Амфифильные цепи

Белки связаны с липидами и с большинством пигментов. Их поверхность нередко образована гидрофильными и гидрофобными участками [10]. Благодаря амфифильному характеру они образуют в водных средах очень прочные соединения (агрегаты) между собой или с другими гидрофобными либо амфифильными молекулами. Главные белки ламелл хлоропластов представляют собой белково-хлорофильные комплексы, обеспечивающие захват и передачу фотонов, фотохимические центры, где происходят первичные реакции фотосинтеза, звенья цепей передачи электрона, которые создают градиент pH между двумя сторонами ламелл, и, [c.239]

С каким именно полиморфом мы имеем дело, зависит от химического состава и условий термической обработки образца, кристаллизации и дальнейшего отжига. Простое присутствие углеводородных цепей в амфифильных молекулах приводит к тому, что рассеивание, которое связано с их наличием, является важным фактором при анализе данных, полученных рентгеноструктурным анализом и методом электронной дифракции. [c.144]

Обычные симметричные соединения R NX(R< С Н ), без длинных ал-кильных цепей, не являются амфифильными соединениями а этом смысле и не образуют мицелл в воде или неводных растворителях, хотя и способны к образованию ионных пар или агрегатов. Равновесия их агрегации рассмотрены в разд. 1.Ж и 6, Д. [c.508]

Образование мицеллы является фундаментальным средством замены контактов углеводород — углеводород и вода — вода на контакты углеводород — вода и может быть представлено равновесием парных взаимодействий (1.96). Факты, подтверждающие, что процесс (1.96) для органических соединений протекает самопроизвольно при обычных температурах, представлены в основном в гл. 2, разд. 2. Г (табл. 1.15). Движущая сила в равновесии (1.96) становится достаточно большой, если длинные углеводородные цепи типичных амфифильных соединений ( g— С18) с достаточной эффективностью смещаются к центральной области углеводородного типа, как на рис. 3.3. В первом приближении полярная группа амфифильного соединения имеет одинаковое окружение и в мономерном, и в мицеллярном состоянии, что исключает необходимость рассмотрения этого окружения. Конкретные случаи применения теории гидрофобного связывания при образовании мицелл имеются в работах [422, 423]. [c.509]

Порядок изменения ККМ для амфифильных соединений с одинаковой длиной цепи неионные < цвиттер-ионные < ионные. (Цвиттер-ионные амфифильные соединения имеют на концах цепи и положительно, и отрицательно заряженные группы.) Повышенная устойчивость неионных мицелл отражает факт дестабилизирующего влияния электростатического отталкивания. [c.511]

В последнее время внимание исследователей привлекают вопросы, связанные с кинетикой и механизмом органических реакций в присутствии поверхностноактивных веществ (ПАВ) [1]. Эти соединения, называемые также амфифильными, или детергентами, обычно содержат длинную углеводородную цепь — гидрофобную часть и полярную или ионную группу — гидрофильную часть. В разбавленных растворах они образуют агрегаты с высоким молекулярным весом, или мицеллы. Взаимодействие между субстратом реакции и специфически ориентированными гидрофобной и гидрофильной частями молекул в мицеллах является основной причиной поразительного ускорения или ингибирования поверхностноактивными веществами многих органических реакций. Во многих случаях в мицеллярном катализе обнаруживается отчетливая субстратная специфичность, а кинетика подчиняется уравнению Михаэлиса — Ментен (с насыщением по концентрации субстрата), и в этом отношении мицеллярный катализ во многом аналогичен ферментативному. Кинетическая аналогия мицеллярных катализаторов с ферментами и известное структурное сходство мицелл и белковых глобул явились существенным стимулом исследований в этой области. Мицеллы детергентов, значительно более простые в структурном отношении, чем белки, позволяют подойти к объяснению кинетических свойств ферментативных и мицеллярных систем. Изучая изменения физических свойств системы при образовании мицелл, можно оценить роль гидрофобных взаимодействий и, таким образом, моделировать гидрофобные взаимодействия в белках и липидах. [c.222]

