Stability of Colloids in Negatively Co‑operative Melittin–Phospholipid

Abstract

The adsorption of melittin on 1-palmitoyl-2-oleoyl-sn-glycero-3-phosphocholine membranes is analysed. Rising melittin concentration, a multilayer adsorption is observed and discussed in terms of either monomer or tetramer stacking to the surface. An electrostatic adsorption model is applied because of the cationic peptide. According to the Derjaguin–Landau–Verwey–Overbeek theory, the energy well corresponding to melittin aggregation in membranes is rather broad and, practically, no barrier exists opposing the aggregation of melittin molecules. Such aggregation corresponds to a small energy variation relative to the thermal energy, which suggests that spon-taneous thermal fluctuations can affect the aggregation state of melittin at the membrane–solu-tion interface. The results of the work make evident the multilayer formation of melittin on phospholipid membranes. Melittin tetramers, which are formed in solution, bind directly to the phospholipid membrane, which results in multilayers on the surface. Adsorption is treated viaLangmuir adsorption isotherm modified by electrostatic effects. The theoretical treatment is an elegant method because both Gouy–Chapman and Debye–Hückel formalisms apply Poisson–Boltzmann equation to calculate the potential.

Se analiza la adsorción de melitina sobre membranas de 1-palmitoil-2-oleoil-sn-glicero-3-fosfo-colina. Elevando la concentración de melitina, se observa y discute una adsorción en multicapas en cuanto a apilamiento, bien de monómeros, bien de tetrámeros, hacia la superficie. Se aplica un modelo de adsorción electrostática por el péptido catiónico. De acuerdo con la teoría Derjaguin-Landau-Verwey-Overbeek, el pozo de energía que corresponde a la agregación de melitina en membranas es bastante ancho, y prácticamente no existe barrera que se oponga a la agregación de moléculas de melitina. Tal agregación corresponde a una pequeña variación de energía re-lativa a la energía térmica, que sugiere que espontáneas fluctuaciones térmicas pueden afectar al estado de agregación de la melitina en la interfacie membrana-disolución. Los resultados del trabajo evidencian la formación de multicapas de melitina sobre membranas fosfolipídicas. Tetrámeros de melitina, que se forman en disolución, enlazan directamente con la membrana fosfolipídica, que resulta en multicapas sobre la superficie. La adsorción se trata vía la isoterma de adsorción de Langmuir, modificada por efectos electrostáticos. El tratamiento teórico es un elegante método porque los formalismos tanto de Gouy-Chapman como Debye-Hückel aplican la ecuación de Poisson-Boltzmann para calcular el potencial.