Fosfolipidů a Biologické Membrány

Triglyceridy jsou klasifikovány jako jednoduché lipidy, protože jsou vytvořeny z pouhých dvou typů látek: glycerol a mastné kyseliny. Naproti tomu komplexní lipidy obsahují alespoň jednu další složku, například fosfátovou skupinu (fosfolipidy) nebo sacharidovou část (glykolipidy). Obrázek \(\PageIndex{2}\) znázorňuje typický fosfolipid složený ze dvou mastných kyselin spojených s glycerolem (diglyceridem). Dva uhlíkové řetězce mastných kyselin mohou být nasycené, oba nenasycené nebo jeden z nich. Místo jiné molekuly mastné kyseliny (jako u triglyceridů) je třetí vazebná pozice na molekule glycerolu obsazena modifikovanou fosfátovou skupinou.

molekulární struktury lipidů výsledky v jedinečné chování ve vodném prostředí. Obrázek \(\PageIndex{1}\) zobrazuje strukturu triglyceridů. Protože všechny tři substituenty na páteři glycerolu jsou dlouhé uhlovodíkové řetězce, jsou tyto sloučeniny nepolární a nejsou významně přitahovány k polárním molekulám vody-jsou hydrofobní. Naopak fosfolipidy, jako je ten, který je znázorněn na obrázku \(\PageIndex{2}\), mají záporně nabitou fosfátovou skupinu. Protože je fosfát nabitý,je schopen silné přitažlivosti k molekulám vody, a proto je hydrofilní, nebo “ milující vodu.“Hydrofilní část fosfolipidu je často označována jako polární „hlava“ a dlouhé uhlovodíkové řetězce jako nepolární “ ocasy.“Molekula představující hydrofobní část a hydrofilní část se říká, že je amfipatická. Všimněte si označení “ R “ v hydrofilní hlavě znázorněné na obrázku \(\PageIndex{2}\), což naznačuje, že skupina polárních hlav může být složitější než jednoduchá fosfátová část. Glykolipidy jsou příklady, ve kterých jsou uhlohydráty vázány na hlavní skupiny lipidů.

amfipatická povaha fosfolipidů jim umožňuje vytvářet jedinečně funkční struktury ve vodném prostředí. Jak již bylo zmíněno, polární hlavy těchto molekul jsou silně přitahovány k molekulám vody a nepolární ocasy nejsou. Vzhledem k jejich značným délkám, tyto ocasy jsou, ve skutečnosti, silně přitahovány k sobě. Jako výsledek, energeticky stabilní, rozsáhlé sestavy fosfolipidové molekuly jsou tvořeny ve kterém hydrofobní ocasy se shromažďují v uzavřených oblastech, chráněny před kontaktem s vodou polární hlavy (Obrázek \(\PageIndex{3}\)). Nejjednodušší z těchto struktur jsou micely, sférické sestavy obsahující hydrofobní vnitřek fosfolipidových ocasů a vnější povrch skupin polárních hlav. Větší a složitější struktury jsou vytvořeny z lipid bilayer listy, nebo jednotka membrány, které jsou velké, dvou-dimenzionální sestavy fosfolipidů shromáždili ocas k ocasu. Buněčné membrány téměř všech organismů jsou vyrobeny z lipidově-dvouvrstvých listů, stejně jako membrány mnoha intracelulárních složek. Tyto listy mohou také tvořit lipidové dvojvrstvé koule, které jsou strukturálním základem vezikul a liposomů, subcelulárních složek, které hrají roli v mnoha fyziologických funkcích.