В последнее время появился интерес к получению пленок Лэнгмюра — Блоджетт из готовых полимеров благодаря их способности образовывать полимерные монослои и мультислои [211—213]. Предварительно полученные амфифильные полимеры, содержащие гидрофильные группы в основной цепи или в боковых подвесках, можно использовать для получения монослоев или мультислоев Х-, У- или 2-типа. [c.121]

У некоторых фосфолипидов длинные алифатические цепи присоединены к глицерофосфату не через эфирную связь, хотя общая амфифильная структура у них остается прежней. Ниже приведены некоторые примеры такого рода. [c.214]

Основа структуры биологических мембран создается амфифильными липидными молекулами, которые, объединяясь, образуют бислойные пузырьки, имеющие полость внутри (см. рис. 4.13). Амфифильные липиды состоят из полярных головок и прикрепленных к ним длинных углеводородных хвостов (гл. 4). Обычно бислои образуются из двухцепочечных амфифильных молекул, т.е. молекул, у которых к одной полярной головке прикреплены две углеводородные цепи. Одноцепочечные же амфифильные молекулы образу- [c.454]

ЮТ не двойные слои, а мицеллы — глобулярные агрегаты, у которых полярные группы находятся на наружной поверхности, а углеводородные цепи направлены внутрь структуры (рис. 4.13). На этом различии в поведении одно- и двухцепочечных амфифильных молекул мы и остановимся далее в этой главе. Особенно внимательно мы рассмотрим термодинамические принципы, которые определяют образование двойных слоев, и связь между их структурой и функциями. (В гл. 4 обсуждаются общие вопросы структуры биологических мембран и роль, которую играют в ней липидные бислои.) [c.455]

В опытах, выполненных параллельно с вышеуказанными, получены смеси линейных и разветвленных структур с очень низким выходом по углеводородам. Особая роль в формировании амфифильных молекул и возникновении углеводородных цепей с высокой молекулярной массой принадлежит аммиаку. За расщепление метана ответственны, вероятно, горячие атомы водорода, образующиеся из аммиака, а не холодные радикалы, возникающие в результате столкновений [c.93]

В природе жирные кислоты в свободном виде встречаются редко. Однако, образуя эфирные или амидные связи, они входят в состав различных классов липидов, перечисленных выше, а также многих промежуточных продуктов метаболизма липидов. Целесообразно рассмотреть некоторые свойства жирных кислот, которые во многих отношениях сходны с другими амфифильными липидами. Биологически важные жирные кислоты характеризуются следующим 1) являются, как правило, монокарбоновыми кислотами, содержащими одну ионизируемую карбоксильную группу и неполярную ациклическую неразветвленную углеводородную цепь [c.55]

В желчи содержатся главным образом конъюгированные желчные кислоты, т. е. их соединения с глицином или таурином. Боковая цепь с остатком глицина или таурина гидрофильна, в то время как другой конец молекулы (циклическая группировка) гидрофобный. Амфифильная природа желчных кислот обусловливает их поверхностно-активные свойства, участие в образовании липидных мицелл и в переваривании жиров. [c.317]

Одним из вариантов амфифилов со сложной структурой может служить система мыло-вода. Здесь имеется алифатический анион СНз-(СН2)п 2 -СО (где п имеет величину 12-20) и положительный ион Ка+, К+, КН и др. Полярная группа СО стремится к тесному контакту с молекулами воды, тогда как неполярная группа (амфифильная цепь) избегает контакта с водой. Это явление типично для амфифилов. Характерные схемы пространственного расположения амфифилов приведены на рис. 10.1. [c.224]

Рис. 2.12. Схематическое изображение Иа плоскости сферической мицеллы амфифильного аниона, например СНз(СН2)иС02 М в воде. Здесь показаны относительные положения ионизированной группы (б), противоиона ( ) и углеводородной цепи [96, 132]. Несущая высокий заряд поверхность раздела (ионные группы и связанные противоионы) между гидрофобным ядром мицеллы, и раствором называется слоем Стерна.

