Amphipathic este un cuvânt folosit pentru a descrie un compus chimic care conține atât polar (solubile în apă) și nepolare (nu este solubil în apă) porțiuni din structura sa. Se poate referi, de asemenea, la un compus chimic având atât regiuni hidrofobe, cât și hidrofile. În biologie, moleculele amfipatice sunt importante în formarea membranelor biologice și a miceliilor., Prin ele, membrana plasmatică, în special, este capabilă să creeze o barieră selectivă eficientă, astfel încât nu toate substanțele să poată intra sau ieși din celulă. În schimb, unele dintre ele au nevoie de mecanisme de transport. Acest lucru este esențial pentru a regla concentrația lor în interiorul celulei, iar acest lucru, la rândul său, este crucial în menținerea homeostaziei.

Etimologie

pe termen amphipathic a venit de la greci amphis, adică „atât” și patti, din limba greacă pátheia, care înseamnă „suferință”, „sentiment”. Sinonime: amfifil.

Structura

pe termen amphipathic este un cuvânt descriptiv pentru o substanță sau un compus chimic care posedă ambele hidrofobe și hidrofile porțiuni în structura sa., Porțiunea hidrofobă este de obicei o parte mare de hidrocarburi CH3 (CH2) n, cu n > 4). Această porțiune este nepolară și lipofilă. Porțiunea hidrofilă este fie încărcată, fie neîncărcată grup funcțional polar. Grupul încărcat poate fi anionic sau cationic. Anionici grup poartă o sarcină negativă și poate fi sub formă de carboxylates (RCO2–), sulfați (RSO4–), sulfonates (RSO3–), și fosfați. Grupul cationic, la rândul său, poartă o sarcină pozitivă. Un exemplu este amoniul (RNH3+)., Un compus amfipatic poate avea mai multe componente hidrofobe sau mai multe componente hidrofile sau ambele.deoarece un compus amfipatic este compus din doi constituenți diferiți, părțile sale pot reacționa în moduri opuse. De exemplu, porțiunea sa hidrofilă va reacționa cu ușurință cu moleculele polare. Astfel, poate fi dizolvat folosind solvenți polari, cum ar fi apa. În schimb, porțiunea hidrofobă nu va reacționa cu moleculele polare. Mai degrabă, le respinge., Și astfel, spre deosebire de porțiunea hidrofilă, partea hidrofobă nu se va disocia în ioni în prezența apei. Alte molecule polare nu ar fi capabile să reacționeze cu această porțiune, dar anumiți solvenți organici nepolari ar fi. Astfel, o soluție care conține solvenți organici apoși și nepolari va putea separa un compus amfipatic în două partiții.,

Amphiphatic biomolecules

An amphiphatic chemical compound is called an amphiphile. Many biomolecules are amphipathic, such as proteins, phospholipids, cholesterol, glycolipids, bile acids, and saponins.

Amphipathic proteins

Amphipathic proteins are comprised of polar and nonpolar sequences of amino acids., De exemplu, o proteină poate fi alcătuită din porțiuni hidrofile de aminoacizi polari (încărcați) (de exemplu, Asp-Ser, Tyr-Glu) și porțiuni hidrofobe de aminoacizi nepolari (de exemplu Gly-Pro, Ile-Pro-Met). Un exemplu este proteinele membranare găsite în membranele biologice.(1) natura lor amfipatică le permite să se introducă în regiunea hidrofobă, nepolară a unei membrane biologice și, în același timp, să expună porțiunea lor hidrofilă la mediul apos polar. Și aceste porțiuni hidrofile proeminente ale proteinei pot interacționa cu moleculele polare., Cele mai multe dintre aceste proteine amphipathic sunt capabile de aceste interacțiuni aparent opuse din cauza helices lor amphipathic. O helix amfipatică este o conformație a helixului proteic caracterizată prin prezența fețelor opuse. Fața orientată de-a lungul axei lungi a helixului este hidrofilă, în timp ce fața opusă este hidrofobă. Astfel, poate separa domeniile hidrofobe și hidrofile ale unei proteine. Mai mult, Permite Auto-asociere și interacțiuni proteine-proteine. Helicele amfipatice sunt o caracteristică structurală comună a proteinelor., Examples of proteins with this conformation are ion channel membrane proteins, lung surfactant proteins, and apolipoproteins.(2)

Phospholipids

Phospholipid is another amphipathic molecule. It is a type of lipid comprised of a glycerol bound to two fatty acids and a phosphate group., Glicerolul cu un grup fosfat încărcat negativ atașat este capul hidrofil al unui fosfolipid. Grupul fosfat poate fi legat în continuare la hidrogen, colină, serină, etanolamină sau inozitol, astfel, diversificându-se în acid fosfatidic, fosfatidilcolină, fosfatidilserină, fosfatidiletanolamină și, respectiv, fosfatidilinozitol fosfolipide. Cele două lanțuri lungi de acizi grași sunt coada hidrofobă lipofilă a fosfolipidului. Natura amfipatică a fosfolipidelor a făcut din aceasta din urmă o componentă esențială a membranelor biologice., Membrana plasmatică, de exemplu, este în mare parte formată din două straturi de fosfolipide. Ca amfipatice, fosfolipidele pot interacționa cu diferite molecule în funcție de polaritate. Capetele fosfolipide interacționează ușor cu apa și alte molecule polare. Cozile fosfolipide, în schimb, tind să evite apa și alte interacțiuni polare. Astfel, fosfolipidele din apă se vor agrega orientându-și cozile unul spre celălalt, expunându-și capul la mediul apos. De fapt, natura amfipatică a fosfolipidelor ajută la formarea structurii bilaterale a membranei plasmatice., Cozile fosfolipide se orientează astfel încât cozile lor se aliniază intern al membranei plasmatice, în timp ce capetele fosfolipide se confruntă cu exteriorul.un alt amfifil este colesterolul. Acesta este alcătuit din gruparea hidrofilă hidroxil (- OH) și lanțul hidrofob steroizi voluminoase și hidrocarburi. Colesterolul se găsește în membranele plasmatice ale animalelor. Porțiunea sa hidrofilă interacționează cu mediul apos și cu capetele polare ale fosfolipidului., Porțiunea sa hidrofobă, la rândul său, este încorporată în membrană alături de cozile hidrofobe ale fosfolipidelor și de lanțurile de acizi grași nepolari ai altor lipide.

