Мембраны полярная

В водных растворах полярных органических веществ компоненты смеси в связанном слое обладают практически одинаковой подвижностью, так как в системе мембрана — полярный растворитель — полярное растворенное вещество преимущественно действуют межмолекуляр-ные силы одной природы (ориентационные). Поэтому, например, в [c.218]

Рис. 12-19. Асимметричность распределения липидов на двух поверхностях липидного бислоя клеточной мембраны. Полярные липидные молекулы могут свободно перемещаться по поверхности каждой из сторон мембраны, однако тот перескок молекул липида с одной стороны мембраны на другую, который показан на схеме, происходит лишь в редких случаях.

Фосфолипиды составляют основу липидного бислоя биологических мембран (см. главу 15) и очень редко встречаются в составе запасных отложений жиров. Преимущественное участие фосфолипидов в формировании клеточных мембран объясняется их способностью выступать в роли поверхностно-активных веществ и образовывать молекулярные комплексы с белками — хиломикроны, липопротеины (см. ниже). В результате межмолекулярных взаимодействий, удерживающих друг возле друга углеводородные радикалы, образуется внутренний гидрофобный слой мембраны. Полярные фрагменты, расположенные на внешней поверхности мембраны, образуют гидрофильный слой. Благодаря полярности молекул фосфолипидов обеспечивается односторонняя проницаемость клеточных мембран. В связи с этим фосфолипиды широко распространены в растительных и животных тканях, особенно в нервной ткани человека и позвоночных животных. В микроорганизмах они являются преобладающей формой липидов. [c.256]

Выражение (9.43) позволяет высказать предположения о возможном механизме преодоления сил структурного отталкивания в биологических системах в процессе слияния мембран. Известно, что слияние мембран происходит лишь в том случае, когда в растворе, омывающем мембраны, в достаточном количестве присутствуют ионы Са + [430]. Одна из особенностей взаимодействия этих ионов с фосфолипидными бислоями заключается в том, что ионы Са + могут легко связываться с полярными головками фосфолипидных молекул и способны соединять две такие молекулы, образуя между ними кальциевые мостики [430]. Следовательно, адсорбция ионов Са + на поверхности бислоя приводит к стабилизации, цементированию его структуры. Другая особенность связана с тем, что ионы Са +, проникая в область полярных головок бислоя, вытесняют оттуда молекулы воды, т. е. дегидратируют поверхности бислоя [460]. [c.167]

Вследствие малости молекул воды, группы с центрами из молекул воды и группы с центрами из полярных групп материала мембраны могут образовывать внутренние слои с большей и наружные слои с меньшей подвижностью. Эти внутренние и наружные слои (иногда называемые первичными и вторичными пограничными слоями соответственно) отличаются диэлектрической проницаемостью, а следовательно, и способностью к сольватации. [c.66]

Постоянство Е ДЛЯ смесей полярных веществ в исследованном интервале температур подтверждает отсутствие заметных изменений в структуре полимера после температурной обработки мембраны. И тем не менее резкое изменение наклона линии для водного раствора толуола обусловлено существенным изменением предэкспоненты Со- Это, по-видимому, происходит по следующим причинам. В соответствии с правилом уравнивания полярностей Ребиндера [221] происходит преимущественная сорбция из раствора на поверхности полимера молекул неполярного компонента и их связывание с гидрофобными частями полимера дисперсионным взаимодействием. Повышение температуры увеличивает вероятность столкновения неполярных молекул и образования [c.185]

Как известно [171—173, 216—227], в зоне контакта двух фаз, например жидкости и твердого тела, действуют поверхностные силы, такие, как силы прилипания, поверхностного натяжения, молекулярного притяжения. Поэтому граничный слой жидкости, связанный с материалом мембраны, по структуре и, следовательно, по физико-химическим свойствам, может значительно отличаться от подобных характеристик жидкости в объеме. Так, граничные слои полярных жидкостей вблизи гидрофильных поверхностей (на расстоянии 10- —10- мкм) обладают [c.200]

На некотором малом расстоянии от поверхности полимера, где на раствор влияет силовое поле мембраны, слой, находящийся в термодинамически менее выгодном состоянии, стремится к достижению устойчивого состояния, т. е. к полной или же к максимально возможной компенсации межмолекулярных сил. В данном случае это достигается в результате преимущественной сорбции молекул неполярных веществ на полимере. Следовательно, слой связанной жидкости и в этом случае также состоит как из молекул воды, так и из молекул растворенного вещества. Однако в этом слое, в отличие от связанного слоя водных растворов полярных веществ, компоненты сильно отличаются по подвижности, что обусловлено их свойствами, размером, молекулярным строением, а также природой межмолекулярных сил связи с полимером. При этом менее подвижными становятся молекулы неполярных веществ. [c.220]

