Cтраница 4
Микрофотография малых мо-коламеллярнык липосом, приготовленных из фосфатидил холи на обработкой ультразвуком ( негативное контрастирование фосфовольфраматом калия. [46] |
По данным ре итге неструктурно го анализа общая толщина ли-пидного бислоя в многослойных липосомах из яичного фосфатидил-холина составляет 4 нмт а толщина его диглицеридной части раана 3 нм. Площадь, приходящаяся на одну молекулу фосфатидилхолина в липосомальном бислое, составляет около 0 72 hmj, что соответствует площади в фосфатидилхолиновом монослое, сжатом до давления 2Т0 - 2 5 - 10 н / см. Толщина водного промежутка между даумя соседними липидными бислоями составляет около 2 - 3 нм, но может возрастать до 20 нм и более в случае заряженных бислоев. Соответственно увеличивается и суммарный внутренний водный объем липосом. В среднем объем водной фазы многослойных липосом обычно составляет около 20 - 40 % от их общего объема. В расчете на 1 моль липида ( - - 1000 г) многослойные липосомы могут включать от I до 4 л воды. [47]
Однако при этом поверхностно-активные фосфолипиды биомембран склонны к образованию ли-пидных бислоев, в которых с каждой молекулой фосфолипида связано 11 молекул. Структура бислоя является термодинамически предпочтительной, поскольку площадь, занимаемая полярной группой, практически равна площади двух ацильных цепей. Для отличных от бислоя конфигураций требуется повышенное сосредоточение гидрофобных хвостов. [48]
Удельная свободная энергия в бислое ( /, цилиндрической мицелле ( 2 и сферической мицелле ( 3. [49] |
Свободная энергия сферических мицелл всегда выше, чем свободная энергия бислоя, и поэтому далее не рассматривается. Поскольку три 300 С AT4 2 - Ю-2 кДж, то энергия теплового движения соизмерима с величиной F. Это значит, что IB области перекрывания удельных свободных энергий липида в мицеллярном состоянии и IB бислое возможны спонтанные переходы из одного состояния в другое. [50]
Гидрофобные хвосты обращены внутрь - они образуют гидрофобную внутреннюю часть бислоя. [51]
Соотношение липидов в монобислойных везикулах. [52] |
Относительное содержание различных классов липидов во внутренней и внешней областях бислоя может быть определено методом ЯМР или с использованием химических меток. [53]
Единственная попытка построения микроскопической теории диэлектрической проницаемости и показателя преломления липид-ных бислоев принадлежит Оуки [98], который представил пленку как однородный слой строго упорядоченных метальных групп. Расчет показал, что такая модель характеризуется значительной анизотропией диэлектрической проницаемости и показателя преломления, хотя порядок этих величин был тем же, что и при макроскопическом подходе. Однако представление черной пленки в виде кристаллоподобного тела не совсем корректно, поэтому вопрос о построении микроскопической теорий с учетом ее реальной структуры остается открытым. [54]
По сравнению с ЦПМ внешняя мембрана ( ВМ) является сильно асимметричным липид-ным бислоем, в котором внутренний слой состоит из фосфоли-пидов, а внешний - из липополисахаридов. ВМ и муреиновый слой соединены липопротеином, который своим N-кон-цом с замещенными жирными кислотами погружен во внешнюю мембрану, а его карбоксильный конец связан с муреином. ВМ содержит белки-порины, формирующие поры. [55]
В отличие от латеральной диффузии, миграция липидов с одной стороны бислоя на другую обычно происходит чрезвычайно медленно. Причина исключительно медленного флип-флопа заключается в его энергетической невыгодности, так как требуется перенести полярную головку фосфолипидной молекулы через гидрофобную область бислоя. Однако а ряде случаев скорость флип-флопа может значительно аозрастать под действием ряда факторов, таких, как необычная структура липида, неустойчивое фазоаое состояние бислоя или присутствие в нем молекул, облегчающих перенос полярной головки липидной молекулы через гидрофобную среду. [56]
Схематическое изображение структур жидких кристаллов. ( а ламелярная фаза. [57] |
Ламмелярные фазы представляют как термотропные, так и лиотропные супрамолекулярные ассоциаты бислоев. На рис. 5.5 показаны некоторые из жидкокристаллических супрамолекулярных ассоциатов. Толщина бислоев, а также межслоевое расстояние могут быть получены из данных рентгено-структурного анализа. Вклад растворителей и солей в такие структурные особенности бислоев в ламелях приводит к лиотропному эффекту. [58]
Двойной слой ориентированных ам-фипатических липидных молекул; углеводородные хвосты обращены внутрь бислоя и образуют непрерывную неполярную фазу. [59]
Мысленный эксперимент изображен на рис. 6, который описывает прямое образование отдельного бислоя из ламеллярного жидкого кристалла. Этот эксперимент является хорошей иллюстрацией соотношения от ут [ уравнение ( 7) ]), что выполняется при равновесных условиях. [60]