Ліпідний бішар: властивості.

Ліпідний бішар: фазовий перехід
Перехід ліпідного бішару, що складається з фосфоліпідів одного типу, при зниженні температури до строго певного значення з рідкого стану в кристалічний називається фазовим переходом ліпідного бішару. Якщо вуглеводневі ланцюги подвійні або в них містяться подвійні зв’язки, то температура переходу виявляється нижче. У штучних бішару, що містять суміш фосфоліпідів з різним ступенем насиченості, може відбуватися розділення фаз. Індивідуальні фосфоліпідні молекули одного типу формують кластери гелю, коли температура знижується до точки замерзання.

Ліпідний бішар: плинність
Найважливіше з властивостей ліпідного бішару – це плинність. Те, що окремі молекули ліпідів здатні вільно дифундувати в межах ліпідного бішару, вперше стало відомо на початку 197О-х років. Спочатку це було показано на штучних ліпідних бішару. Для експериментальних досліджень виявилися корисними штучні мембрани двох типів:
1) ліпосоми, що мають форму сферичних пухирців, діаметром від 25 до 1 мкм в залежності від способу їх отримання, і
2) плоскі бішару, звані чорними мембранами, що закривають отвір в перегородці між двома відділеннями судини, заповненими водою.
Для вимірювання рухливості окремих ліпідних молекул і їх частин використовуються різноманітні методи. До полярної голові молекули ліпіду можна приєднати “спінових мітку”, наприклад нітроксільную групу, яка має неспарений електрон. Спін цього електрона породжує парамагнітний сигнал, що виявляється методом електронного парамагнітного резонансу (ЕПР). Цей метод дозволяє легко визначити рух і орієнтацію в Біслі подібного спін-міченого ліпіду. Такі дослідження показують, що ліпідні молекули в штучних мембранах надзвичайно рідко перескакують з одного моношару в інший. Будь індивідуальна молекула ліпіду здійснює такий перескок (фліп-флоп) рідше, ніж один раз на два тижні. З іншого боку ліпідні молекули без праці міняються місцями зі своїми сусідами в межах одного моношару (приблизно 1О млн разів за 1с), що призводить до швидкої латеральної дифузії, причому коефіцієнт дифузії D становить близько 1О? -8? кв. см за 1 с. Це означає, що ліпідна молекула діффундірлет на відстань, рівну довжині великий бактеріальної клітини (2 мкм), приблизно за 1 с. Ці дослідження також показують, що молекули ліпідів дуже швидко обертаються навколо своїх поздовжніх осей, а їх вуглеводневі ланцюги володіють гнучкістю; найбільша рухливість спостерігається у центру бішару, а найменша – близько полярної голови.
Поведінка ліпідних молекул в клітинних мембранах в основному схоже з поведінкою цих молекул в штучних бішару: ліпідний компонент біологічної мембрани являє собою двовимірну рідина, в якій окремі молекули ліпідів швидко переміщаються, але тільки в межах свого монослоя.
Іншим чинником крім температури, що визначає плинність мембрани, є холестерол. Про те, що певна плинність мембрани має важливе біологічне значення свідчить факт, що бактерії, дріжджі та інші пойкілотермние організми змінюють жирнокислотний склад своїх плазматичних мембран таким чином, щоб плинність мембрани залишалася приблизно постійною.
Текуча структура ліпідного бішару дає можливість мембранним білкам швидко дифундувати і взаємодіяти між собою, забезпечує простий спосіб поширення мембранних компонентів від місць, де вони увійшли до складу бішару після того, як були синтезовані, в інші області клітини. Текучість дозволяє мембранам зливатися один з одним, причому здатність до регуляції їх проникності не втрачається.

Ліпідний бішар: асиметрія
У всіх вивчених плазматичних мембранах дві половини бішару розрізняються по ліпідному складу. У мембрані еритроцитів людини більшість ліпідних молекул, що закінчуються холіном (CH3) 3NCH2CH2OH, розташовуються у зовнішній половині бішару, a основна частина фосфоліпідів, несучих на кінці первинну аміногрупу, – у внутрішній. Оскільки вуглеводневі ланцюги перших більш насичені, асиметрія в розподілі полярних голів супроводжується також ассиметрієй розподілу вуглеводневих хвостів. Негативно заряджений фосфатидилсерин локалізована у внутрішній половині бішару; отже, два монослоя істотно розрізняються і по заряду.
Асиметрія бішару виникає при його біосинтезі в ЕПР і обумовлена ​​існуванням білків, що переносять специфічні ліпідні молекули з одного моношару в інший. Асиметрія в розподілі ліпідів забезпечує правильну орієнтацію мембранних білків в бішарі.

Comments are closed.