Micelles struktur, funktion og dannelse

Det miceller De er stabile sfæriske strukturer, der består af hundreder af amfipatiske molekyler, dvs. molekyler, der er karakteriseret ved at have en polær (hydrofil) og en apolar (hydrofob) region. Ligesom de molekyler, der komponerer dem, har miceller et stærkt hydrofobt centrum, og deres overflade er "foret" med hydrofile polære grupper..

De skyldes i de fleste tilfælde blandingen af ​​en gruppe amfipatiske molekyler med vand, så det er en måde at "stabilisere" de hydrofobe regioner i mange molekyler sammen, en kendsgerning, der er drevet af effekten hydrofob og organiseret af van der Waals kræfter.

Både detergenter og sæber såvel som visse cellulære lipider kan danne miceller, der har funktionel relevans, i det mindste hos dyr, set fra synspunktet om fedtabsorption og transport af fedtopløselige stoffer..

Phospholipider, en af ​​de mest almindelige og vigtige klasser af lipider til levende celler, kan under visse betingelser ud over liposomer og dobbeltlag danne micellære strukturer.

Miceller kan også dannes i et apolært medium, og i dette tilfælde kaldes de "omvendte miceller", da de polære regioner af de amfipatiske molekyler, der danner dem, er "skjult" i det hydrofile centrum, mens de apolære dele er i direkte kontakt med medium. der indeholder dem.

Artikelindeks

• 1 Struktur
  • 1.1 Organisation
• 2 Funktion
• 3 Træning
• 4 Referencer

Struktur

Miceller består af amfipatiske molekyler eller med andre ord molekyler, der har en hydrofil region (vandlignende, polær) og en anden hydrofob region (vandafvisende, apolar).

Disse molekyler inkluderer f.eks. Fedtsyrer, molekyler af ethvert detergent og phospholipider fra cellemembraner.

I cellulær sammenhæng er en micelle almindeligvis sammensat af fedtsyrer (af variabel længde), hvis polære carboxylgrupper er eksponeret mod aggregatets overflade, mens carbonhydridkæderne er "skjult" i et hydrofobt center og således vedtager en mindre sfærisk struktur.

Phospholipider, som er andre amfipatiske molekyler af stor betydning for celler, er generelt ude af stand til at danne miceller, da de to fedtsyrekæder, der udgør deres "hydrofobe haler", har stor størrelse og vanskeliggør enhver formpakning..

I stedet, når disse molekyler er i et vandigt medium, "nestler" de i dobbeltlag (svarende til en sandwich); i fladere strukturer, hvor hver af de "overflader", der udsættes for mediet, er sammensat af de polære hoveder af grupperne bundet til glycerol, og "fyldningen" af sandwichen består af de hydrofobe haler (fedtsyrerne forestret til de to andre kulstoffer i glycerolskelettet).

Den eneste måde, hvorpå et phospholipid kan deltage i dannelsen af ​​en micelle, er når en af ​​dens to fedtsyrekæder fjernes ved hydrolyse..

Organisation

I en micelle, som nævnt, sekvestrerer "centret" de apolære dele af molekylerne, der komponerer dem og isolerer dem fra vand..

Den centrale region af en micelle består således af et stærkt uordnet miljø med væskelignende karakteristika, hvor radiusmålingen er mellem 10 og 30% mindre end for de fuldt udstrakte kæder af ikke-amfipatiske molekyler forbundet med det molekylære kompleks..

Ligeledes er overfladen af ​​en micelle ikke homogen, men snarere "ru" og heterogen, hvoraf nogle nukleare magnetiske resonansundersøgelser indikerer, at kun en tredjedel er dækket af de polære dele af de sammensatte monomerer..

Fungere

Micelles har meget vigtige funktioner, både i naturen og i industrien og i forskning.

