Adsorption behavior of lanthanide ions on nonbiological phospholipid membranes; A Model study using liposome

リン脂質二重膜モデル(リポソーム)に対するランタノイドイオンの吸着挙動の検討

山崎 信哉; 白井 理*; 加納 健司*; 香西 直文   ; 坂本 文徳  ; 大貫 敏彦

Yamasaki, Shinya; Shirai, Osamu*; Kano, Kenji*; Kozai, Naofumi; Sakamoto, Fuminori; Onuki, Toshihiko

微生物に対するランタノイドイオンの吸着挙動を非生物的な現象として理解するために、生体膜モデルとしてリポソームを用いて吸着挙動を検討した。14種類のランタノイドイオンすべてで、pHが増加すると吸着量も増加した。またランタノイドイオンの吸着率を調べた結果、Euイオンで極大、Erイオンで極小値を得た。この選択的な吸着挙動は微生物表面で見られる結果と一致した。これらの結果から、ランタノイドイオンはリポソームの成分であるリン酸基に対する吸着であることが明らかとなった。また、リポソームは微生物の生体膜表面の良いモデル系であることも示された。

The adsorption behavior of lanthanide ions (except for Pm) on liposomes composed of phosphatidylcholine and cholesterol was examined to understand the interaction between lanthanide ions and the phosphoryl moiety of phospholipids. The adsorption of lanthanide ions increased with an increase in pH under the weakly acidic conditions. Selective adsorption with the local maximum at the Er ion and local minimum at the Er ion was observed, similar to the selective adsorption of the bacterial cell surface but different from that of orthophosphates. These results indicate that the adsorption of lanthanide on the phospholipid does not result from simple adsorption on orthophosphate functional groups but by the composition and molecular structure of the phospholipid. Our results strongly suggest that liposomes can be used as a simple biomembrane model without any biological activity for the study of adsorption of lanthanide ions.