Netsu Sokutei, 33 (4), p. 174, (2006)



Phase Transition Behavior of the Highly Asymmetric Chain Length N-lignoceroylsphingomyelin (C24:0-SM) Bilayer System

本研究では,スフィンゴシン鎖とアシル鎖の鎖長が著しく非対称のN-リグノセロイルスフィンゴミエリン(C24:0-SM)のサブゲル-ゲル(TS)およびゲル-液晶(TM)相転移挙動をミクロ示差走査熱量測定(DSC)によって検討した。ゲル相温度で調製したC24:0-SMベシクル懸濁液のDSCを連続的に昇降温を繰り返して行ったとこ ろ,TM転移エンタルピーは36.0から32.6 kJ (mol lipid)-1までの,僅かな減少であったが,TS転移エンタルピーは,25.9 から16.9 kJ (mol lipid)-1まで,約40 %も減少した。このTS転移エンタルピーの大きな減少の原因を明らかにするために,ゲル相温度で調製したC24:0-SMベシクル懸濁液を異なる温度で15時間の期間にわたって熱処理を施した。その結果,TS転移は可逆的相転移であるのに対して,TM転移は可逆的相転移ではないこと,すなわち,TM転移温度での熱処理時間の増大に伴って,TS転移エンタルピーは著しく減少することが明らかになった。さらに,C24:0-SM2分子膜の低温サブゲル相での集合形態を電子顕微鏡観察によって検討した。その結果,TM転移温度での熱処理時間の増大に伴って,C24:0-SMのサブゲル相の集合形態は,平板状の多重層構造から,大きいサイズの多重膜ベシクルを経て,最終的には比較的小さいサイズの1重膜ベシクルまで,膜表面の曲率を増大させる方向に,著しく変化することが明らかとなった。
A study on phase transition behavior of sphingophospholipid-water system was performed for the highly asymmetric chain length N-lignoceroylsphingomyelin (C24:0-SM) with a differential scanning microcalorimetry (DSC). The C24:0-SM was partially synthesized by a deacylation-reacylation process with naturally occurring sphingomyelin used as a starting material. The C24:0-SM showed a low-temperature phase transition of the subgel-to-gel phase (TS), successively followed by the common phase transition of the gel-to-liquid crystal phase (TM). The TS transition enthalpy decreased with an increase in periods of thermal annealing performed at the TM transition temperature. This indicated that the TM transition accompanies a change in the packing mode which proceeds very slowly up to the annealing periods of 9 h. In this accord, the electron micrographs of the subgel phase showed a drastic structural change of planer bilayer stacks into multilamellar vesicles and finally into small size unilamellar vesicles, which appear with increasing the periods of the annealing.