В очень разбавленных растворах амфифильные ионы ведут себя как обычные сильные электролиты, но если их концентрация превышает так называемую критическую концентрацию мицеллообразования (ккм), обычно равную 10 —10 моль- Л , то образуются сферические ассоциаты. Принято считать, что движущей силой образования мицелл являются три типа межмолекулярных взаимодействий гидрофобное отталкивание между углеводородными цепями и водным окружением (см. разд. 2.2.7), отталкивание одноименно заряженных ионных групп и вандерваальсово притяжение между алкильными цепями (обычно неразветвленными цепями, содержащими от 8 до 18 атомов углерода). [c.71]

В разбавленных водных растворах ассоциация органическил ионов-амфифилов обусловлена сольвофобными и особенно гидрофобными взаимодействиями (см. разд. 2.2.7 и 2.5) [399]. Амфифильные ионы, имеющие длинные неразветвленные углеводородные цепи, обладают ярко выраженными гидрофобными и гидрофильными свойствами, благодаря чему в довольно узком диапазоне концентраций, ограниченном критической концентрацией мицеллообразования (ККМ), они способны образовывать в растворах молекулярные ассоциаты, называемые мицеллами (см. рис. 2.12 в разд. 2.5). Именно мицеллы, а не сами по себе амфифильные ионы, могут изменять скорости и механизмы органических реакций в водных растворах поверхностно-активных веществ. В присутствии подходящего поверхностно-активного [c.370]

Так же как и фосфатидилхолины, сфингомиелины содержат в своих молекулах ионную фосфорилхолиновую группировку и две длинные гидрофобные углеводородные цепи, что придаёт этим соединениям амфифильные свойства. Сфингомиелины 128 [c.128]

Дискообразные мнцеллы фосфолипидов в водной среде могут стабилизироваться не только с помощью детергентов, но и за счет адсорбции по периметру диска амфифильных белков и пептидов (рнс. 286). Одним из эффективных стабилизаторов такого типа являются аполипопротенны — белкн, входящие в состав липопро-теинов плазмы кровн (см. с. 558). В полипептидной цепи этих белкоа имеются особые участки (содержащие от 10 до 18 аминокислотных остатков), способные сворачиваться в а-спираль. Отличительная черта образуемой структуры состоит в том, что большинство гидрофобных остатков расположено на одной стороне спирали, [c.556]

Характеристика ККМ с точки зрения термодинамики переноса гидрофобных цепей из масла в воду, контакта углеводородных цепей с растворителем в мицеллах, упаковки углеводородных цепей и взаимодействия между концевыми группами (головами) была хорошо описана, и в настоящий момент доступны данные для многих систем. Измерения ККМ проводится от порядка 0,6 М для октаноата натрия до нижнего предела определения, который представлен для амфифильных соединений с очень низкой растворимостью и не превышает 10 М. Существует очень полезный сборник значений ККМ [35]. Верхним пределом, ограничивающим значения ККМ, является растворимость S. [c.152]

В водных растворах амфифила при увеличении его концентраш и выше некоторого критического значения (критическая концентращ1я мицеллообразования) образуются шарообразные или цилиндрические мицеллы нормального типа, у которых имеется ядро, состоящее из контактирующих между собой углеводородных цепей амфифильных молекул или нов, а поверхность мицелл образована гидрофильными полярными группами, обращенными к межмицеллярной водной области. [c.50]

Радиус сферической мицеллы (рис. 3.3) не превышает длину ал-кильной цепи мономера, если внутри ее нет пустот или воды. С этой точки зрения число агрегации п должно для обычных амфифильных соединений С ограничиваться 40 — 56. С другой стороны, мицеллы ввиде эллипсоида с небольшим отношением осей могут создавать условия для п, величина которого в несколько раз выше [513]. Обычные амфифильные соединения в чистой воде имеют п < 100 и должны обладать глобулярной формой. Значение п увеличивается, иногда линейным образом, с длиной цепи. Дальнейшее значительное увеличение мицеллы должно протекать с реализацией структур, способных к безграничному росту, таких, как дисковые (или двухслойные) и цилиндрические (или стержневые) мицеллы, показанные на рис. ЗЛО. [c.566]

Специфические эффекты обнаруженные к настоящему времени, включают увеличение скорости гидролиза субстратов с увеличением длины алкильных цепей [43], повышение эффективности катализа реакции триарилфосфатов с нуклеофильными амфифильными соединениями, содержащими арильные группы [90], и увеличение эффективности действия амфифильных соединений с многочисленными заряженными функциями [152] или со специфическим каталитическим действием ассоциированных противоионов [214а]. [c.639]

Вернемся теперь к рис. 10 и посмотрим, какие непосредственные сведения о структуре системы полимер—растворитель можно почерпнуть из анализа этой фазовой диаграммы. Прежде всего будем подниматься от более низких к более высоким температурам вдоль оси ага = 1. Если полимер аморфный, он последовательно проходит через все три релаксационных ( физических состояния стеклообразное, высокоэластическое и вязкотекучее. Они представляют собой разновидности жидкого фазового состояния с раз ][ичной степенью, замороженности сегментальной подвижности цепей. Все это хорошо известные вещи, но о них иногда забывают при рассмотрении фазовых равновесий. В сущности, для системы аморфный полимер—растворитель всегда реализуется фазовое равновесие типа жидкость—жидкость (ибо, говоря о равновесии, мы должны принимать во внимание именно фазовое, а не релаксационное состояние той или иной двухкомпонентной фазы. При достаточно высокой температуре, но ниже ВКТС, раствор вероятнее всего распадается на два обычных раствора различной концентрации. Нередко, используя такое разделение на две жидкие фазы для фракционирования (практически в этом случае чаще варьируется растворитель, но вскоре мы убедимся, что в принципе это ничего не меняет), говорят об образовании коацервата — из-за внешней аналогии с коацервацией в амфифильных электролитных системах. [c.103]

Липидные компоненты клеточных мембран. Липиды, содержащиеся в мембранах, являются амфифильными молекулами. Они имеют гидрофобную часть (длинные углеводородные цепи) и компактные гидрофильные группы. Амфифильные молекулы проявляют тенденцию к агрегации, причем полярные гидрофильные группы располагаются на поверхности раздела водной и гидрофэбной фазы, образованной углеводородными радикалами. [c.236]

Особенностью плазматических мембран нервных клеток является то, что в их состав входят полипептиды, не имеющие трансмембранных участков. Примером может служить основной белок миелина, расположенный на внутренней стороне клеточной мембраны, который не имеет сходства со структурами интегральных белков. Он лищен гидрофобных блоков в аминокислотной последовательности, а расположение ионогенных групп вдоль цепи таково, что полипептид приобретает конформадию клубка, который легко меняет свои параметры при взаимодействии с амфифильными пептидами, что может вызвать аллергический энцефалит и дальнейшее развитие демиелинизации (Кагава, 1985). [c.123]

Липиды — это амфифильные соединения они образуют мицеллы, если содержат по одной жирнокислотной цепи, и двойные слои или бислойные пузырьки, если таких цепей две. Свойства и состав двух поверхностей бислоя не обязательно одинаковы. Природные мембраны помимо липидов содержат большое количество белков. Периферические белки легко экстрагируются из мембраны, в то время как интегральные мембранные белки прочно связаны с ней, вероятно, с помощью гидрофобного участка пептидной цепи. Некоторые интегральные цепи локализуются только на одной поверхности мембраны, другие пронизывают ее насквозь. В липидных бислоях происходят фазовые переходы между состояниями, которые условно можно считать твердым и жидким. В природных мембранах тоже наблюдаются аналогичные переходы, а также латеральное фазовое разделение. От других биологических тpyктyi) мембраны отличает то, что они являются динамическими системами. В них происходит довольно быстрое латеральное перемещение белков и липидов и вращение различных компонентов. Однако перескок компонентов с одной поверхности на другую происходит весьма редко. [c.235]

Весьма информативным является такой термодинамический параметр, как где — химический потенциал амфифильного вешества в мицелле, а — химический потенциал того же вешества в водной фазе. Для н-алкилбетаинов этот параметр меняется в зависимости от числа атомов углерода в цепи R амфифильной молекулы по формуле [c.457]

Эти и другие факты были объяснены Тэнфордом (С. Tanford, 1973) с помощью ирын1/ы-па противодействующих сил. Его идея проста. Структура и свойства мицелл определяются в основном двумя факторами гидрофобным притяжением углеводородных цепей и взаимным отталкиванием полярных головок. Наличие сил отталкивания для амфифильных молекул, обладающих полярными головками с нескомпенсированным зарядом, совершенно очевидно. Однако помимо этого имеет место и эффект сольватации, который играет главную роль в случае нейтральных головок толстые сольватные слои вокруг головок препятствуют их сближению. [c.457]

Структурной основой биологических мембран является бислой, состоящий из липидных амфифильных молекул, полярные головки которых контактируют с водной средой, а углеводородные цепи собраны вместе внутри бислоя. Бислой образуется в соответствии с теми же принципами, которые определяют образование мицелл. Можно показать, что отнощение плошади 7юверхности мицеллы к числу головок влияет на форму и размер мицеллы. В то время как одноцепочечные амфифильные молекулы образуют глобулярные мицеллы, для двухцепочечных амфифильных молекул (когда к одной полярной головке присоединены две неполярные цепи) отнощение плошади поверхности к числу головок таково, что более предпочтительной является бислойная структура. [c.481]

Структура и функция бислоя исследовались многими физическими методами, в том числе с помошью рентгеноструктурного анализа, методами ЯМР и ЭПР. Рентгеноструктурные исследования выявили, что углеводородные цепи расположены перпендикулярно поверхности бислоя, причем расстояние между цепями составляет 4—5 А. Было показано также, что в б ислое имеет место латеральная диффузия молекул с константой диффузии порядка 10 см с . Имеющиеся данные указывают на то, что гибкость амфифильной молекулы и подвижность отдельных ее участков изменяются по мере перехода от головок к центру бислоя оказалось, что подвижность цепи больще в толще бислоя, а вблизи головок положение ее более фиксировано. Таким образом, бислой по своей природе — структура не статическая, а динамическая. Более того, бислой может переходить из упорядоченного состояния в неупорядоченное мезоморфное. Эти и другие результаты дают ключ к пониманию поведения биологических мембран. [c.481]

Полярная или ионная группа молекулы липида называется головкой, а неполярная углеводородная цепь — хвостом. Различия во взаимодействии головок и хвостов с водой главным образом и определяют амфифильные свойства липидов. Головка липида является гидрофильной и хорошо растворима в воде. Полярная головка, например фосфатидилхолина, упорядочивает молекулы воды в своем непосредственном окруженш в результате образования водородных связей или ион-дипольных взаимодействий между ионизированными группами или полярными атомами и молекулами воды. В спирте или эфире такие взаимодействия очень слабы или вообще отсутствуют. Поэтому фосфатидилхолин растворим в воде и практически нерастворим в спирте и эфире. [c.86]

Электрофорез в полиакриламидном геле (ПААТ) в денатурирующих условиях — еще один метод фракционирования белков по различиям молекулярной массы. Скорость миграции белка в электрическом поле зависит не только от его суммарного заряда, но также и от величины и формы белковой молекулы. Для электрофореза в ПААТ в денатурирующих условиях в анализируемую смесь белков добавляют додецилсульфат натрия (ДДС-Ка, С Н ОЗОзКа), который представляет собой детергент с выраженными амфифильными свойствами. При этом олигомерные белки распадаются на протомеры, протомеры денатурируются и денатурированные пептидные цепи образуют мицеллы с ДДС-Ка, содержащие примерно вдвое больше белка, чем ДДС-Ка. Эти мицеллы имеют отрицательный заряд, обусловленный почти полностью ионами ДДС з)- Суммарный заряд [c.56]