Строение клеточной мембраны показано на рис. 45. Мембрана состоит из липидного бислоя /, полярные группы 2 которого обращены наружу (липиды — макромолекулы, образованные из молекул жирных кислот). На внешних поверхностях мембраны адсорбирован первичный слой 3 белковых молекул, взаимодействие которых друг с другом придает мембране механическую устойчивость и прочность. Мембраны пронизаны особыми липопротеиновыми (комплекс липидов и белков) каналами 4, при помощи которых, по-видимому, осуществляется селективный ионный транспорт. Раствор внутри клетки содержит относительно большие концентрации ионов К+ и низкие концент- [c.138]

Рис. 46. Схема установки для исследования электрохимических свойств липидных бислоев (а) и структура липидного бислоя (б) / — тефлоновый стакан 2 — отверстие, на кото-ром формируется липидная мембрана 3 — электроды 4 — углеводородное бислойное ядро 5 полярные группы фосфолипидных молекул

Строение клеточной мембраны показано на рис. 1.13. Мембрана состоит из липидного бислоя /, полярные группы 2 которого обращены наружу (липиды — макромолекулы, образованные из молекул жирных кислот). На внешних поверхностях мембраны ад- [c.158]

Эти пленки изучают в настоящее время особенно интенсивно, поскольку они являются следующей (после обычной пленки) стадией модельного приближения к биологическим мембранам. Согласно современным представлениям клеточные мембраны бимолекулярны и состоят из двух фосфолипидных слоев, обращенных наружу полярными группами, которые связаны с полярными группами полипептид-ной цепи белковых молекул. [c.112]

Основные свойства мембран в значительной степени определяются природой входящих в их состав фосфолипидов. Молекулы этих веществ на одном конце несут электрические заряды и группы, образующие водородные связи, на другом — углеводородные цепи. Полярные концы гидрофильны и образуют поверхность мембраны, тогда как углеводородные концы, выталкиваемые из водной фазы, ориентируются по направлению к другим углеводородам. В результате образуется двойной [c.465]

Гидрофобные а-спиральные участки интегральных белков обычно содержат от 17 до 26 аминокислотных остатков, что вполне достаточно, чтобы полипептидная цепь однократно пересекла М. б. В белках, к-рые пронизывают М. б. насквозь, такие гидрофобные тяжи соединяют между собой полярные области белковой молекулы, находящиеся на противоположных сторонах мембраны. У белков, расположенных только на одной стороне М. б. и погруженных в нее лишь частично, а-спирали служат своеобразным гидрофобным якорем , прочно удерживающим белок в мембране. В нек-рых случаях заякоривание белков в М.б. происходит при помощи ковалентно связанных с ними липидов. [c.29]

Выбор фосфорных соединений связан с тем, что фосфат- и полифосфат-ионы образуют с ионами Са"" устойчивые комплексные соединения. Если ионит растворить в менее полярном растворителе, например деканоле, то электрод становится чувствительным по отношению ко всем двухзарядным ионам. Такие мембраны применяют при изготовлении электродов для определения суммарного содержания кальция и магния в растворе, т.е. для определения жесткости воды. [c.203]

Мембраны состоят в основном из белков и липидов [10], весовое соотношение между которыми колеблется приблизительно от 1 4 в миелине до 3 1 в мембранах бактерий. Наиболее типичным можно считать, однако, весовое соотношение этих компонентов 1 1. В мембранах иногда присутствуют также в незначительных количествах углеводы (менее 5 %) и следы РНК (менее 0,1%). Наличие липидных компонентов обусловливает такие свойства мембран, как высокое-электрическое сопротивление, непроницаемость для ионов и других полярных соединений и проницаемость для неполярных веществ Так, например, для большинства анестезирующих препаратов характерна высокая растворимость в липидах, обеспечивающая возможность их проникновения через мембраны нервных клеток. [c.338]

Биологические мембраны служат своего рода барьером на пути полярных молекул и ионов, что связано с их высоким электрическим сопротивлением и большой электрической емкостью. Так, сопротивление мембран составляет обычно около 10 Ом-см 2, а емкость — 0,5— [c.341]

Было высказано предположение [36], согласно которому стабильность структуры макромолекул и мембр-ан обеспечивается главным образом гидрофобными взаимодействиями углеводородных фрагментов, в результате чего молекулы липидов, белков и других соединений могут образовывать в водной цитоплазме олигомерные агрегаты и мембраны. Вместе с тем наиболее активные катализаторы, т. е. большинство ферментов, растворимы в воде. Таким образом, мембраны представляют собой сравнительно стабильные тонкие пленки, примыкаю щие к водным участкам клетки, в которых легко протекают химические реакции и которые содержат полярные молекулы, растворимые в воде. [c.355]

