Misellit ovat stabiileja pallomaisia rakenteita muodostuu satoja amfipaattisen molekyylin kanssa, eli molekyylejä, jotka on tunnusomaista polaarinen (hydrofiilinen) ja ei-polaarisia alue (hydrofobinen). Kuten niitä muodostavat molekyylit, mitselleillä on voimakkaasti hydrofobinen keskus ja niiden pinta on "vuorattu" hydrofiilisillä polaarisilla ryhmillä.
Ne johtuvat useimmissa tapauksissa amfipaattisten molekyyliryhmien sekoittumisesta veden kanssa, joten se on tapa “stabiloida” monien molekyylien hydrofobiset alueet yhdessä, tosiasia, jonka vaikutukset ohjaavat hydrofobinen ja van der Waals -joukkojen järjestämä.
Mellelin rakennekaavio (Lähde: Alkuperäinen englanti: SuperManu. Espanja: AngelHerraez / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0) Wikimedia Commonsin kautta)
Sekä pesuaineet että saippuat sekä tietyt solulipidit voivat muodostaa misellejä, joilla on toiminnallinen merkitys ainakin eläimissä rasvan imeytymisen ja rasvaliukoisten aineiden kuljetuksen kannalta.
Fosfolipidit, yksi elävien solujen yleisimmistä ja tärkeimmistä lipidiluokista, voivat tietyissä olosuhteissa muodostaa liposomien ja kaksikerrosten lisäksi misellirakenteita.
Mitsellit voidaan muodostaa myös apolaariseen väliaineeseen ja siinä tapauksessa niitä kutsutaan "käänteismiselleiksi", koska niitä muodostavien amfipaattisten molekyylien polaariset alueet ovat "piilossa" hydrofiilisessä keskuksessa, kun taas apolaariset osat ovat suorassa kosketuksessa väliaineen kanssa. joka sisältää ne.
Rakenne
Mitsellit koostuvat amfipaattisista molekyyleistä tai toisin sanoen molekyyleistä, joilla on hydrofiilinen alue (vesimäinen, polaarinen) ja toinen hydrofobinen alue (vettä hylkivä, apolaarinen).
Näiden molekyylien joukosta voidaan mainita esimerkiksi rasvahapot, minkä tahansa pesuaineen molekyylit ja solukalvojen fosfolipidit.
Solukontekstissa miselleri koostuu yleensä rasvahapoista (vaihtelevan pituisia), joiden polaariset karboksyyliryhmät ovat alttiina aggregaatin pintaa kohti, kun taas hiilivetyketjut ovat “piilotettu” hydrofobiseen keskustaan, jolloin ne muodostavat enemmän tai vähemmän pallomainen rakenne.
Fosfolipidit, jotka ovat muita amfipaattisia molekyylejä, joilla on suuri merkitys soluille, eivät yleensä kykene muodostamaan misellejä, koska kaksi rasvahappoketjua, jotka muodostavat niiden ”hydrofobiset hännänsä”, ovat suurikokoisia ja vaikeuttavat minkä tahansa muodon pakkaamista. pallomainen.
Vesipitoisen ympäristön välittämän misellin muodostuminen (Lähde: Jwleung / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) Wikimedia Commonsin kautta)
Sen sijaan, kun nämä molekyylit ovat vesipitoisessa väliaineessa, ne "pesivät" kaksikerroksisiksi (samanlaisia kuin voileipä); toisin sanoen lameammissa rakenteissa, joissa kukin väliaineelle alttiina olevista "pinnoista" koostuu glyseroliin kiinnittyneiden ryhmien polaarisista pääistä ja voileivän "täyttö" koostuu hydrofobisista hännistä (rasvahapot, jotka on esteröity glyserolirungon kaksi muuta hiiltä).
Ainoa tapa, jolla fosfolipidi voi osallistua misellin muodostumiseen, on, kun toinen sen kahdesta rasvahappoketjusta poistetaan hydrolyysillä.
organisaatio
Kuten misellessä, kuten mainittiin, "keskusta" erottaa molekyylien ei-polaariset osat, jotka ne muodostavat, ja eristää ne vedestä.
Mellelin keskialue koostuu sitten erittäin epäjärjestyksellisestä ympäristöstä, jolla on nestemaisia ominaisuuksia, jossa sädemitta on välillä 10 - 30% pienempi kuin ei-amfipaattisten molekyylien täysin pidennetyillä ketjuilla. liittyy molekyylikompleksiin.
Samoin misellin pinta ei ole homogeeninen, vaan melko "karkea" ja heterogeeninen, joista jotkut ydinmagneettiset resonanssitutkimukset osoittavat, että vain yhden kolmasosan peittävät ainesosan monomeerien polaariset osat.
toiminto
Miceleillä on erittäin merkittäviä tehtäviä, sekä luonnossa että teollisuudessa ja tutkimuksessa.
Mitä tulee niiden luonteeltaan tehtäviin toimiin, nämä molekyyliagregaatit ovat erityisen tärkeitä rasvojen (monoglyseridien ja rasvahappojen) imeytymiselle suolistossa, koska ruoan nauttimista rasvamolekyyleistä voidaan muodostaa erikokoisia ja koostumuksellisia misellejä ja kuljettaa ne suolikanavan solujen sisällä, mikä tekee niiden imeytymisen mahdolliseksi.
Mitsellit toimivat myös ruokavalion kautta hankitun kolesterolin (toisen solulipidiryhmän) ja joidenkin ns. Rasvaliukoisten vitamiinien kuljetuksessa, minkä vuoksi niitä käytetään myös farmakologisesti apolaaristen ominaisuuksien lääkkeiden kuljettamiseen ja antamiseen.
Puhdistusaineet ja saippuat, joita käytetään päivittäin henkilökohtaiseen hygieniaan tai erityyppisten pintojen puhdistamiseen, koostuvat lipidimolekyyleistä, jotka pystyvät muodostamaan misellejä, kun ne ovat vesiliuoksessa.
Nämä misellit käyttäytyvät kuin pienet pallot laakerissa, antaen saippualiuosille niiden liukas konsistenssin ja voiteluominaisuudet. Useimpien pesuaineiden vaikutus on suuresti riippuvainen niiden kyvystä tuottaa misellejä.
Esimerkiksi membraaniproteiinien tutkimuksessa pesuaineita käytetään "puhdistamaan" lipidien solulysaatit, jotka muodostavat kalvoille tyypilliset kerrokset, samoin kuin kiinteiden membraaniproteiinien erottamiseksi hydrofobisista komponenteista. tästä.
koulutus
Mitsellaaristen rakenteiden muodostumisen ymmärtämiseksi, erityisesti pesuaineissa, on otettava huomioon hieman abstrakti käsite: kriittinen misellipitoisuus tai CMC.
Kriittinen misellipitoisuus on amfipaattisten molekyylien konsentraatio, jossa misellit alkavat muodostua. Se on viitearvo, jonka yläpuolella näiden molekyylien pitoisuuden nousu päättyy vain misellien lukumäärän lisääntymiseen, ja jonka alapuolella ne on edullisesti järjestetty kerroksiin niitä sisältävän vesipitoisen väliaineen pinnalla..
Fosfolipidien muodostamien misellien ja kaksikerrosten erot ja yhtäläisyydet (Lähde: 31. maaliskuuta 2003 julkaisussa: Käyttäjä: Stephen Gilbert, 31. maaliskuuta 2003 julkaisussa: Käyttäjä: Stephen Gilbert, 27. joulukuuta 2004 julkaisussa: Käyttäjä: Quadell, käännös Käyttäjä: imartin6 / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/) Wikimedia Commonsin kautta)
Siksi misellien muodostuminen on suora seuraus pinta-aktiivisten aineiden "amfifiilisyydestä", ja se riippuu suuresti niiden rakenteellisista ominaisuuksista, erityisesti polaaristen ja apolaaristen ryhmien välisestä muodon ja koon suhteesta.
Tässä mielessä misellien muodostuminen on suotuisaa, kun polaarisen ryhmän poikkileikkauspinta-ala on paljon suurempi kuin apolaariryhmän, kuten tapahtuu vapaiden rasvahappojen, lysofosfolipidien ja pesuaineiden, kuten natriumdodekyylisulfaatin (SDS).
Kaksi muuta parametria, joista misellin muodostuminen riippuu, ovat:
- Lämpötila: Kriittinen misellilämpötila (CMT) on myös määritelty, mikä on lämpötila, jonka yläpuolella misellien muodostuminen suosii
- Ionivahvuus: jolla on merkitystä etenkin ionityyppisille pesuaineille tai pinta-aktiivisille aineille (joiden polaarisella ryhmällä on varaus)
Viitteet
- Hassan, PA, Verma, G., ja Ganguly, R. (2011). 1 Pehmeät materiaalit À Ominaisuudet ja sovellukset. Toiminnalliset materiaalit: valmistelu, käsittely ja sovellukset, 1.
- Lodish, H., Berk, A., Kaiser, CA, Krieger, M., Scott, parlamentin jäsen, Bretscher, A.,… & Matsudaira, P. (2008). Molekyylisolubiologia. Macmillan.
- Luckey, M. (2014). Kalvorakennebiologia: biokemiallisilla ja biofysikaalisilla perusteilla. Cambridge University Press.
- Nelson, DL, & Cox, MM (2009). Biokemian Lehninger-periaatteet (s. 71-85). New York: WH Freeman.
- Tanford, C. (1972). Mitselin muoto ja koko. The Journal of Physical Chemistry, 76 (21), 3020 - 3024.
- Zhang, Y., Cao, Y., Luo, S., Mukerabigwi, JF ja Liu, M. (2016). Nanohiukkaset syövän yhdistelmähoidon lääkeannostelujärjestelminä. Nanobiomaterials in Cancer Therapy (s. 253 - 280). William Andrew Publishing.