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微生物脂肽是由微生物产生的一类由疏水脂肪链和亲水肽链构成的具有两亲结构的生物表面活性剂,其中表面活性素(surfactin)是已报道的表面活性最强的微生物脂肽之一。Surfactin不仅具有良好的表面活性,还具有抗菌、抗病毒、溶血等一系列特殊的生物活性。本文分别以磷脂单分子膜和磷脂脂质体作为生物膜模型,研究surfactin与磷脂在气/液界面和脂质体溶液中的相互作用。从枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis HS0121的发酵培养液分离得到surfactin样品,经过常压柱色谱分离、反相高效液相色谱分离得到一组脂肪酸链碳数分别为12、13、14、15和16的五种surfactin结构类似物,其中四种肽环结构相同,脂肪酸链长不同,在文中分别以surfactin-C12、surfactin-C13、surfactin-C14和surfactin-C15表示,另有一种surfactin肽环结构与前四种存在差异(氨基酸顺序为N-Asp-Leu-Leu-Val-Glu-Leu-Leu-C),在文中以[Asp1, Glu5]surfactin-C16表示。通过Langmuir膜天平研究了不同摩尔分数的surfactin-C14与DMPC：二肉豆蔻酰磷脂酰胆碱)二元体系在空气、水界面的混合单分子膜性质,计算了混合单分子膜的过剩面积(Aex),并用原子力显微镜(AFM)表征了混合膜的表面形貌。结果表明混合膜中surfactin-C14摩尔分数(Xs)为0.10时,surfactin-C14和DMPC在单分子膜中是非理想混溶的,其过剩面积小于0；Xs为0.75时,其过剩面积大于0,二者可能在单分子膜中形成二维团簇；而在考察的其它摩尔分数下,二者在单分子膜中的排斥作用随着表面压的增大而减小。从混合膜的AFM表面形貌可以看出,当表面压为25 mN·m-1时,少量DMPC的加入促进了surfactin-C14自身的表面聚集；结果表明surfactin的界面浓度和表面压是影响surfactin-C14与DMPC在混合单分子膜内的相互作用的重要因素。Surfactin-C14单分子膜的压缩-扩张循环曲线结果表明单分子膜在经历了“平台区”后出现较大的迟滞环,迟滞环的形状与亚相pH有关。将“平台区”的单分子膜转移到云母表面,用扫描电子显微镜观察到直径达几十至数百纳米的表面聚集体,说明surfactin-C14分子在“平台区”发生聚集,此时在surfactin-C14单分子膜中形成了三维的有序聚集体。考察了surfactin分子中脂肪酸链长、亚相pH、表面压以及surfactin/DMPC摩尔比对混合膜行为的影响。结果表明亚相pH对surfactin与DMPC混合膜内的相互作用有一定的影响,主要是由于亚相pH会改变surfactin分子间或分子内氢键作用、从而引起surfactin/DMPC极性头基之间的相互作用发生了变化；此外,当混合单分子膜处于液态扩张态时surfactin与DMPC的相互作用以斥力为主,当混合膜处于液态凝聚态时surfactin与DMPC的相互作用更倾向于吸引力。研究了新型结构的[Asp1,Clu5]surtactin-C16和DMPC在混合单分子膜中的相互作用。从Aex-Xs曲线可以看出[Asp1,Glu5]surfactin-C16和DMPC在超纯水亚相的混合性同样依赖于混合体系中surfactin的摩尔分数和表面压。在酸性亚相表面上,surfactin分子的两个酸性氨基酸基团被质子化,质子化的羧基可能会引起分子内及分子间静电斥力减弱,使得表面上形成烷基链更紧密的排列；此时surfactin分子内分子间的氢键作用增强,导致surfactin和DMPC的相互作用要弱于surfactin分子间的相互作用。在碱性亚相中,surfactin分子中的酸性氨基酸残基被离子化,导致氢键作用下降,从而有利于增强surfactin疏水链与DMPC疏水链的相互作用。通过小角X射线散射(SAXS)、荧光芘探针法和冷冻蚀刻透射电镜(FF-TEM)等方法研究了[Asp1,Clu5]surfactin-C16对DMPC脂质体膜的破坏作用。小角X射线散射结果表明脂质体膜的厚度随着磷脂链长的增加而增加,surfactin的加入使脂质体表面膜的结构产生了明显变化。当加入的surfactin浓度较高时,DMPC脂质体的部分膜结构被破坏。荧光芘探针结果I1/I3(荧光强度比)的变化趋势表明DMPC脂质体和surfactin的相互作用使芘分子向更疏水的环境移动。通过冷冻蚀刻透射电镜(FF-TEM)进一步观察到了完整的DMPC脂质体,以及加入surfactin后脂质体的破裂,并发生与surfacin聚集成团簇结构的形态变化。