Akceptuję
W ramach naszej witryny stosujemy pliki cookies w celu świadczenia państwu usług na najwyższym poziomie, w tym w sposób dostosowany do indywidualnych potrzeb. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień dotyczących cookies oznacza, że będą one zamieszczone w Państwa urządzeniu końcowym. Możecie Państwo dokonać w każdym czasie zmiany ustawień dotyczących cookies. Więcej szczegółów w naszej Polityce Prywatności

Zamknij X
Reklama1
Strona główna Edukacja
Dodatkowy u góry

Elektrochemia Membran Lipidowych

Ważnym składnikiem błon lipidowych, choć występującym w ilościach śladowych, są witaminy. Oprócz tego błony zawierają nieznaczne ilości wolnych kwasów tłuszczowych, lizolipidów, karotenoidów i inne ważne biologicznie cząsteczki.

Lipidy występujące w błonach komórkowych można podzielić na trzy grupy:
  • fosfolipidy,
  • glikolipidy,
  • cholesterol.


  • Rysunek poniższy przedstawia wzory strukturalne tego typu lipidów.


    Fosfolipidy
    Fosfolipidy są lipidami, których zawartość w różnego rodzaju błonach jest największa. Zalicza się do tej grupy m.in. fosfatydylocholinę (lecytynę), fosfatydyloetanolaminę, fosfatydyloserynę i fosfatydyloinozytol. Fosfolipidy są pochodnymi glicerolu lub sfingozyny. W fosfoglicerydach dwie grupy hydroksylowe glicerolu są zestryfikowane przez kwasy tłuszczowe, a trzecia przez kwas fosforowy. Łańcuchy kwasów tłuszczowych zawierają przeważnie parzystą liczbę atomów węgla, na ogół w granicach od 14 do 24. Przeważają fosfolipidy o długości łańcuchów węglowodorowych 16 lub 18. Przy takiej długości łańcuchów cząsteczki lipidów mają długość ok. 3.25 nm. Łańcuchy węglowodorowe lipidów występujących w komórkach zwierzęcych nie są rozgałęzione i mogą być nasycone lub nienasycone. Wiązania wielokrotne w konfiguracji cis powodują "zgięcie" długiego łańcucha węglowodorowego i w efekcie cząsteczki zajmują większą przestrzeń. Długość łańcuchów węglowodorowych oraz stopień ich nasycenia ma duży wpływ na płynność błon.

    Glikolipidy
    Glikolipidy są pochodnymi sfingozyny zawierającymi grupy cukrowe. Grupa aminowa szkieletu sfingozynowego w glikolipidach jest zacylowana kwasem tłuszczowym. Najprostszym glikolipidem jest cerebrozyd.

    Cholesterol
    Cholesterol jest związkiem z grupy sterydów występującym wyłącznie w komórkach eukariotycznych. Duże jego ilości zawarte są w błonach plazmatycznych komórek takich, jak erytrocyty, czy mielinowe włókna nerwowe. Zawartość cholesterolu jest wyższa w błonach plazmatycznych niż wewnątrzkomórkowych. Związek ten pełni ważną rolę w błonach biologicznych. Sztywna struktura pierścieni cholesterolu ogranicza ruchy sąsiednich cząsteczek fosfolipidów, a zatem wysoka zawartość cholesterolu w błonie powoduje zmniejszenie jej płynności. W temperaturach niższych od temperatury przejścia fazowego pierścienie cholesterolu stanowią przeszkodę w osiągnięciu przez błonę stanu żelu. Cholesterol jest więc swoistym buforem pomagającym zachować właściwą płynność błony w szerokim przedziale temperatur. Cholesterol wpływa również na takie właściwości fizyczne błon jak stabilność i przepuszczalność. Przenikanie cząsteczek przez błony może następować poprzez tzw. defekty, które powstają samoczynnie w strukturze dwuwarstwy. Są one wynikiem ruchów węglowodorowych fragmentów cząsteczek lipidów związanych z obrotami wokół wiązań podwójnych. Cholesterol ogranicza te ruchy, powodując zmniejszenie przepuszczalności błon dla niewielkich kationów, np. K+.

    Lipidy nietypowe
    Niektóre błony biologiczne zawierają także lipidy nietypowe. Na przykład organizmy żyjące w środowisku o wysokiej temperaturze (gorące źródła, gejzery) posiadają zdolność wytwarzania lipidów długołańcuchowych (np. 32-węglowych) z grupami hydrofilowymi na obu końcach. Lipidy takie "spinają błonę" i stabilizują ją.