В водных растворах полярных веществ компоненты смеси в примембранном (связанном) слое обладают практически одинаковой подвижностью, так как в системе мембрана — полярный растворитель — полярное растворенное вещество преимущественно действуют межмолекулярные силы одной природы (ориентационные). Поэтому, например, в системе фенол — вода с мембраной связывается главным образом фенол, вследствие чего при повыщении давления содержание его в пермеате должно увеличиваться быстрее, чем воды, что приводит к отрицательным значениям ф (см. рис. 4-4, кривые 2, 3, 6, 7). [c.134]

А — схема устройства липидного бислоя мембраны. Полярные группы липидов обращены наружу в водную среду, тогда как ацильные углеводородные цепочки образуют гидрофобное пространство внутри бислоя Б — пространственная ориентация ацильных цепей и головной груг1пы фосфолипида в бислое мембраны. Темные кружки — атомы кислорода, жирными линиями показан остов глицеро-ла, тонкими линиями — этаноламин, ломаными линиями обозначены цепочки двух жирных кислот [c.31]

Элементарная мембрана построена по типу сэндвича (белок —липид— белок). Сердцевину мембраны составляет бимолекулярный липидный слой, в котором молекулы липидов ориентированы перпендикулярно поверхности мембраны. Полярные головки липидных молекул направлены наружу, в сторону водной фазы, а гидрофобные остатки жирных кислот, спиртов, альдегидов обращены внутрь бимолекулярного слоя. Липидный слой с обеих сторон прикрыт непрерывными мономоле-кулярньши слоями белков (в меньшей степени, полисахаридов). Белки, входящие в состав мембраны, находятся в растянутой по поверхности липида форме и имеют р-конформацию. Белок по обеим сторонам мембраны может быть не одинаков, что определяет ее асимметричность. Мембрана стабилизирована за счет взаимодействия ионных групп липидов и белка. [c.375]

Модификация поверхности приводила к различному изменению константы Генри и коэффициента поверхностной диффузии для полярных и неполярных газов, в результате существенно изменялась проницаемость и фактор разделения. На рис. 2.9 показан характер изменения коэффициента проницаемости диоксида углерода, пропана, дифторхлорметана СНС1Рг (Н-22)) и 1,2-дихлортетрафторэтана С2С1гр4 (К-114) при полной модифшсации поверхности пористого стекла спиртами (п = = 1—3). Исходное состояние поверхности пористой мембраны (п = 0) принято считать гидрофильным. Селективность процесса извлечения СО2 и СзНе из смеси с фреонами существенно улучшается в мембранах с модифицированной поверхностью. [c.67]

При больших давлениях энергия активации проницания меняет знак за счет энтальпии сорбции, которая является функцией концентрации растворенного газа [17]. Следует заметить, что система полярного газа SO2 и неполярного полимера ПВТМС характеризуется сравнительно слабым энергетическим взаимодействием и, как следствие, малыми значениями параметров сорбции о и уравнении (3.48) (см. табл. 3.1). При большем сродстве газа и матрицы мембраны, например за счет введения заместителей в полимерную цепь или модификации поверхности полимера, возможно усиление роли сорбции и еше более резкое изменение температурной зависимости проницаемости. [c.91]

Хотя соотношение между гидрофильными и гидрофобными элементами и является ключевым фактором химической характеристики мембран, используемых для водных сред, последние не являются единственными в практике мембранного разделения. Разделение нефтяных фракций, например, может быть проведено с помощью полиэтиленовых мембран разной степени кристалличности. Такие мембраны уже были использованы для выделения испарением через мембрану л-ксилола из раствора, содержащего все три изомера. Аналогично в случае систем с полярностью, промежуточной между полярностью водных и углеводородных сред, разделение можно провести с помощью мембран, в которых установлено нужное соотношение между лиофобными и лиофиль-ными элементами по отношению именно к данному растворителю. Для такого в.одноподобного растворителя, как метанол, можно использовать мембраны те же или близкие к тем, которые используют для разделения водных растворов. Так и ацетатцеллюлозные, и мембраны из метилированного полиамида можно (с небольшими изменениями) использовать для разделения спиртовых растворов, в том числе и для низкомолекулярных спиртов. [c.70]

