3.5: Молекули ліпідів - фосфоліпіди

Last updated
Save as PDF

Page ID: 4151

Boundless
Boundless

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Цілі навчання

Опишіть фосфоліпіди і їх роль в клітині

Визначення характеристик фосфоліпідів

Фосфоліпіди є основними компонентами плазматичної мембрани, самого зовнішнього шару клітин тварин. Як і жири, вони складаються з ланцюгів жирних кислот, прикріплених до хребта гліцерину. На відміну від тригліцеридів, які мають три жирні кислоти, фосфоліпіди мають дві жирні кислоти, які допомагають утворювати діацилгліцерин. Третій вуглець гліцеринової магістралі також займає модифікована фосфатна група. Однак просто фосфатна група, приєднана до діацилгліцерину, не кваліфікується як фосфоліпідний. Це буде вважатися фосфатидатом (діацилгліцерин 3-фосфат), попередником фосфоліпідів. Щоб кваліфікуватися як фосфоліпідний, фосфатну групу слід модифікувати спиртом. Фосфатидилхолін і фосфатидилсерин є прикладами двох важливих фосфоліпідів, які містяться в плазматичних мембранах.

зображення — Малюнок\(\PageIndex{1}\): Молекула фосфоліпідів: Фосфоліпід - це молекула з двома жирними кислотами та модифікованою фосфатною групою, прикріпленою до хребта гліцерину. Фосфат може бути модифікований додаванням заряджених або полярних хімічних груп. Дві хімічні групи, які можуть змінити фосфат, холін і серин, показані тут. Як холін, так і серин приєднуються до фосфатної групи в положенні, позначеному R через гідроксильну групу, зазначену зеленим кольором.

Структура молекули фосфоліпідів

Фосфоліпід - це амфіпатична молекула, що означає, що вона має як гідрофобний, так і гідрофільний компонент. Одна молекула фосфоліпідів має фосфатну групу на одному кінці, звану «головою», і два пліч-о-пліч ланцюга жирних кислот, що складають ліпідні «хвости». фосфатна група негативно заряджена, роблячи голову полярною і гідрофільною, або «люблячою воду». Таким чином, фосфатні головки притягуються до молекул води в їх середовищі.

Ліпідні хвости, з іншого боку, є незарядженими, неполярними та гідрофобними, або «бояться води». Гідрофобна молекула відштовхує і відштовхується водою. Деякі ліпідні хвости складаються з насичених жирних кислот, а деякі містять ненасичені жирні кислоти. Таке поєднання додає плинності хвостів, які постійно знаходяться в русі.

Фосфоліпіди та біологічні мембрани

Клітинна мембрана складається з двох сусідніх шарів фосфоліпідів, які утворюють бішар. Хвости жирних кислот фосфоліпідів звернені всередину, подалі від води, тоді як фосфатні головки звернені назовні водною стороною. Оскільки голови звернені назовні, один шар піддається внутрішній частині клітини і один шар піддається зовнішньому. Оскільки фосфатні групи полярні та гідрофільні, їх приваблює вода у внутрішньоклітинній рідині.

Через хімічні та фізичні характеристики фосфоліпів ліпідний бішар діє як напівпроникна мембрана; тільки ліпофільні розчини можуть легко пройти фосфоліпний бішар. В результаті на кожній стороні мембрани є два окремих водних відсіку. Це поділ має важливе значення для багатьох біологічних функцій, включаючи зв'язок клітин і метаболізм.

Плинність мембрани

Плазмова мембрана клітини містить білки та інші ліпіди (наприклад, холестерин) у фосфоліпідному бішарі. Біологічні мембрани залишаються рідкими через ненасичених гідрофобних хвостів, які перешкоджають фосфоліпідним молекулам упаковуватися разом і утворювати тверду речовину.

Якщо краплю фосфоліпідів поміщають у воду, фосфоліпіди спонтанно утворюють структуру, відому як міцелла, з їх гідрофільними головками, орієнтованими на воду. Міцели - це ліпідні молекули, які влаштовуються в сферичній формі у водному розчині. Освіта міцели є відповіддю на амфіпатичну природу жирних кислот, що означає, що вони містять як гідрофільні, так і гідрофобні області.

Ключові моменти

Фосфоліпіди складаються з молекули гліцерину, двох жирних кислот і фосфатної групи, яка модифікована спиртом.
Фосфатна група - це негативно заряджена полярна головка, яка є гідрофільною.
Ланцюги жирних кислот - це незаряджені неполярні хвости, які є гідрофобними.
Так як хвости гідрофобні, вони звернені всередину, подалі від води і зустрічаються у внутрішній області мембрани.
Так як головки гідрофільні, вони звернені назовні і притягуються до внутрішньоклітинної і позаклітинної рідини.
Якщо фосфоліпіди поміщаються в воду, то вони утворюються в міцели, які представляють собою ліпідні молекули, які влаштовуються в сферичній формі у водних розчині.

Ключові умови

міцелла: Молекули ліпідів, які розташовуються в сферичній формі у водних розчині.
амфіпатичний: описує молекулу, таку як миючий засіб, який має як гідрофобні, так і гідрофільні групи.