Слой мономолекулярный липидны

Подобные амфифильные молекулы в водной среде стремятся к агрегации таким образом, что липофильные участки молекул (хвосты), стремясь попасть в гидрофобную фазу, образуют сплошные неполярные области, а полярные формируют границу между гидрофобной фазой и водой. Этот процесс происходит самопроизвольно и среди ассоциатов наиболее известны мономолекулярные пленки (монослои), мицеллы и бимолекулярные липидные слои. Формирование ассоциата того или иного типа определяется прежде всего соотношением размеров полярной и неполярной частей молекулы. [c.30]

ЛИЙ было вложено в изучение различных модельных систем, особенно таких, которые, как полагали, были аналогичными липидным слоям мембран. Изучение сжимаемости мономолекулярных пленок различных липидов на границе вода — воздух в аппарате для изучения поверхностного натяжения [28] позволяет определить площадь поперечного сечения зоны, занимаемой каждой молекулой пленки. Измерения площадей поперечных сечений, проведенные на мо- [c.50]

Бимолекулярная липидная пленка не особенно стабильна ее молекулы легко сдвигаются относительно друг друга, и тогда она распадается. Для построения более или менее прочного пограничного слоя, или мембраны (например, мембраны эндоплазматической сети), одних липидов недостаточно, тут нужно еще добавить гидрофильные белки. Судя по всему, они также образуют мономолекулярную пленку правда, ее не удается измерить так же точно, как липидную, поскольку лишь часть белковых молекул полностью вытянута, остальные же свернуты в спирали (вторичная структура) или уложены в складки (третичная структура). Белковые молекулы накладываются на гидрофильные внешние поверхности бимолекулярных липидных пленок. Теперь, наконец, изготовлена такая мембрана, какой она должна быть, чтобы соответствовать данным, полученным при исследовании проницаемости. Она выглядит как сэндвич внутри масло (двойная липидная пленка), снаружи с двух сторон хлеб (белковая пленка). Американцы так и называют эту систему сэндвич-структурой (рис. 90). [c.209]

Кро.ме пористых ионообменных мембран существует множество других типов искусственных мембран, среди которых. можно выделить толстые сплошные мембраны и очень тонкие бислойные липидные мембраны, состоящие из двух. мономолекулярных слоев. [c.193]

Электронные микрофотографии хлоропластов различных растений дают хорошее качественное подтверждение ламеллярной (пластинчатой) структуры хлоропластов. Они состоят из 20—30 параллельных липидных слоев, отделенных от водно-белковых слоев мономолекулярны-ми пленками хлорофилла, причем гидрофильная порфириновая головка каждой молекулы хлорофилла входит в водно-белковый комплекс, а липофильный фитольный хвост — в липидный слой. Каждый липидный слой имеет толщину 5,0 нм, разделяющие же их водно-белковые слои — около 25 нм. [c.167]

Более 50 лет назад (в 1925 г.) Гортер и Грендель экстрагировали липиды из мембран эритроцитов и приготовили из них мономолекулярную пленку на поверхности воды. Они показали, что площадь поверхности такой пленки в два раза больше площади поверхности интактных эритроцитов, и сделали вывод, что эритроциты окружены не мономолекулярным, а бимолекулярным липидным слоем (рис. 3.1, а). По значимости эту концеп- [c.66]

Можно, однако, приготоаить так назыааемые сухие бислойные мембраны, не содержащие органического растворителя, путем механического приведения в соприкосновение двух мономолекулярных слоев, образуемых липидом на границе раздела вода — воздух. Этот способ впервые был предложен японскими исследователями (М. Такаги и сотр., 1965) и впоследствии был усовершенствован М. Монталом (1972—1974). Важным преимуществом метода формирования БЛМ по М. Монталу является возможность получения асимметричных мембран из исходных монослоев разного липидного состава (рис. 300). [c.572]

