Классификация, принципы построения и характеристика мембранных липидов

Мембранные липиды - это амфипатические молекулы, самопроизвольно формирующие бислои. Липиды нерастворимы в воде, однако легко растворяются в органических растворителях. В клеточной мембране присутствуют липиды трех главных типов: 1) фосфолипиды (наиболее распространенный тип); Фосфолипи́ды — сложные липиды, сложные эфиры многоатомных спиртов и высших жирных кислот. Содержат остаток фосфорной кислоты и соединенную с ней добавочную группу атомов различной химической природы. В зависимости от входящего в их состав многоатомного спирта принято делить фосфолипиды на три группы: глицерофосфолипиды (глицерофосфатиды) — содержат остаток глицерина фосфосфинголипиды — содержат остаток сфингозина фосфоинозитиды — содержат остаток инозитола 2) холестерол (холестерин) — вторичный одноатомный циклический спирт. В крови и тканях организма содержится в свободной и эстерифицированной формах. C27H45OH 3) гликолипиды -сложные липиды, образующиеся в результате соединения липидов с углеводами. У гликолипидов имеются полярные «головы» (углевод) и неполярные «хвосты» (остатки жирных кислот). Благодаря данному свойству, вместе с фосфолипидами, гликолипиды входят в состав клеточных мембран.

Модельные липидные системы: монослои, мицеллы, липосомы.

Моносло́й — единичный, плотно упакованный слой атомов, молекул или клеток

Мицеллы (уменьшительное от лат. mica — частица, крупинка) — частицы в коллоидных системах, состоят из нерастворимого в данной среде ядра очень малого размера, окруженного стабилизирующей оболочкой адсорбированных ионов и молекул растворителя.

Липосомы — самопроизвольно образующиеся в смесях фосфолипидов с водой замкнутые пузырьки. Их стенка состоит из одного или нескольких бислоёв фосфолипидов (слоёв толщиной в две молекулы), в которые могут быть встроены другие вещества (например, белки). Внутри липосом содержится вода или раствор.

Фазовые переходы липидов, температура фазового перехода

Консистенция мембраны зависит от температуры. При физиологической температуре мембрана, как правило, находится в жидкостном состоянии, сохраняя при этом общую упорядоченность структуры, хотя отдельные ее части обладают свободой движения. при понижении температуры подвижность плоской мембраны уменьшается и мембрана переходит в состояние “кристаллического геля”. Этот переход зависит от химического состава. При этом важное значение имеют следующие параметры: 1. Длина цепи жирной кислоты. Жирная кислота с длинной цепью обладает более высокой подвижностью, чем жирная кислота с короткой цепью. С увеличением длины на группы температура фазового перехода увеличивается 2. Степень насыщения жирных кислот. Если пленка состоит из смеси насыщенных и ненасыщенных фосфолипидов, то в месте расположения двойных связей нарушается порядок, т.к. не будет соблюдаться строго параллельное расположение цепей. Поэтому пленки из насыщенных и ненасыщенных цепей при этой же температуре более жидкие чем пленки, построенные из одних только насыщенных цепей. При увеличении степени насыщенности температура фазового перехода понижается. 3. Присутствие и распределение холестерина в мембране. Холестерин относится к так называемым простым липидам; это липидное соединение, которое является отличительной составной частью многих мембран. 4. Процентного содержания воды в системе. Тф.п. липидов в безводном состоянии много выше, чем для диспергированных в воде липидов.

При фазовом переходе в мембранах изменяются скачком энтропия и ее объем, т.е. объем и энтропия системы, являющиеся первыми производными свободной энергии и претерпевают разрыв в точке фазового перехода.