studere interaksjoner mellom peptidet indolicidin og ulike modellmembraner. For å etterligne sterol konsentrasjonen og domenene som dannes i eukariotiske celler brukte vi liposomer med ulike kolesterol-konsentrasjoner og ulike sammensetninger av zwitterioniske lipider som gav homogene eller fase-separerte membraner. Strukturen til modell-membranene ble undersøkt ved bruk av lav-vinkel spredningsteknik- ker. Lav-vinkel røntgen (SAXS) eller nøytron spredning (SANS) gir strukturell informasjon om prøven. Fordeler ved bruk av spredningsteknikker er at systemet kan studeres uten bruk av kjemiske markører som kan påvirke systemets egenskaper, og at man observerer strukturer i rel- evante størrelsesordener. Ved å sammenlikne analytiske sprednings-modeller og SAXS-data kan man få verdifull informasjon om strukturen til bilaget. SANS ble brukt til å bekrefte domene- dannelse i systemene, og for å studere hvordan indolicidin påvirket lipidenes laterale orden. Lipidenes generelle orden ble studert med bruk av "Differential Scanning Calorimetry" (DSC), en kalorimetrisk metode som måler prøvens varmekapasitet. Resultatene viste at høyere konsentrasjoner av indolicidin kan løse opp membraner, og at det da dannes miceller og biceller. Resultatene viste en trend hvor mer flytende membraner var mer beskyttet mot solubilisering. Det kan virke som om kolesterol kun har en beskyttende effekt i de tilfellene hvor det ikke bidro til høyere orden og stivhet i membranen. Det ble også observert stor forskjell i solubilisieringen av membraner med faseseparerte domener. Domener med større membraner virket å være mer beskyttet enn membraner med små, eller ingen domener. SANS- resultatene viste at indolicidin sannsynligvis kan fungere som en "lineactant", hvor det reduserer linjespenningen mellom domener og den kontinuerlige fasen. Resultatet er uordnede domener som flyter sammen. Vi fremmer en hypotese hvor indolicidin interagerer med membraner ved å sette seg inn i de mer flytende fasene og introdusere defeter som kan føre til solubilisering, med mindre lipidene er flytende nok til å raskt omorganisere seg og fordele stresset fra defektene. Funnene i oppgaven er et viktig ledd i å pusle sammen deler av et større bilde, nemlig interaksjonene mellom AMP-er og biologiske mebraner. Selv om modell-membraner er svært forenklede systemer når det kommer til sammensetning, så vil en forståelse av hvordan interaksjoner med indolicidin, og AMP-er generelt, påvirkes av ulike faktorer i membranen være svært nyttig for å forstå hvordan AMP-er virker.