Med hensyn til deres funktioner i naturen er disse molekylære aggregater særligt vigtige for tarmabsorptionen af ​​fedtstoffer (monoglycerider og fedtsyrer), da miceller i forskellige størrelser og sammensætninger kan dannes ud fra de fedtholdige molekyler, der indtages med mad og transporterer dem ind i cellerne af tarmforingen, hvilket muliggør deres absorption.

Miceller fungerer også i transporten af ​​kolesterol (en anden klasse af cellulær lipid) erhvervet med kosten og af nogle vitaminer kaldet "fedtopløselige", hvorfor de også udnyttes farmakologisk til transport og administration af lægemidler med apolære egenskaber..

Vaskemidler og sæber, der dagligt anvendes til personlig hygiejne eller til rengøring af forskellige overfladetyper, består af lipidmolekyler, der er i stand til at danne miceller, når de er i en vandig opløsning..

Disse miceller opfører sig som små kugler i et leje, hvilket giver sæbevæsker deres glatte konsistens og smøreegenskaber. Virkningen af ​​de fleste vaskemidler er meget afhængig af deres evne til at producere miceller..

I forskning og undersøgelse af membranproteiner anvendes f.eks. Vaskemidler til at "rense" cellelysaterne af lipiderne, der danner de karakteristiske dobbeltlag af membraner, såvel som til at adskille de integrerede membranproteiner fra de hydrofobe komponenter..

Uddannelse

For at forstå dannelsen af ​​micellære strukturer, især i vaskemidler, er det nødvendigt at tage et noget abstrakt begreb i betragtning: den kritiske micellar koncentration eller CMC..

Den kritiske micellære koncentration er den koncentration af amfipatiske molekyler, hvor miceller begynder at dannes. Det er en referenceværdi, over hvilken en stigning i koncentrationen af ​​disse molekyler kun ender med en stigning i antallet af miceller, og under hvilken disse fortrinsvis er organiseret i lag på overfladen af ​​det vandige medium, der indeholder dem..

Dannelsen af ​​miceller er således en direkte konsekvens af overfladeaktive stoffers "amfifilicitet" og er meget afhængig af deres strukturelle egenskaber, især af form og størrelsesforholdet mellem de polære og apolære grupper..

I denne forstand favoriseres dannelsen af ​​miceller, når tværsnitsarealet for den polære gruppe er meget større end den for den apolare gruppe, som det forekommer med frie fedtsyrer, med lysophospholipider og med detergenter, såsom natriumdodecylsulfat ( SDS).

To andre parametre, som miceldannelse afhænger af, er:

- Temperatur: Den kritiske micellære temperatur (CMT) er også blevet defineret. kritisk micellær temperatur) som er temperaturen over hvilken dannelsen af ​​miceller foretrækkes

- Ionstyrke: hvilket er frem for alt relevant for ioniske detergenter eller overfladeaktive stoffer (hvis polare gruppe har en ladning)

Referencer

1. Hassan, P. A., Verma, G., & Ganguly, R. (2011). 1 Bløde materialer À Egenskaber og applikationer. Funktionelle materialer: Forberedelse, behandling og applikationer, 1.
2. Lodish, H., Berk, A., Kaiser, C. A., Krieger, M., Scott, M. P., Bretscher, A.,… & Matsudaira, P. (2008). Molekylær cellebiologi. Macmillan.
3. Luckey, M. (2014). Membran strukturel biologi: med biokemiske og biofysiske fundamenter. Cambridge University Press.
4. Nelson, D. L., og Cox, M. M. (2009). Lehninger principper for biokemi (s. 71-85). New York: WH Freeman.
5. Tanford, C. (1972). Micelle form og størrelse. Journal of Physical Chemistry, 76 (21), 3020-3024.
6. Zhang, Y., Cao, Y., Luo, S., Mukerabigwi, J. F., & Liu, M. (2016). Nanopartikler som lægemiddelafgivelsessystemer til kombinationsbehandling mod kræft. I Nanobiomaterials in Cancer Therapy (s. 253-280). William Andrew Publishing.