Фиг. 138. Схема фотосинтетической единицы по Рабиновичу [268], Предполагается, что система II связана с белковым слоем, а система I —с липидным слоем. Молекулы хлорофилла распределены в мономолекулярных слоях на сферических единицах. Оба типа фотосинтетических единиц связаны между собой через цитохромы

Рабинович [268] высказал предположение о существовании двухслойной структуры, состоящей из двух мономолекулярных слоев пигмента, один из которых принадлежит системе I, а другой системе II (фиг. 135). Хлорофилл системы I связан с липидным слое м и поэтому не флуоресцирует хлорофилл системы II (Хл. а 670) находится в гидрофильном белковом слое и способен флуоресцировать. Реакционные центры фотосинтетических единиц в этих двух слоях связаны между собой через цитохромы >6 и /. Предполагается, кроме того, что слои хлорофилла находятся на поверхности сферических единиц (фиг. 138). Это предположение основано, во-первых, на данных по электронной микроскопии тонких срезов, которые свидетельствуют о наличии чередующихся слоев (ламелл) с более гидрофильными и более гидрофобными свойствами, и, во-вторых, на данных, позволивших обнаружить гранулярную структуру в разрушенных хлоропластах. К сожалению, по электронно-микроскопическим фотографиям нельзя делать никаких заключений о местонахождении хлорофилла. Данные, полученные Годхиром при помощи оптических методов, показывают, что хлорофилл образует ламеллы толщиной меньше 1 нм (толщина белковых и липидных слоев составляет около 3—5 нм). Это согласуется с предположением о существовании мономолекулярного слоя. Высокая эффективность использования квантов при низкой интенсивности света означает, что если действительно имеются два типа фотосинтетических единиц, то между ними должна существовать эффективная связь. На такую возможность указывает обнаруженное Майерсом и Френчем [240] довольно значительное время жизни промежуточных соединений. Разделение окисленных и восстановленных продуктов в двух слоях должно эффективно препятствовать протеканию быстрых обратных реакций. [c.283]

Если нанести каплю липида на водную поверхность, т. е. на поверхность раздела вода — воздух, то она не смешивается с водой, а немедленно растекается по водной поверхности. Разумеется, если капля очень мала, а водная поверхность велика, то массы липида недостанет для того, чтобы покрыть ее полностью в этом случае пятно липида будет иметь границы. Можно измерить площадь, занятую липидом (при этом нам заранее известно его исходное количество). Зная эти цифры, довольно легко вычислить толщину липидной пленки она всегда точно соответствует длине одной молекулы липида. Следовательно, на поверхности воды обра,-зуется мономолекулярный слой липида (от греческого монос — один, единственный), в котором молекулы расположены стоймя — ноги в воде, голова в воздухе (рис. 88). [c.208]

Рис. 10,12. Модели строения биологической мембраны а — по Даниэли и Давсону I — липидный бислой 2 — мономолекулярный слой белков б—мозаичная модель /—липидный бислой 2—поверхностный слой белков 3 — интегральные белки 4 — ионный канал

Полярные группы взаимодействуют с белками. Даниэли и Давсон предполагали, что белки образуют симметричные мономолекулярные слои на внешней и внутренней стороне липидного бислоя. Позднее было установлено асимметричное распределение белков в клеточных мембранах. Среди мембранных белков имеются такие, которые способны взаимодействовать с гидрофобными радикалами и проникать в глубь мембраны (интегральные белки). Так как часть поверхности мембраны свободна от белков (у эритроцитов около 30 %, у микросомаль-ных мембран около 20 %), в настоящее время наиболее принятой является мозаичная модель мембраны (рис. 10.12, б). Макро- [c.435]

