fosfolipidit ja biologiset kalvot

triglyseridit luokitellaan yksinkertaisiksi lipideiksi, koska ne muodostuvat vain kahdentyyppisistä yhdisteistä: glyserolista ja rasvahapoista. Kompleksiset lipidit sen sijaan sisältävät ainakin yhden lisäosan, esimerkiksi fosfaattiryhmän (fosfolipidit) tai hiilihydraattiosan (glykolipidit). Kuvassa \(\PageIndex{2}\) on tyypillinen fosfolipidi, joka koostuu kahdesta glyseroliin (diglyseridiin) liittyvästä rasvahaposta. Kaksi rasvahappojen hiiliketjua voivat olla sekä tyydyttyneitä, molemmat tyydyttymättömiä, tai jompikumpi kumpaakin. Toisen rasvahappomolekyylin (kuten triglyserideissä) sijaan kolmannessa sitoutumisasemassa glyserolimolekyylissä on modifioitu fosfaattiryhmä.

lipidien molekyylirakenne johtaa ainutlaatuiseen käyttäytymiseen vesiympäristöissä. Kuva \(\PageIndex{1}\) kuvaa triglyseridin rakennetta. Koska glyserolin selkärangan kaikki kolme substituenttia ovat pitkiä hiilivetyketjuja, nämä yhdisteet ovat ei—polaarisia eivätkä ne vedä merkittävästi puoleensa polaarisia vesimolekyylejä-ne ovat hydrofobisia. Vastaavasti fosfolipideillä, kuten kuvassa \(\PageIndex{2}\), on negatiivisesti varautunut fosfaattiryhmä. Koska fosfaatti on varautunut, se kykenee vetämään voimakkaasti vesimolekyylejä ja on siten hydrofiilinen eli ” vettä rakastava.”Fosfolipidin hydrofiilistä osaa kutsutaan usein polaariseksi” pääksi ”ja pitkiä hiilivetyketjuja ei-polaarisiksi” hänniksi.”Molekyylin, jossa on hydrofobinen osa ja hydrofiilinen osa, sanotaan olevan amfipaattinen. Huomaa” R ” – nimitys Kuvassa \(\PageIndex{2}\) kuvatun hydrofiilisen pään sisällä, mikä osoittaa, että polaarinen pääryhmä voi olla monimutkaisempi kuin yksinkertainen fosfaattiosa. Glykolipidit ovat esimerkkejä, joissa hiilihydraatit ovat sitoutuneet lipidien pääryhmiin.

fosfolipidien amfipaattinen luonne mahdollistaa niiden ainutlaatuisen toiminnallisen rakenteen muodostamisen vesiympäristöissä. Kuten mainittiin, näiden molekyylien napapäät vetävät voimakkaasti puoleensa vesimolekyylejä, mutta ei-polaariset hännät eivät. Huomattavien pituuksiensa vuoksi nämä hännät vetävätkin voimakkaasti toisiaan puoleensa. Tämän seurauksena muodostuu energeettisesti stabiileja, suuria fosfolipidimolekyylien kokoonpanoja, joissa hydrofobiset hännät kerääntyvät suljettuihin alueisiin, jotka ovat napapäiden suojassa kosketukselta veden kanssa (kuva \(\PageIndex{3}\)). Yksinkertaisimpia näistä rakenteista ovat misellit, pallomaiset kokoonpanot, joissa on hydrofobinen sisäosa fosfolipidihäntiä ja ulkopinta polaarisia pääryhmiä. Suurempia ja monimutkaisempia rakenteita syntyy lipidi-kaksikerroksisista levyistä eli yksikkökalvoista, jotka ovat suuria, kaksiulotteisia fosfolipidien muodostamia kokonaisuuksia, jotka ovat kerääntyneet hännästä häntään. Lähes kaikkien eliöiden solukalvot on tehty lipidikaksikerroksisista levyistä, samoin kuin monien solunsisäisten komponenttien kalvot. Nämä levyt voivat myös muodostaa lipidi-kaksikerrospalloja, jotka ovat rakenteellinen perusta rakkulat ja liposomit, subsellulaarisia komponentteja, joilla on rooli lukuisia fysiologisia toimintoja.