1.1.4. Фосфолипидттік молекулалардың көмірсутек тізбектерінің мембраналардың липидтік биқабатындағы қозғалғыштығы

Көмірсутектердің тізбектеріндегі көміртектің атомдары бір бірімен бірлік байланыстар арқылы біріктіріледі. Егер де көмірсулы тзбектер қаныққан болса, олардың ішінде әр С-С-байланысы бойынша еркін айналу құбылысы болу мүмкін (сурет 8). Бұл себептен фосфолипидтің молекуласының формасы цилиндрлік емес, сфераға ұқсас болады.

А В

Сурет 8 – Фосфолипидтердің құйрықтарының әр түрлі конфигурациялары. А – С-С-байланыс арқылы еркін айналу құбылысы. В – май қышқылдарының көмірсутекті тізбектерінің конфигурациялары. 1 – транс-конфигурация, 2 – гош-конфигурация, 3 – екілік гош-конфигурация

Транс-конфигурация май қышқылдардың ең тұрақты конфигурациясы болып саналады, бұл қалыптан гош-формаға көшудің энергетикалық тосқауылдан өту үшін 3,5 ккал/моль энергияны жұмсау керек. Толығымен транс-конфигурацияда тізбек максималды созылған болады және өз бағытын өзгертпейді, ал гош-конформацияда бағыты өзгеруі мүмкін. гош-транс-гош ауысуы омырылымдардың (кинктердің) пайда болуына әкеледі (сурет 9).

Сурет 9. Кинктер арқылы липидтті биқабаттағы ионның жылжуы

Май қышқылдарының тізбектерінің конфигурацияларының өзгеруі әр түрлі молекулалардың биқабатта еріп биқабат арқылы өтуіне мүмкіндік береді (сурет 9).

1.1.5. Мембранадағы молекулярлық компоненттердің қозғалғыштығы

Липидтердің қозғалғыштықтарының түрлері.

Липидтердің мембранадағы қозғалғыштықтарының негізгі турі – латеральді диффузия. Латеральды диффузия - липидтердің бір моноқабаттың ішіндегі жылжуы. Бұл процесс өте жылдам ағады. Латеральдық диффузияның коэффициенті - 10^-7-10^-8 см²/с. t уақыты ішіндегі молекула өтетін, орташаршылы қашықтық келесі формуламен есептеледі:

[1.1.1].

Орта мөлшерлі липидтік молекула бір секунданың ішінде үлкен бактериялық клетканың ұзындығына тең қашықтықты (≈2 мкм) өте алады. Латеральды диффузияның жылдамдығы мембраналардың липидтік құрамынан және температурадан тәуелді.

Липидтердің қозғалғыштықтарының келесі түріне флип-флоп көшулер жатады. Флип-флоп көшулер дегеніміз трансбиқабаттық жылжу. Молекулалар бір қабаттан басқа қабатқа өте сирек көшеді. Бұл процесстің жылдамдығы өте төмен. Мысалы, бір фосфолипидтік молекула аптасына бір рет бір флип-флоп көшуге ұшырайды. Флип-флоп көшулердің төмен жылдамдығы липидтің полярлық басының мембрананың көмірсулы облысынан өту жолындағы туатын қиындықтармен байланысты. Кейбір интегралды (біріктіруші) ақуыздар флип-флоп көшулерді жеделдетеді.

Ақуыздардың қозғалғыштықтарының түрлері

Мембраналық ақуыздар мембрананың бір қабатынан басқа қабатына липидтер сияқты секіре ала алмайды. Бірақ олар өз өсі бойымен айналуы мүмкін (айналмалы диффузия).

Ақуыздардың көбісі латеральды диффузия арқылы да мембрананың биқабатында жылжи алады. Родопсин молекуласы үшін диффузия коэффициенті (D) 5•10^-9 см²с^-1 тең болады. Бұл шама фосфолипидтердің диффузия коэффициентісінен екі есе төмен, бірақ та басқа ақуыздармен салыстырғанда ең жоғары шама болып саналады.

Табиғатта кездесетін ақуыздардың латеральды және айналмалы диффузиялардың константалары 10^-10-10^-12 см²/с интервалында жатады.

Мембраналардағы липидті және ақуызды молекулалардың латеральды және айналдыру диффузия коэффициенттері келесі жайды дәлелдейді: физиологиялық қалыпта мембраналық жүйелер екіөлшемді сұйықтықтың қасиеттерімен сипатталады. Табиғаттағы мембраналар өз қызметін керекті деңгейде атқару үшін, олардың көмірсулы аймағы сұйық қалыпта болу керек.