foszfolipidek és biológiai membránok

a triglicerideket egyszerű lipidekként osztályozzák, mivel csak kétféle vegyületből állnak: glicerinből és zsírsavakból. Ezzel szemben a komplex lipidek legalább egy további komponenst tartalmaznak, például foszfátcsoportot (foszfolipideket) vagy szénhidrátrészt (glikolipideket). Ábra \(\PageIndex{2}\) egy tipikus foszfolipidot ábrázol, amely két zsírsavból áll, amelyek glicerinhez (digliceridhez) kapcsolódnak. A két zsírsav-szénlánc lehet mind telített, mind telítetlen, vagy mindegyik. Egy másik zsírsavmolekula helyett (mint a trigliceridek esetében) a glicerinmolekula harmadik kötési helyzetét egy módosított foszfátcsoport foglalja el.

a lipidek molekuláris szerkezete egyedülálló viselkedést eredményez vizes környezetben. Ábra \(\PageIndex{1}\) ábrázolja a triglicerid szerkezetét. Mivel a glicerin gerincén mindhárom szubsztituens hosszú szénhidrogénlánc, ezek a vegyületek nem polárisak, és nem vonzódnak szignifikánsan a poláris vízmolekulákhoz—hidrofób. Ezzel szemben a foszfolipidek, mint például a \(\PageIndex{2}\) ábrán látható, negatív töltésű foszfátcsoporttal rendelkeznek. Mivel a foszfát töltődik, képes erősen vonzódni a vízmolekulákhoz, így hidrofil, vagy ” vízszerető.”A foszfolipid hidrofil részét gyakran poláris “fejnek”, a hosszú szénhidrogénláncokat pedig nem poláros “faroknak” nevezik.”Egy hidrofób részt és hidrofil részt tartalmazó molekuláról azt mondják, hogy amfipatikus. Figyeljük meg az” R ” jelölést a \(\PageIndex{2}\) ábrán ábrázolt hidrofil fejen belül, jelezve, hogy egy poláris fejcsoport összetettebb lehet, mint egy egyszerű foszfátrész. A glikolipidek olyan példák, amelyekben a szénhidrátok kötődnek a lipidek fejcsoportjaihoz.

a foszfolipidek amfipatikus jellege lehetővé teszi számukra, hogy egyedülállóan funkcionális struktúrákat képezzenek vizes környezetben. Mint említettük, ezeknek a molekuláknak a poláris feje erősen vonzódik a vízmolekulákhoz, a nem poláros farok pedig nem. Jelentős hosszúságuk miatt ezek a farok valójában erősen vonzódnak egymáshoz. Ennek eredményeként energetikailag stabil, nagy léptékű foszfolipid molekulák alakulnak ki, amelyekben a hidrofób farok zárt területeken gyülekeznek, a poláris fejek vízzel való érintkezéstől védve (\(\PageIndex{3}\) ábra). Ezek közül a legegyszerűbbek a micellák, a foszfolipid farok hidrofób belsejét tartalmazó gömb alakú szerelvények, valamint a poláris fejcsoportok külső felülete. Nagyobb és összetettebb struktúrák jönnek létre a lipid-kétrétegű lemezekből vagy egységmembránokból, amelyek a faroktól a farokig összegyűlt foszfolipidek nagy, kétdimenziós szerelvényei. Szinte az összes organizmus sejtmembránja lipid-kétrétegű lemezekből készül, csakúgy, mint sok intracelluláris komponens membránja. Ezek a lemezek lipid-kétrétegű gömböket is képezhetnek, amelyek a vezikulák és liposzómák szerkezeti alapját képezik, szubcelluláris komponensek, amelyek számos fiziológiai funkcióban szerepet játszanak.