dc.contributor.author
Koch, Peer-Joachim
dc.date.accessioned
2018-06-07T21:09:07Z
dc.date.available
1998-12-10T00:00:00.649Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/7470
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-11669
dc.description
#### Titelblatt und Inhaltsverzeichnis
#### 1 Einleitung 11
#### 2 Theoretische Grundlagen 15
#### 3 Substanzen und Durchführung der Experimente 43
#### 4 Ergebnisse 57
#### 5 Diskussion 104
#### 6 Zusammenfassung 138
#### 7 Anhang 140
dc.description.abstract
Die äußere Zellmembran ist eines der wichtigsten Schutzsysteme gramnegativer
Bakterien. In der vorliegenden Arbeit wurde die Wechselwirkung des
Antibiotikums Polymyxin B (PmB) mit Lipopolysacchariden (LPS), dem häufigsten
Lipidbestandteil der äußeren Zellmembran gramnegativer Bakterien, mit
Röntgenmessungen, Monofilmexperimenten, mit kalorimetrischen Untersuchungen,
dynamischen Lichtstreuungsexperimenten, Elektronenmikroskopie und
Moleküldynamik-Simulationensrechnungen untersucht. Röntgenmessungen an ReLPS
/PmB-Mischproben zeigen eine Abnahme des Doppelschichtabstands mit zunehmenden
Polymyxinanteil. Monofilmmessungen deuten auf ein molare Verhältnis von n
[PmB] / n [ReLPS] = 4 / 5 hin, was zu einer Ladungsneutralisation der
Lipidschicht führt. In kalorimetrischen Messungen wurde mit steigendem
Polymyxinanteil eine deutliche Abnahme der Phasenübergangsenthalpie von der
Lb- in die La -Phase festgestellt. Eine Veränderung der Aggregationsform von
kleinen unilamelaren Aggregaten zu wesentlich größeren multilamelaren Vesikeln
ist in elektronenmikroskopischen Aufnahmen festgestellt worden. Die
Reduzierung der Schichdicke und die Abnahme der Ordnungsgrads im
Fettsäurebereich konnte in MD-Simulationen gezeigt werden.
Aufgrund dieser Ergebnisse wird ein zweistufiger Mechanismus für die
Wechselwirkung von PmB mit LPS Membranen angenommen. Zunächst kommt es
aufgrund elektrostatischer Wechselwirkungen zu einer schwachen Bindung des
positiv geladenen PmB an der negativ geladen Lipidmembran, ohne das es zu
einem Einbau des PmB kommt. Die hohe entgegengesetzte Ladung beider Moleküle
führt im zweiten Schritt zu einem vollständigen Einbau des lipophilen Teils
des Polymyxins, mit der Folge, daß der Ordnungsgrad des Fettsäurebereichs
reduziert und die Oberflächenladung der Membran neutralisiert wird. Diese
beiden Effekte führen wahrscheinlich dazu, daß die äußeren Membran ihre
Funktion als Barrieren verliert.
de
dc.description.abstract
The outer membrane is one of the main defense systems of gramnegative
bacteria. In the present work, the interaction of the antibiotic polymyxin B
(PmB) with lipopolysaccharide (LPS), the major lipid component of the outer
membrane, was studied using x-ray diffraction, monofilm measurements,
calorimetric methods, dynamic light scattering techniques, electron microscopy
and molecular dynamics simulation.
X-ray diffraction showed a decrease in bilayer thickness of ReLPS/PmB mixed
samples with increasing amount of PmB. Monofilm measurements suggested that at
a molar ratio n[PmB]/n[ReLPS] of 4/5 neutralization of the charges in the
lipid monolayer appears. In calorimetric studies with increasing amounts of
PmB, the enthalpy of the phase transition from Lb to La was significantly
reduced. Electron microscopic pictures revealed a change in aggregation form
of LPS from small unilamellar to much larger, multilamellar vesicles upon
addition of PmB. In the MD-simulations a decrease in the thickness of the
lipid layer and an increase in fluidity within the fatty acid portion of LPS
was found.
In combination, a two step mechanism for the interaction of PmB with LPS
membranes is proposed. In the first step, electrostatic attractions lead to
weak binding of the positively charged PmB to the negatively charged lipid
without insertion of PmB into the membrane. Both the high density of opposite
charges on LPS and on PmB are required to initialize the subsequent
interactions. In the second step, the lipophilic part of PmB is completely
inserted into the membrane causing a considerable decrease in the state of
order of the fatty acids and neutralization of the membrane-surface charges.
These latter effects might then be responsible for the known breakdown of the
outer membrane barrier function.
en
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject.ddc
500 Naturwissenschaften und Mathematik::540 Chemie::540 Chemie und zugeordnete Wissenschaften
dc.title
Untersuchungen zur Wechselwirkung von Polymyxin B mit bakteriellen
Lipopolysacchariden
dc.contributor.firstReferee
Prof. Dr. Hans Bradaczek
dc.contributor.furtherReferee
Prof. Dr. Harald Labischinski
dc.date.accepted
1998-11-23
dc.date.embargoEnd
1998-12-11
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-1998000224
dc.title.subtitle
Aushandlungsprozesse in häuslichen Pflegearrangements
dc.title.translated
Some investigations of the interaction of polymyxin B with bacterial
lipopolysaccharides
en
dc.title.translatedsubtitle
Negotiation processes in domestic care arrangements
en
refubium.affiliation
Biologie, Chemie, Pharmazie
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000000037
refubium.mycore.transfer
http://www.diss.fu-berlin.de/1998/22/
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open access