Glicolipide

Glicolipide sunt amphipathic compuși deoarece acestea sunt alcătuite din hidrofile zahăr grup(uri) legate covalent la o lipidic hidrofob coada. Ele sunt, de asemenea, prezente în membrana plasmatică., Componenta carbohidrat se extinde la exteriorul celulei, în timp ce componenta lipidică este încorporată în bistratul lipidic. Reziduurile de zahăr expuse la exteriorul celulei permit interacțiuni carbohidrați-carbohidrați.

acizii biliari

acizii biliari au o structură steroidică compusă din patru inele și un lanț lateral care se termină într-un acid carboxilic și grupări hidroxil. Sărurile acizilor biliari se pot agrega în jurul picăturilor de lipide și pot forma Miceli. Când sunt agregate, acționează ca surfactant. Ei emulsionează lipidele. Acest lucru împiedică acumularea picăturilor de grăsime în particule mai mari de grăsime.,saponinele sunt glicozide amfipatice care sunt abundente în plante. Structura fundamentală este o parte glicozidă hidrofilă și o triterpenă hidrofobă sau un derivat steroid.3 plante le produc, probabil, pentru a descuraja prea mult erbivor. Ele sunt amare și, prin urmare, fac plantele mai puțin gustoase.,

funcții Biologice

amphipathic natura biomolecule este esențială pentru a lor roluri biologice. Membranele biologice și micelele se formează pe măsură ce moleculele amfipatice se organizează. Deoarece au componente opuse, ele sunt capabile să reacționeze distinct cu diverse molecule.,membrana plasmatică este un exemplu clasic de structură biologică formată din biomolecule ale căror caracteristici amfipatice permit membranei plasmatice să devină selectiv permeabile. În special, fosfolipidele ocupă o mare parte din membrana plasmatică. Aceste molecule lipidice au componente hidrofile și hidrofobe care, atunci când se orientează pentru a crea un bistrat lipidic. Cozile fosfolipide formează interiorul bistratului lipidic. Apoi, capetele lor fosfolipide sunt plasate pe exterior., Acest aranjament spațial este crucial pentru mișcările moleculelor de-a lungul membranei plasmatice. Moleculele nepolare mici pot difuza cu ușurință la gradientul lor de concentrație pe membrană, în timp ce moleculelor polare li se va interzice să facă acest lucru. Bistratul lipidic hidrofob formează o barieră între interiorul și exteriorul celulei. Astfel, transportul moleculelor polare trebuie modulat. Moleculele polare, cum ar fi apa și anumite proteine, și ionii au nevoie de un transportor în membrana plasmatică pentru a trece. Aceasta este funcția proteinelor membranare., Deoarece proteinele membranare sunt, de asemenea, molecule amfipatice, ele pot interacționa cu bistratul lipidic hidrofob și astfel se pot introduce în membrană. În același timp, ele oferă un mecanism de transport prin care moleculele polare și încărcate să treacă. Astfel, în timp ce bistratul lipidic le împiedică să intre sau să părăsească celula, proteinele membranei sunt vehiculele lor pentru intrare și ieșire. Acest lucru este important pentru celulă să se asigure că componentele citosolice sunt păstrate la niveluri optime, menținând astfel homeostazia., Permeabilitatea selectivă a membranei plasmatice este o caracteristică fundamentală a membranelor biologice. Astfel, organele membranate, cum ar fi nucleul, reticulul endoplasmatic, aparatul Golgi, mitocondriile, cloroplastele și veziculele, sunt capabile să regleze în mod similar trecerea moleculelor.
moleculele de colesterol sunt un alt amfifil esențial. Ele sunt prezente în membrana plasmatică a celulelor animale și sunt responsabile pentru fluiditatea membranei și integritatea structurală a celulelor animale. Din cauza lor, celulele animale nu au nevoie de un perete celular., Prezența lor în membrana celulară animală asigură integritatea celulară. În timp ce mențin membrana stabilă, ele permit, de asemenea, unei celule animale să-și modifice forma și să se miște. Ele sunt, de asemenea, implicate în transportul intracelular, permeabilitatea selectivă, semnalizarea celulară și conducerea nervului.
Glicolipidele sunt o altă componentă a membranei plasmatice. Ele oferă stabilitate celulei. Ele permit, de asemenea, interacțiuni celulă-celulă. Acestea permit formarea țesuturilor prin adeziunea celulară. De asemenea, ele facilitează recunoașterea celulară, care este esențială în funcțiile imunologice.,o micelă este un agregat de molecule de surfactant în care regiunile capului hidrofil se confruntă cu soluția apoasă, iar regiunile cozii hidrofobe sunt orientate spre centru. Astfel, este adesea sferică. Datorită naturii amfipatice a acizilor biliari, ei sunt capabili să formeze Miceli. Micelele care conțin acid biliar ajută la digestia lipidelor. Acestea aduc lipidele în apropierea membranei de frontieră a periei intestinale pentru a determina absorbția grăsimilor.,4

See also

• Amphiphile
• Phospholipid
• Cholesterol