Cholesterol in oriented bilayers: Determination of order parameters by proton detected local field NMR spectroscopy

Institut de Pharmacologie et de Biologie Structurale, CNRS, 205 route de Narbonne, 31077 Toulouse, France

Abstract

Cholesterol order parameters are usually determined by deuterium NMR using specifically deuterated cholesterol. We demonstrate herein that the same information may be obtained from the C-H dipolar couplings using 2D experiments correlating ¹³C chemical shifts and H-C dipolar couplings (PDLF spectroscopy) which we have performed for the first time on oriented lipid bilayers. The order parameters of C₄-H_a and C₄-H_e vectors calculated from this experiment are in agreement with those previously determined on the same sample from deuterium NMR. This experiment opens the way to the simultaneous determination of order parameters of all C-H vectors without the need of specific labeling.

Résumé

La détermination des paramètres d'ordre du cholestérol dans une bicouche lipidique est possible par RMN du deutérium après synthèse de cholestérol spécifiquement marqué. Nous montrons dans cet article que la même information peut être extraite à partir des constantes de couplage dipolaire C-H à l'aide d'expériences 2D de corrélation déplacement chimique ¹³C - couplage dipolaire ¹³C-H, appelées PDLF, qui ont été réalisées pour la première fois sur des bicouches lipidiques orientées. Les paramètres d'ordre des vecteurs C₄-H_a et C₄-H_e issus de cette expérience sont en accord avec ceux déterminés précédemment, sur le même échantillon, par RMN du deutérium. Cette approche permet d'envisager la détermination en une seule expérience des couplages dipolaires de tous les vecteurs C-H sans avoir recours au marquage spécifique.