Поверхностные монослои широко используют в качестве модельных мембранных систем. С их помош ью изучают подвижность и типы упаковки молекулярных компонентов в мембранах, межмолекулярные взаимодействия в мембранах, механические свойства мембран исследуют кинетику и механизмы ферментативных процессов, протекаюш их на границе раздела фаз изучают процессы переноса ионов и электронов через границу раздела фаз, инжекцию заряда в липидный слой (диэлектрик) и т. д. Однако этот метод имеет ряд ограничений, в значительной степени обусловленных тем, что монослой — это лишь половина липидного слоя мембран, обраш енного в газовую фазу. Последнего ограничения удается избежать при использовании в качестве мембраны мономолекулярного слоя, образуюш егося на границе двух несмешиваюш ихся жидкостей (углеводород-вода). Более адекватные модели, представляюш ие собой липидные бислои, удается получить в виде полимо-лекулярных структур, которые образуются липидами в объеме водной фазы. Лиотропный и термотропный полиморфизм липидов. Как было показано, полярные части мембранообразуюш их липидов сильно взаимодействуют с водой, поэтому эти соединения могут смешиваться с водой в любых соотношениях. Однако возникаюш ие смеси не представляют собой истинных растворов, а образуют многообразные упорядоченные фазы с периодической структурой. В зависимости от [c.11]

Первые сведения о том, что молекулы липидов в биологической мембране образуют бислой, были получены в ходе простых, но элегантных экспериментов, выполненных в 1925 год) Было показано, что липиды из мембран эритроцитов, экстрагированные ацетоном, всплывают на поверхность воды, образуя пленку. Площадь пленки уменьшали с помощью подвижного барьера до тех пор, пока не формировался сплошной мономолекулярный слой. При этом оказалось, что площадь мопослоя примерно в два раза больше первоначальной площади поверхности клеток. Поскольку единственной мембраной эритроцитов является плазматическая мембрана, экспериментаторы заключили, что молекулы липидов в ней должны быть организованы в виде непрерывного бислоя. Это заключение имело глубокое влияние на всю клеточную биологию. В настоящее время наличие липидного бислоя в клеточных мембранах доказано и более тонкими методами. Например, с помощью рентгеноструктурного анализа было продемонстрировано существование липидных бислоев в высокоорганизованных складках клеточных мембран, которые формируют изолирующую миелиповую оболочку, окружающую нервные клетки (см. разд. 19.2.4). О том, что все биологические мембраны содержат липидные бислой- убедительно свидетельствуют и данные электронно-микроскопических исследований при изучении образцов, приготовленных методом замораживания скалывания, оказалось, что все клеточные мембраны могут быть механически расщеплены как раз между двумя липидными монослоями (см. разд. 6.2.6). Самопроизвольное формирование бислоя является особым свойством молекул липидов, которое реализуется даже вне клетки. [c.350]

Если тонкая пленка, покрывающая поверхность жидкости, образует складки под действием ветра, течений в самом растворе или (как это делают в лаборатории) при перемещении навстречу друг другу восковых барьеров, ограничивающих пленку, наблюдается образование сферических структур. Простой пример подобного явления — образование воздушных пузырьков при волнении на море. Были проведены исследования разбавленных белковых растворов с липидными пленками иа поверхности. Примером такой системы служит мономолекулярный слой олеиновой кислоты, распределенный по поверхности раствора яичного альбумина. Эти два компонента не смешиваются друг с другом. При механическом воздействии образуются округлые структуры. Согласно многочисленным наблюдениям, эти структуры полые. Предполагаемая схема образования таких структур представлена на фиг. 72. На поперечном разрезе структуры можно различить следующие слои внутренняя белковая пленка, затем два липидных слоя и, наконец, наружная белковая оболочка. Бросается в глаза сходство этой структуры с обсуждавшейся ранее классической схемой элементарной мембраны. Образующиеся структуры не имеют сферической формы. Это продолговатые трубочки диаметром от 1 до 10 мкм. В описапных экспериментах легко образовывались двойные липидно-белковые мембраны . Подобного рода структуры можно обнаружить и в естественных условиях, например в случае масляных пленок на поверхности воды, когда на них образуются складки под действием ветра или течений. [c.294]