    Skład sztucznych membran lipidowych
    Sztuczne błony lipidowe mogą być formowane z różnego rodzaju polarnych lipidów, zarówno naturalnych jak też i syntetycznych. Naturalne lipidy pozwalają na tworzenie membran o właściwościach zbliżonych do błon biologicznych. Lipidy pochodzenia naturalnego są zwykle ekstrahowane z tkanek zwierzęcych, czasem z żółtek jaj lub ziaren soi. Stanowią one mieszaniny cząsteczek lipidów zawierających łańcuchy węglowodorowe o różnych długościach, różnej liczbie i położeniu wiązań podwójnych. Do tworzenia membran nie jest używany czysty cholesterol, gdyż nie tworzy on dwuwarstw o płynnej strukturze. Membrany mogą być natomiast formowane z "utlenionego cholesterolu", który jest mieszaniną wielu produktów reakcji cholesterolu z tlenem.

    Stosowanie lipidów syntetycznych umożliwia tworzenie błon o określonych parametrach, np. grubości, płynności, ładunku powierzchniowym, przewodnictwie, pojemności itp. Możliwe jest badanie aktywności układów rekonstruowanych z błon biologicznych, jak też nadanie membranom pewnych szczególnych cech, np. zdolności fluorescencyjnych, kompleksujących lub magnetycznych. Syntetyczne lipidy pozwalają na tworzenie membran o dużej trwałości i stabilności. Podczas syntezy lipidom nadać można cechy, które umożliwiłyby ich wykorzystanie przy budowie przetworników molekularnych i biosensorów.


    Źródło:
    Wydział Chemii
    Uniwersytet Warmińsko-Mazurski

    Kontakt:
    dr Stanisława Koronkiewicz stankor@uwm.edu.pl


    Tematyka badawcza dotycząca właściwości i zastosowań membran lipidowych rozwijana jest w Katedrze Chemii UWM od kilku lat. Prace skupiają się na kilku zasadniczych zagadnieniach:
    • Badania właściwości elektrycznych dwuwarstwowych membran lipidowych.W ramach tej tematyki badane są zjawiska elektrokompresji i elektroporacji membran lipidowych.
    • Wykorzystanie dwuwarstw i monowarstw lipidowych osadzonych na żelu lub metalu w konstrukcji czujników elektrochemicznych i biosensorów.
    • Rozwój metod badawczych i aparatury pomiarowej pozwalającej na badania właściwości elektrycznych membran lipidowych.



    Drukuj PDF
    wstecz Podziel się ze znajomymi

    znajdz nas na fcb
    Informacje dnia: Fruktoza szkodzi wątrobom dzieci Nowa szczepionka przeciwko motylicy wątrobowej Witamina D może chronić przed grypą Inteligentna opaska zarządzająca stresem Perowskitowe ogniwa słoneczne bliżej komercjalizacji Pył - mikroskopijny zabójca Fruktoza szkodzi wątrobom dzieci Nowa szczepionka przeciwko motylicy wątrobowej Witamina D może chronić przed grypą Inteligentna opaska zarządzająca stresem Perowskitowe ogniwa słoneczne bliżej komercjalizacji Pył - mikroskopijny zabójca Fruktoza szkodzi wątrobom dzieci Nowa szczepionka przeciwko motylicy wątrobowej Witamina D może chronić przed grypą Inteligentna opaska zarządzająca stresem Perowskitowe ogniwa słoneczne bliżej komercjalizacji Pył - mikroskopijny zabójca

    Partnerzy

    GoldenLine Fundacja Kobiety Nauki Obywatele Nauki NeuroSkoki Biomantis Uni Gdansk MULTITRAIN I MULTITRAIN II Nauki przyrodnicze KOŁO INZYNIERÓW PB ICHF PAN FUNDACJA JWP NEURONAUKA BIOOPEN 2016 Mlodym Okiem Nanotechnologia Lodz Genomica SYMBIOZA 2017 Nauka w Polsce CITTRU - Centrum Innowacji, Transferu Technologii i Rozwoju Uniwersytetu Akademia PAN Chemia i Biznes Farmacom Świat Chemii Forum Akademickie Biotechnologia     Geodezja „Pomiędzy naukami – zjazd fizyków i chemików” WIMC WARSZAWA 2016 Konferencja Biomedyczna Projektor Jagielloński Instytut Lotnictwa EuroLab