Водно-липидные смеси

Смеси липидов с водой отличаются выраженным полиморфизмом. Даже индивидуальные очищенные липиды в гидратированном состоянии могут находиться в нескольких структурных модификациях. Какая из структур преобладает, зависит от таких параметров, как концентрация липида, температура, давление, ионная сила и рН. Особенно полезным при изучении типов структурной организации водно-липидных систем оказался метод дифракции рентгеновских лучей. При этом чаще всего варьируют концентрацию липида и температуру, а полученные данные представляют в виде фазовой диаграммы, показывающей, какую структуру система имеет в различных областях диаграммы «температура — концентрация». Наряду с дифракцией рентгеновских лучей для определения фазовых границ водно-липидных систем часто используют дифференциальную сканирующую калориметрию. Эти исследования проводят обычно при высоких концентрациях липида, однако многие структуры, обнаруженные при таких условиях, образуются также в липидных дисперсиях при большом избытке воды.

Основные типы структурной организации водно-липидных систем схематично представлены на рис. 2.4.

1.Ламеллярная жидкокристаллическая фаза, Считают, что именно в этой фазе находится основная масса липидов в биологических мембранах. Как свидетельствуют данные дифракции рентгеновских лучей, для этой фазы характерно упорядоченное расположение слоистых структур при значительной неупорядоченности ацильных цепей.

2.Ламеллярная гелевая фаза. Она образуется при низкой температуре теми липидами, которые формируют слоистые структуры. В этой фазе молекулы упакованы более плотно, а ацильные цепи намного более упорядочены и находятся преимущественно в полнос-тью-трянс-конфигурации, как и в липидных кристаллах. Поскольку цепи максимально вытянуты, толщина бислоя в фазе геля выше, чем в жидкокристаллической фазе. Плотность фазы геля несколько выше плотности жидкокристаллической фазы. В случае липидов, имеющих объемные полярные головки, ацильные цепи наклонены относительно поверхности бислоя подобно тому, как это наблюдается в некоторых липидных кристаллах. Наклон цепей обычно обозначают штрихом Интересно, что дисперсии фосфатидилхолина в растворах, содержащих некоторые спирты, в том числе и глицерол, образуют необычную фазу геля, в которой противолежащие половины «бислоя» своими ациль-ными цепями полностью проникают друг в друга. Биологическая роль этого явления неясна.

3. Гексагональная фаза I. В этом случае липидные молеку- лы формируют цилиндрические структуры, поверхность которых образована полярными головками и контактирует с водой. Сами цилиндры упаковываются с образованием гексагональной решетки.

4. Гексагональная фаза II. Липиды также образуют цилиндры, но в этом случае полярные группы обращены внутрь цилиндра и формируют водный канал. Упаковка самих цилиндров также является гексагональной.

Очень важно, что некоторые липиды образуют небислойные структуры. Действительно, многие очищенные мембранные липиды не образуют стабильных бислоев, а предпочитают находится в гек-

сагональной фазе Ни. В качестве примера можно упомянуть ненасыщенные фосфатидилэтаноламины, а также такой гликолипид, как моногалактозилдиацилглицерол. Причины такого поведения и его возможная биологическая значимость обсуждаются в следующих разделах.


Другие статьи:

Структура биологического знания
Биология – составная часть естествознания; совокупность наук о живой природе, многообразия существовавших живых организмов, их строении и функциях, происхождении, распространении и развитии, связях друг с другом и с неживой природой. Биол ...

Остеомиелит
Остеомиелит – воспаление костного мозга, обычно распространяющееся на компактное и губчатое вещество кости и надкостницу. [Борисов Л.Б. Медицинская микробиология, вирусология и иммунология. М.:Медицина 1994г. С. 485-487] По этиологическ ...

РНК
В 1978 стал преподавателем в университете Колорадо в Боулдере. Здесь Чек сделал свое главное открытие. Был первым, кто сообщил о каталитической активности РНК. Это произошло в 1982. Годом позже С.Олтмен пришел к такому же заключению. Сло ...