Полагают, что образование примитивных мембран было в принципе сходно с образованием коацерватных капель. Оно могло начаться с выстраивания полярных молекул на поверхности раздела воздух — вода или липид — вода. Современные клеточные мембраны сложены из двойных мономолекулярных слоев липидов. Липиды играют главную роль в современных мембранах, хотя известны и нелипидные мембраны. Схема строения липидной мембраны показана на фиг. 39. [c.134]

Зависимости (3.65)—(3.67) предполагают, что скорость диффузии существенно меньше, чем скорость растворения и выделения газа поверхностями пленки и что адсорбционные слои ПАВ не оказывают влняння на перенос 1аза. Однако извес I о, что мономолекулярные пленки нз некоторых нерастворимых ПАВ (например, цетилового спирта) заметно уменьшают скорость испарения водной подложки [46]. При больших поверхностных давлениях скорость испарения может уменьшаться в 5—10 раз. Существенное влияние структуры липидных бислоев на проницаемость газов, а также воды и электролитов обнаружено при изучении свойств везикул (лнпосом) и плоских черных углеводородных пленок в водной среде [319]. Сведения о влиянии адсорбционных слоев ПАВ на скорость адсорбции и десорбции газа в пенных системах менее определенны [153]. [c.142]

Сочетание в молекуле липида полярного и неполярного компонентов, т. е. дифильность, обусловливает ее амфицатические свойства и, следовательно, способность к образованию мембран. Наиболее энергетически выгодным положением для молекул липидов является формирование мономолекулярного слоя на поверхности раздела масло — вода или вода — воздух (рис. 3). При достижении определенной концентрации липида — критической концентрации мицеллобразования (ККМ) его молекулы объединяются в замкнутые агрегаты — мицеллы, в которых полярные головки обращены к воде, а гидрофобные хвосты направлены внутрь. Для большинства липидов ККМ составляет менее 1 %. При более высокой концентрации формируется бимолекулярный липидный слой (ламеллярная структура). Для ламеллярной жидкокристаллической фазы (Ь ) характерно упорядоченное расположение слоистых структур при значительной неупорядоченности ацильных цепей. Считают, что именно в этой фазе находится основная масса липидов биомембран. Ламеллярная гелевая фаза (Ър) образуется при низкой температуре теми липидами, которые формируют слоистые структуры. В этой фазе молекулы упакованы более плотно (на молекулу приходится меньшая площадь поверхности), а углеводородные цепи более упорядочены и находятся преимущественно в транс-конфигурации. Так как цепи максимально вытянуты, толщина бислоя в фазе геля выше, чем в жидкокристаллической фазе. В случае образования г)ексагональ- [c.19]

В основе молекулярной организации мембран лежит способность липидов образовывать прочные мономолекулярные слои. Почти 50 лет назад было высказано предположение, что в основе мембран лежит бимолекулярный слой липидов. С тех пор было предложено множество различных моделей структуры мембраны, что отражено на рис. 9. Все предложенные модели ос-тавлязот неоспоримой белково-липидную природу мембран. Несмотря на большое число вариантов, представленные модели могут быть сведены к трем основным типам. [c.77]

Первый тип —это модели Даусона —- Даниелли и Робертсона см. рис. 9, а, б, в). По данным этих авторов, мембрана представляет собой трехслойную структуру белок-лнпид-бслок ( сэндвич ). Находящийся в центре липидный слой является бимолекулярным слоем, наружная и внутренняя поверхности которого покрыты мономолекулярным слоем белка. Гидрофобные цепочки молекул липидов направлены друг к другу, а гидрофильные— к белку, с которым они электростатически связангл. Последующая критика этих моделей основывалась на том, что эти модели обладают жесткостью и несжимаемостью и молекулы [c.77]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология