Amfipatinės molekulės yra cheminiai junginiai kad turi abu poliarinis ir nepolinis regionus, suteikiant jiems ir hidrofilinių (vandenį mylinčių), ir lipofilinių (riebalus mylinčių) savybių. Amfipatinės molekulės taip pat žinomos kaip amfifilinės molekulės arba amfifilai. Žodis amfifilis kilęs iš graikų kalbos žodžių amfizas, o tai reiškia ir „, ir“ philia, o tai reiškia „meilė“. Amfipatinės molekulės yra svarbios chemijoje ir biologijoje. Amfipatinių molekulių pavyzdžiai yra cholesterolis, plovikliai ir fosfolipidai.
Svarbiausios įmanomos prekės: amfipatinės molekulės
- Amfipatinės arba amfifilinės molekulės turi polines ir nepolines dalis, todėl jos yra ir hidrofilinės, ir lipofilinės.
- Amfipatinių molekulių pavyzdžiai yra paviršinio aktyvumo medžiagos, fosfolipidai ir tulžies rūgštys.
- Ląstelė naudoja amfipatines molekules biologinėms membranoms formuoti ir kaip antibakterinius bei priešgrybelinius agentus. Amfipatinės molekulės gali būti naudojamos kaip valymo priemonės.
Struktūra ir savybės
Amfipatinė molekulė turi bent vieną hidrofilinę dalį ir bent vieną lipofilinę sekciją. Tačiau amfifilis gali turėti keletą hidrofilinių ir lipofilinių dalių.
Lipofilinė dalis paprastai yra angliavandenilio dalis, susidedanti iš anglies ir vandenilio atomų. Lipofilinės porcijos yra hidrofobiškas ir nepoliniai.
Hidrofilinė grupė gali būti įkrauta arba be jos. Įkrautos grupės gali būti katijoninės (teigiamai įkrautos), tokios kaip amonio grupė (RNH3+). Kitos įkrovos grupės yra anijoninės, tokios kaip karboksilatai (RCO2−), fosfatai (RPO42-), sulfatai (RSO4−) ir sulfonatai (RSO3−). Polinių, neįkrautų grupių pavyzdžiai yra alkoholiai.
Amfipatai gali iš dalies ištirpti vandenyje ir nepoliniuose tirpikliuose. Įdėjus į mišinį, kuriame yra vandens ir organinių tirpiklių, amfipatinės molekulės pasiskirsto į dvi fazes. Žinomas pavyzdys yra būdas, kaip skystas indų ploviklis išskiria aliejus nuo riebių indų.
Vandeniniuose tirpaluose amfipatinės molekulės savaime susirenka į miceliukus. Micelės laisvoji energija yra mažesnė nei laisvai plūduriuojančių amfipatų. Amfipato polinė dalis (hidrofilinė dalis) sudaro išorinį micelio paviršių ir yra veikiama vandens. Lipofilinė molekulės dalis (kuri yra hidrofobinė) yra apsaugota nuo vandens. Bet kokia aliejai mišinyje yra išskirti micelės viduje. Vandenilio ryšiai stabilizuoja angliavandenilių grandines micelėje. Norint atskirti micelę, reikia energijos.
Amfipatai taip pat gali sudaryti liposomas. Liposomas sudaro uždaras lipidų dvisluoksnis sluoksnis, sudarantis sferą. Išorinė, polinė dvisluoksnio dalis yra ir uždengia vandeninį tirpalą, o hidrofobinės uodegos yra viena su kita.
Pavyzdžiai
Plovikliai ir muilai yra žinomi amfipatinių molekulių pavyzdžiai, tačiau daugelis biocheminių molekulių taip pat yra amfipatai. Pavyzdžiai yra fosfolipidai, kurie sudaro ląstelių membranų pagrindą. Cholesterolis, glikolipidai ir riebalų rūgštys yra amfipatai, kurie taip pat įsitvirtina ląstelių membranose. Tulžies rūgštys yra steroidiniai amfipatai, naudojami maistiniams riebalams virškinti.
Taip pat yra amfipatų kategorijų. Amphipoliai yra amfifiliniai polimerai kurie palaiko membranos baltymų tirpumą vandenyje, nereikia ploviklių. Amphipolių naudojimas leidžia ištirti šiuos baltymus jų ne denatūruojant. Bolaamfipatinės molekulės yra tos, kurios turi hidrofilines grupes abipus elipsės formos molekulės. Palyginti su amfipatais, turinčiais vieną polinę „galvą“, bolaamfipačiai geriau tirpsta vandenyje. Riebalai ir aliejai yra amfipatų klasė. Jie ištirpsta organiniuose tirpikliuose, bet ne vandenyje. Angliavandenilių paviršiaus aktyviosios medžiagos, naudojamos valymui, yra amfipatai. Pavyzdžiai yra natrio dodecilsulfatas, 1-oktanolis, kokamidopropilo betainas ir benzalkonio chloridas.
Funkcijos
Amfipatinės molekulės atlieka keletą svarbių biologinių vaidmenų. Jie yra pagrindinis lipidų sluoksnių, sudarančių membranas, komponentas. Kartais reikia pakeisti arba suardyti membraną. Čia ląstelė naudoja amfipatinius junginius, vadinamus pepducinais, kurie stumia savo hidrofobinę sritį į membraną ir hidrofilinių angliavandenilių uodegas išstumia į vandeninę aplinką. Organizmas virškinimui naudoja amfipatines molekules. Amfipatai taip pat svarbūs imuniniam atsakui. Amfipatiniai antimikrobiniai peptidai pasižymi priešgrybelinėmis ir antibakterinėmis savybėmis.
Dažniausiai amfipatai naudojami valymui. Muilas ir plovikliai izoliuoja riebalus iš vandens, tačiau pritaikant ploviklius katijoninėms, anijoninėms arba neįkrautoms hidrofobinėms grupėms, praplečiama sąlygų, kuriomis jie veikia, diapazonas. Liposomos gali būti naudojamos maistinėms medžiagoms ar vaistams tiekti. Amfipatai taip pat naudojami vietiniams anestetikams, putplasčiams ir paviršiaus aktyviosioms medžiagoms gaminti.
Šaltiniai
- Fuhrhopas, J-H; Wang, T. (2004). „Bolaamphiphile“. Chem. Red. 104(6), 2901-2937.
- Nagle, J.F.; Tristram-Nagle, S. (2000 m. Lapkritis). „Dvisluoksnių lipidų struktūra“. Biochimas. Biofizai. Acta. 1469 (3): 159–95. doi: 10.1016 / S0304-4157 (00) 00016-2
- Parkeris, J.; Madigan, M.T.; Brock, T.D.; Martinko, J. M. (2003). Brocko mikroorganizmų biologija (10-asis leidimas). „Englewood Cliffs“, N.J.: „Prentice Hall“. ISBN 978-0-13-049147-3.
- Qiu, Feng; Tangas, Chengkang; Chen, Yongzhu (2017). "Į amiloidą panašūs dizainerių bolaamfifilinių peptidų agregatai: hidrofobinės sekcijos ir hidrofilinių galvučių poveikis". Peptidų mokslo žurnalas. Vilis. doi: 10.1002 / psc.3062
- Wang, Chien-Kuo; Ših, Ling-Yi; Chang, Kuan Y. (2017 m. Lapkričio 22 d.). „Didelės apimties antimikrobinio aktyvumo analizė, atsižvelgiant į amfipatiškumą ir krūvį, atskleidžia naują antimikrobinių peptidų apibūdinimą“. Molekulės 2017, 22(11), 2037. doi: 10.3390 / molekulės22112037