Membran-Asymmetrie

Herkömmliche Liposomen unterscheiden sich von natürlichen Membranen durch die symmetrische Verteilung der Lipide auf die beiden Membranmonoschichten. Diese Lipid-Asymmetrie zwischen den Monoschichten zellulärer Membranen ist ein besonderes Merkmal, welches sowohl zelluläre Signale vermittelt oder unterstützt (so z.B. bei der Apoptose oder der Blutgerinnung) als auch bei zahlreichen Erkrankungen eine wichtige Rolle spielt. Um die Einflüsse der Lipid-Asymmetrie auf Transportvorgänge in Membranen oder auf die Interaktionen zwischen Zellen und Membranen zu untersuchen, können sog. asymmetrische Liposomen verwendet werden. Deren Herstellung ist durch Lipidtransfer zwischen ungleichen Liposomenpopulationen mittels Lipid-Transfer-Proteinen oder durch enzymatische Veränderung der Lipide in der äußeren Monoschicht möglich (Dissertationen von Dr. Susanne Wieland-Berghausen, Dr. Joachim Momm, Dr. Martin Holzer und Marcus Wüller).

Zur Verfolgung des protein-vermittelten Lipidtransfers geladener Phospholipide zwischen Donor- und Akzeptorliposomen wird das Verfahren der Free-Flow Elektrophorese eingesetzt. Diese erlaubt die Trennung von Donor- und Akzeptorvesikeln und die gleichzeitige Quantifizierung der Asymmetrie.

Im Zusammenhang mit der Herstellung asymmetrischer Liposomen über protein-vermittelten Lipidtransfer wurden Verfahren entwickelt, welche die Herstellung von Donor- und Akzeptorliposomen mit idealen Eigenschaften erlauben. Durch eine Kombination von Detergensdialyse und Größenausschlusschromatographie konnten unilamellare, sphärische Liposomen von definierter Größe und mit sehr enger Größenverteilung hergestellt werden. In Bereichen der Modellmembran-Forschung, in denen der Einfluss der Membrankurvatur eine Rolle spielt, sind solche Liposomen hilfreich.