Amphipathic molekulák kémiai vegyületek hogy mindkettő van poláris és poláros a régiókban, mind hidrofil (vízbarát), mind lipofil (zsírbarát) tulajdonságokat adva nekik. Az amfipátiás molekulákat amfifil molekuláknak vagy amfifileknek is nevezik. A szó amfifil a görög szavakból származik amphis, ami "mindkettőt" és philia, ami azt jelenti: "szerelem". Az amfipátiás molekulák fontosak a kémiában és a biológiában. Az amfipátiás molekulákra példa a koleszterin, a detergensek és a foszfolipidek.
Kulcsfontosságú helyek: amfipátiás molekulák
- Az amfipátiás vagy az amfifil molekuláknak poláris és nem poláros részei vannak, ami hidrofil és lipofil tulajdonságokat is jelent.
- Az amfipátiás molekulák például a felületaktív anyagok, foszfolipidek és epesavak.
- A sejt amfipatikus molekulákat alkalmaz biológiai membránok felépítéséhez, valamint antibakteriális és gombaellenes szerként. Az amfipátiás molekulák kereskedelemben használhatók tisztítószerekként.
Felépítés és tulajdonságok
Egy amfipatikus molekula legalább egy hidrofil részből és legalább egy lipofil szakaszból áll. Az amfifilnek azonban lehet több hidrofil és lipofil része.
A lipofil szakasz általában szénhidrogén csoport, amely szén- és hidrogénatomokból áll. A lipofil részletek vannak hidrofób és nem poláros.
A hidrofil csoport tölthető vagy nem tölthető fel. A töltött csoportok lehetnek kationosak (pozitív töltésűek), például ammóniumcsoport (RNH3+). Más töltött csoportok anionosak, például a karboxilátok (RCO2−), foszfátok (RPO42-), szulfátok (RSO4−) és szulfonátok (RSO3−). A poláros, nem töltött csoportokra példa az alkohol.
Az amfipátok részben oldódhatnak mind vízben, mind nem poláros oldószerben. Ha vizet és szerves oldószereket tartalmazó keverékbe helyezzük, az amfipatikus molekulák megosztják a két fázist. Ismert példa erre a módszer, ahogyan a folyékony mosogatószer elkülöníti az olajokat a zsíros edényekből.
Vizes oldatokban az amfipatikus molekulák spontán micellákká alakulnak. A micellának kevesebb szabad energiája van, mint a szabadon lebegő amfipátoknak. Az amfipát poláris része (a hidrofil rész) képezi a micella külső felületét és víznek van kitéve. A molekula lipofil részét (amely hidrofób) megvédik a víztől. Bármi a keverékben lévő olajokat elkülönítjük a micella belsejében. A hidrogénkötések stabilizálják a szénhidrogén láncokat a micellában. Energiára van szükség ahhoz, hogy egy micella szétváljon.
Az amfipátok liposzómákat is képezhetnek. A liposzómák egy zárt lipid kettős rétegből állnak, amelyek gömböt képeznek. A kettős réteg külső, poláris része vizes oldatot néz és zár körül, míg a hidrofób farok egymással szemben.
Példák
mosószerek és szappanok az amfipatikus molekulák ismert példái, de sok biokémiai molekula amfipát is. Ilyenek például a foszfolipidek, amelyek képezik a sejtmembránok alapját. A koleszterin, a glikolipidek és a zsírsavak amfipátok, amelyek szintén beépülnek a sejtmembránokba. Az epesavak szteroid amfipátok, amelyeket az étrendi zsírok emésztésére használnak.
Vannak olyan amfipátok kategóriái is. Az amfipolok amfifil jellegűek polimerek amelyek fenntartják a membránfehérje vízben való oldhatóságát tisztítószerek nélkül. Az amphipolok használata lehetővé teszi ezeknek a fehérjéknek a denaturálása nélküli tanulmányozását. A bolaamphipathic molekulák azok, amelyek hidrofil csoportokkal rendelkeznek egy ellipszoid alakú molekula mindkét végén. Összehasonlítva az egypólusú "fejű" amfipátokkal, a bolaamfifátok jobban oldódnak vízben. A zsírok és az olajok az amfipátok osztálya. Szerves oldószerekben oldódnak, de vízben nem. A tisztításhoz használt szénhidrogén felületaktív anyagok amfipátok. Ilyenek például a nátrium-dodecil-szulfát, az 1-oktanol, a kokamid-propil-betain és a benzalkónium-klorid.
Funkciók
Az amfipátiás molekulák számos fontos biológiai szerepet töltenek be. Ezek a membránokat alkotó lipid kettős rétegek elsődleges alkotóelemei. Időnként szükség van a membrán megváltoztatására vagy megbontására. A sejt itt amfipatikus vegyületeket, úgynevezett pepducineket használ, amelyek hidrofób régiójukat a membránba nyomják és a hidrofil szénhidrogén faroknak kitetik a vizes környezetet. A test amfipatikus molekulákat használ az emésztésre. Az amfipátok is fontos szerepet játszanak az immunválaszban. Az amfipátiás antimikrobiális peptidek gombaellenes és antibakteriális tulajdonságokkal rendelkeznek.
Az amfipátok leggyakoribb felhasználása a tisztítás. A szappanok és a tisztítószerek egyaránt elkülönítik a zsírokat a vízből, de a mosó- és tisztítószerek kationos, anionos vagy töltés nélküli hidrofób csoportokkal történő testreszabása kibővíti azok működési körülményeinek körét. A liposzómák tápanyagok vagy gyógyszerek szállítására használhatók. Az amfipátokat helyi érzéstelenítők, habosító szerek és felületaktív anyagok előállítására is használják.
források
- Fuhrhop, J-H; Wang, T. (2004). "Bolaamphiphile". Chem. Fordulat. 104(6), 2901-2937.
- Nagle, J.F.; Tristram-Nagle, S. (2000. november). Msgstr "A lipid kettős rétegek szerkezete". Biochim. Biophys. Acta. 1469 (3): 159–95. doi: 10.1016 / S0304-4157 (00) 00016-2
- Parker, J.; Madigan, M.T.; Brock, T.D.; Martinko, J. M. (2003). A mikroorganizmusok Brock-biológiája (10. kiadás). Englewood Cliffs, N.J: Prentice Hall. ISBN 978-0-13-049147-3.
- Qiu, Feng; Tang, Chengkang; Chen, Yongzhu (2017). "A tervező bolaamfifil peptidek amiloidszerű aggregációja: a hidrofób szakasz és a hidrofil fejek hatása". Journal of Peptide Science. Wiley. doi: 10.1002 / psc.3062
- Wang, Chien-Kuo; Shih, Ling-Yi; Chang, Kuan Y. (2017. november 22.). "Az antimikrobiális tevékenységek nagyléptékű elemzése az amfipaticitás és a töltés vonatkozásában feltárja az antimikrobiális peptidek új jellemzését". molekulák 2017, 22(11), 2037. doi: 10.3390 / molekulák22112037