В работе Вильбрандта проницаемость мембран из производных целлюлозы по отношению к различным ионам связывается с наличием тех или иных химических активных групп на поверхности капилляров мембраны. Вильбрандт полагает, что такими активными группами для нитроцеллюлозы являются группы ЫОг. Эти сильно полярные группы являются диполями, внешний конец которых отрицателен, что и подтверждается отрицательным зарядом коллодиевых мембран. Электрохимическое поведение различных мембран из производных целлюлозы определяется, по Вильбрандту, дипольными моментами отдельных активных [c.153]

Большой интерес для биологии представляют пленки, образованные двумя или несколькими компонентами (не считая молекул подложки). К ним относятся, например, пленки, образованные двумя нерастворимыми в воде, но взаимно растворимыми веществами ( нерастворимые растворы ), а также пленки, состоящие из нерастворимого вещества и растворимого ПАВ, например, исследуемые Зонтагом (ГДР) ПАВ-полимерные пленки и липиднопротеиновые пленки. Последние изучают в настоящее время особенно интенсивно, поскольку они являются следующей (после обычной пленки) стадией модельного приближения к биологическим мембранам. Согласно современным представлениям, клеточные мембраны бимолекулярны и состоят из двух фосфолипидных слоев, обращенных наружу полярными группами, которые связаны с полярными группами полипептидной цепи белковых молекул. [c.112]

Липиды—это сложные эфиры глицерина или сфингозина (длинноцепочечного аминоспирта) и жирных кислот (предельных и непредельный), содержащих в основном углеводородные радикалы —С18. Большинство лигшдов имеют в молекуле две такие гидрофобные цепи. Полярные части могут включать различные химические группы эфирвые (моно-, ди- и триглицериды), остатки фосфорной кислоты (фосфолипиды), а также углеводные остатки (в большой группе гликолипидов). На рис. П-ЗО приведены структурные формулы некоторых наиболее распространенных липидов различных классов. В организме липиды, как правило, вместе с белками являются основной составляющей таких биоструктур, как клеточные мембраны. [c.96]

После гипотезы Даниэлли и Дэвсона предложены разнообразные модели строения биомембран. Развитие представлений о строении биомембран изложено в ряде обзоров (см., например, [227, 228]). Наибольшую популярность в настоящее время получила мозаичная модель биологической мембраны [229], согласно которой функциональные белки погружены и диффундируют в жидкообразном липидном бислое. Белок погружен в бислой таким образом, что полярные и ионизованные группы взаимодействуют с водой, а гидрофобные части — с углеводородными цепями липидов. [c.167]

Селективность и проницаемость мембран для обратного осмоса определяются рабочими т-рой и давлением и, кроме того, pH, концентрацией и природой исходной смеси. С повьиыением т-ры вследствие снижения вязкости р-ра величина О возрастает, а <р изменяется в зависимости от природы растворенных компонентов соотв. увеличивается и уменьшается при разделении водных р-ров неполярных и полярных соединений. Помимо этого, при высокой т-ре происходит постепенное уплотнение (усадка) мембран, что снижает их ресурс. С повышением давления проницаемость перегородок проходит через максимум, а селективность, как правило, возрастает. Под действием рабочего давления мембраны также уплотняются, что способствует уменьшению О, но практически не вызывает изменения <р. Скорость уплотнения несколько снижается, если процесс осуществляют при небольших т-ре и давлении или при использовании композитных мембран. Наилучшие условия работы полимерных перегородок достигаются в случае разделения смесей в нейтральной среде при комнатной т-ре. [c.24]

Схема мозаичной модели клеточной мембраны 1 - полярная головка молекулы липнла, 2-углеводородная цепь молекулы липида, 3 - интегральный белок [c.29]

Молекулы Ф. содержат неполярные гвдрофобные хвосты и полярную гвдрофильную головку (остаток фосфорной к-ты), что определяет мн. физ.-хим. св-ва, в т. ч. способность формировать мембраны биологические. [c.141]

Перечисленным требованиям в наибольшей степени отвечает циклический антибиотик валиномицин (см. рис. 6.6, II), который относится к депсипептидам (цикл образуют аминокислоты и а-оксикислоты жирного ряда). Характерной особенностью валиномицина является то, что гидрофильные полярные группы входят во внутреннюю полость антибиотика, что позволяет им участвовать в образовании комплексов с ионами металлов. Гидрофобные углеводородные радикалы образуют внешнюю оболочку и обеспечивают растворимость комплексов в органической фазе мембраны. Валиномицин образует устойчивые комплексы с калием и гораздо более слабые - с натрием. Различие обусловлено размерами полости, которая точно соответствует диаметру негидратированного иона калия. [c.207]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология