Kad micelės yra stabilios sferinės struktūras, susidarančias šimtai amfipatiniais molekulių, ty, molekulės, kurie pasižymi poliniame (hidrofilinį) ir nepolinis regionas (hidrofobinės). Micelės, kaip ir jas sudarančios molekulės, turi stipriai hidrofobinį centrą, o jų paviršius yra „išklotas“ hidrofilinėmis polinėmis grupėmis.
Dažniausiai jie atsiranda sumaišius amfipatinių molekulių grupę su vandeniu, taigi tai yra būdas „stabilizuoti“ daugelio molekulių hidrofobines sritis kartu, o tai lemia poveikis hidrofobinis ir organizuojamas van der Waalso pajėgų.
Mikelio struktūrinė schema (Šaltinis: Originalo kalba: „SuperManu“. Ispanų kalba: „AngelHerraez“ / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0) per „Wikimedia Commons“)
Tiek plovikliai, tiek muilas, tiek tam tikri ląstelių lipidai gali sudaryti micelius, kurie turi funkcinę reikšmę, bent jau gyvūnams, riebalų absorbcijos ir riebaluose tirpių medžiagų gabenimo požiūriu.
Fosfolipidai, viena gausiausių ir svarbiausių gyvų ląstelių lipidų klasių, tam tikromis sąlygomis, be liposomų ir dvisluoksnių sluoksnių, gali sudaryti micelines struktūras.
Micelės taip pat gali būti suformuotos apoliarinėje terpėje ir tokiu atveju jos vadinamos „atvirkštinėmis micelėmis“, nes jas sudarančių amfipatinių molekulių poliniai regionai yra „paslėpti“ hidrofiliniame centre, o apoliarinės dalys tiesiogiai liečiasi su terpe. kuriame yra jų.
Struktūra
Micelės yra sudarytos iš amfipatinių molekulių arba, kitaip tariant, molekulių, turinčių hidrofilinę sritį (panašią į vandenį, polinę) ir kitą hidrofobinę sritį (vandenį atstumiantis, apoliarus).
Tarp šių molekulių galima paminėti, pavyzdžiui, riebalų rūgštis, bet kokio ploviklio molekules ir ląstelių membranų fosfolipidus.
Ląsteliniame kontekste micelę dažniausiai sudaro riebalų rūgštys (įvairaus ilgio), kurių polinės karboksilo grupės yra veikiamos agregato paviršiaus link, o angliavandenilių grandinės yra „paslėptos“ hidrofobiniame centre, taigi daugiau ar mažiau sferinė struktūra.
Fosfolipidai, kurie yra kitos amfipatinės molekulės, turinčios didelę reikšmę ląstelėms, paprastai nesugeba sudaryti micelių, nes dvi riebalų rūgščių grandinės, sudarančios jų „hidrofobines uodegas“, užima didelius dydžius ir apsunkina bet kokios formos pakuotę. sferinis.
Vandeninės aplinkos tarpininkaujamos micelės susidarymas (Šaltinis: Jwleung / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) per „Wikimedia Commons“)
Vietoj to, kai šios molekulės yra vandeninėje terpėje, jos „įklijuoja“ į dvisluoksnius sluoksnius (panašius į sumuštinį); y., plokštesnių struktūrų, kuriose kiekvienas iš terpės paveiktų "paviršių" yra sudarytas iš grupių, pritvirtintų prie glicerolio, polinių galvų, o "sumuštinio" užpildymą sudaro hidrofobinės uodegos (riebalų rūgštys, esterintos iki kiti du glicerolio skeleto anglai).
Vienintelis būdas, kuriuo fosfolipidas gali dalyvauti kuriant micelę, yra tai, kai hidrolizės būdu pašalinama viena iš dviejų jo riebalų rūgščių grandinių.
Organizacija
Micelėje, kaip minėta, „centras“ išskiria nepolines molekulių dalis, kurios jas sudaro, ir izoliuoja jas iš vandens.
Taigi micelio centrinę sritį sudaro labai netvarkinga aplinka, pasižyminti į skystį panašiomis savybėmis, kurioje spindulys matuojamas nuo 10 iki 30% mažesnis nei visiškai išsiplėtusiose ne amfipatinių molekulių grandinėse. susijęs su molekuliniu kompleksu.
Taip pat micelės paviršius nėra vienalytis, o yra „šiurkštus“ ir nevienalytis, iš kurių kai kurie branduolinio magnetinio rezonanso tyrimai rodo, kad tik trečdalį sudaro sudedamųjų monomerų polinės dalys.
Funkcija
Micelės atlieka labai reikšmingas funkcijas tiek gamtoje, tiek pramonėje, tiek moksliniuose tyrimuose.
Kalbant apie jų funkcijas gamtoje, šie molekuliniai agregatai yra ypač svarbūs riebalų (monogliceridų ir riebiųjų rūgščių) absorbcijai žarnyne, nes iš su maistu patekusių riebalų molekulių gali susidaryti įvairaus dydžio ir sudėties micelės, kurios gali patekti į žarnos gleivinės ląstelių viduje, todėl jų absorbcija yra įmanoma.
Micelės taip pat veikia pernešdamos per dietą įgytą cholesterolį (kitą ląstelių lipidų klasę) ir kai kuriuos vadinamuosius riebaluose tirpius vitaminus, todėl jie taip pat naudojami farmakologiškai, norint gabenti ir vartoti vaistus, turinčius apoliarines savybes.
Plovikliai ir muilai, kasdien naudojami asmens higienai ar įvairių tipų paviršiams valyti, yra sudaryti iš lipidų molekulių, galinčių sudaryti micelių, kai jie yra vandeniniame tirpale.
Šios micelės elgiasi kaip mažos rutulys guolyje, suteikdamos muilo tirpalams slidumo konsistenciją ir sutepimo savybes. Daugelio ploviklių veikimas labai priklauso nuo jų sugebėjimo gaminti micelius.
Pavyzdžiui, tiriant ir tiriant membranos baltymus, plovikliai yra naudojami „apvalyti“ lipidų ląstelių lizatus, kurie sudaro būdingus membranų sluoksnius, taip pat atskirti vientisus membranos baltymus nuo hidrofobinių komponentų. iš to.
Mokymai
Norint suprasti micelinių struktūrų susidarymą, ypač plovikliuose, būtina atsižvelgti į šiek tiek abstrakčią sąvoką: kritinę micelių koncentraciją arba CMC.
Kritinė micelių koncentracija yra ta amfipatinių molekulių koncentracija, kurioje pradeda formuotis micelės. Tai yra pamatinė vertė, kurią viršijus šių molekulių koncentracijos padidėjimas pasibaigs tik padidėjus micelių skaičiui, o žemiau kurių jos pirmiausia yra organizuojamos sluoksniais ant vandeninės terpės, kurioje yra jų, paviršiaus. .
Fosfolipidų suformuotos micelės ir dvisluoksnio sluoksnio skirtumai ir panašumai (Šaltinis: 2003 m. Kovo 31 d.: Vartotojas: Stephenas Gilbertas, 2003 m. Kovo 31 d.: Vartotojas: Stephenas Gilbertas, 2004 m. Gruodžio 27 d.: Vartotojas: „Quadell“, vertimas Vartotojo: imartin6 / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/) per „Wikimedia Commons“)
Taigi micelių susidarymas yra tiesioginė paviršiaus aktyviųjų medžiagų amfifiliškumo pasekmė ir labai priklauso nuo jų struktūrinių savybių, ypač nuo formos ir dydžio santykio tarp polinių ir apoliarinių grupių.
Šiuo atžvilgiu micelių susidarymas yra palankus, kai polinės grupės skerspjūvio plotas yra daug didesnis nei apolinės grupės, kaip tai daroma laisvųjų riebalų rūgščių, lizofosfolipidų ir tokių ploviklių, kaip natrio dodecilsulfato ( SDS).
Kiti du parametrai, nuo kurių priklauso micelių susidarymas:
- Temperatūra: taip pat buvo apibrėžta kritinė micelių temperatūra (CMT), tai yra temperatūra, kurią viršijus palanku sudaryti micelius.
- jonų stiprumas: tai visų pirma svarbu jonų tipo plovikliams arba paviršiaus aktyviosioms medžiagoms (kurių polinė grupė turi krūvį);
Nuorodos
- Hassan, PA, Verma, G., ir Ganguly, R. (2011). 1 Minkštos medžiagos À Savybės ir pritaikymas. Funkcinės medžiagos: paruošimas, apdorojimas ir pritaikymas, 1.
- Lodish, H., Berk, A., Kaiser, CA, Krieger, M., Scott, MP, Bretscher, A.,… ir Matsudaira, P. (2008). Molekulinių ląstelių biologija. Macmillanas.
- Luckey, M. (2014). Membranos struktūrinė biologija: su biocheminiais ir biofizikiniais pagrindais. Cambridge University Press.
- Nelsonas, D. L. ir Coxas, MM (2009). Lehningerio biochemijos principai (p. 71–85). Niujorkas: WH Freeman.
- Tanford, C. (1972). Micelės forma ir dydis. Fizinės chemijos žurnalas, 76 (21), 3020–3024.
- Zhang, Y., Cao, Y., Luo, S., Mukerabigwi, JF, & Liu, M. (2016). Nanodalelės kaip kombinuotų vaistų nuo vėžio pristatymo sistemos. In Nanobiomaterials in Cancer Therapy (p. 253–280). „William Andrew“ leidyba.