Štruktúra amfipatických molekúl, charakteristiky, príklady

Ten amfifotické alebo amfifylové molekuly Sú to tí, ktorí môžu pociťovať afinitu alebo odpudenie súčasne určitým rozpúšťadlom. Rozpúšťadlá sú chemicky klasifikované ako polárne alebo apolárne; hydrofilový alebo hydrofóbny. Tieto typy molekúl môžu teda „milovať“ vodu, pretože ju môžu „nenávidieť“.

Podľa predchádzajúcej definície existuje iba jeden spôsob, ako to byť možné: tieto molekuly musia mať v rámci svojich štruktúr polárne a apolárne oblasti; Či už sú distribuované viac -menej homogénne (napríklad ako pri proteínoch) alebo sú zamknuté heterogénne (v prípade povrchovo aktívnych látok)

Bubliny, fyzikálny fenomén spôsobený redukciou povrchového napätia rozhrania vzduch-kvapalina Produkt pôsobenia povrchovo aktívnej látky, čo je amfifylická zlúčenina. Zdroj: pexels.

Povrchovo aktívne látky, tiež nazývané detergenty, sú pravdepodobne najznámejšími amfipatickými molekulami všetkých od nepamäti. Pretože muž bol uchvátený podivnou fyziognomiou bubliny, ktorá sa týka prípravy mydiel a čistiacich výrobkov, stretol sa znova a znova s ​​javom povrchového napätia.

Pozorovanie bubliny sa rovná svedectvu „pasce“, ktorej steny, ktoré tvoria zarovnanie amfipatických molekúl, zachovávajú obsah plynu vo vzduchu. Jeho sférické formy sú najstabilnejšou matematikou a geometricky, pretože povrchové napätie rozhrania vzduch-voda klesá na minimum.

To znamená, že boli vystavené dve ďalšie charakteristiky amfipatických molekúl: majú tendenciu spájať sa alebo samostatne zostaviť a niektoré znižovať povrchové napätie v tekutinách (tie, ktoré sa tak môžu urobiť, sa nazývajú povrchovo aktívne látky).

V dôsledku vysokej tendencie spájať sa tieto molekuly otvárajú morfologické (a dokonca architektonické) pole svojich nanoagregátov a supramolekuly, ktoré ich tvoria; s cieľom navrhovať zlúčeniny, ktoré môžu fungovať a interagovať s nesmiernymi spôsobmi s bunkami a ich biochemickými matkami.

[TOC]

Štruktúra

Všeobecná štruktúra amfipatickej molekuly. Zdroj: Gabriel Bolívar.

Hovorilo sa, že amfifilné alebo amfipatické molekuly majú polárnu oblasť a ďalší apolar. Apolárna oblasť zvyčajne pozostáva zo nasýteného alebo nenasýteného uhlíkového reťazca (s dvojitými alebo trojitými väzbami), ktorý je znázornený ako „apolárny chvost“; sprevádzané „polárnou hlavou“, v ktorej býva najviac elektronegatívnych atómov.

Vynikajúca všeobecná štruktúra ilustruje to, čo je komentované v predchádzajúcom odseku. Polárna hlava (fialová guľa), môžu byť funkčné skupiny alebo aromatické krúžky, ktoré majú trvalé dipólové momenty a sú tiež schopné tvoriť vodíkové mosty. Preto musí byť tam najvyšší obsah kyslíka a dusíka.

Môže vám slúžiť: Oxidačné číslo: Koncept, ako to dostať von a príklady

V tejto polárnej hlave môže byť aj iónové, negatívne alebo pozitívne zaťaženie (alebo obidve súčasne). Táto oblasť je región, ktorý ukazuje vysokú afinitu k vode a ďalšie polárne rozpúšťadlá.

Na druhej strane, apolárny chvost vzhľadom na jeho dominantné spojenia C-H interaguje cez londýnske disperzné sily. Táto oblasť je spôsobená skutočnosťou, že amfipatické molekuly tiež ukazujú afinitu k tukom a molekulám apolárneho vzduchu (n₂, Co₂, Ar, atď.).

V niektorých chemických textoch k modelu pre hornú štruktúru sa porovnáva s tvarom cumlíka.

Intermolekulárne interakcie

Keď amfipatická molekula kontaktuje polárne rozpúšťadlo, povedzme vodu, jej oblasti majú rôzne účinky na molekuly rozpúšťadla.

Začať. V tomto procese sa vytvorí molekulárna porucha.

Medzitým majú molekuly vody okolo apolárneho chvosta tendenciu objednávať, akoby to boli malé kryštály, čo im umožnilo minimalizovať odpudky. V tomto procese sa vytvorí molekulárny poriadok.

Medzi poruchami a objednávkami bude bod, v ktorom sa amfipatická molekula snaží interagovať s iným, čo bude mať za následok oveľa stabilnejší proces.

Mimoriadne

Obidve sa budú blížiť cez svoje apolárne chvosty alebo polárne hlavy, takže príbuzné regióny najskôr interakcie. To isté si predstavuje, že dva „fialové paciféry“ horného obrázka, prístup k prepojeniu čiernych chvostov alebo spojením svojich dvoch fialových hláv.

A tak začína zaujímavý jav asociácie, v ktorom sa niekoľko z týchto molekúl spája po sebe. Nie sú svojvoľne spojené, ale podľa série štrukturálnych parametrov, ktoré nakoniec izolujú apolárne chvosty v akomsi „apolárnom jadre“, pričom odhaľujú polárne hlavy ako polárny plášť.

Potom sa hovorí, že sa narodil sférický miscelála. Počas tvorby miscelánu však existuje predbežná fáza, ktorá pozostáva z toho, čo je známe ako lipid. Tieto a ďalšie sú niektoré z mnohých makroštruktúr, ktoré môžu prijať amfifylické molekuly.

Charakteristiky amfipatických molekúl

Združenie

Sférický miscellan tvorený amfipatickými molekulami. Zdroj: Gabriel Bolívar.

Ak sa apolárne chvosty berú ako čierne jednotky a polárne hlavy fialových jednotiek, bude zrejmé, prečo v vynikajúcom obraze je miscellane Cortex prebývajúci a jeho čierne jadro. Jadro je apolárne a jeho interakcie s molekulami vody alebo rozpúšťadla sú neplatné.

Môže vám slúžiť: iónová sila: jednotky, ako ho vypočítať, príklady

Ak je naopak, rozpúšťadlo alebo médium je apolar, sú to polárne hlavy, ktoré budú trpieť odporom, a preto sa nachádzajú v strede miscelánu; to znamená, že sa investuje (a, nižší obraz).

Rôzne typy rôznych štruktúr alebo morfológií. Zdroj: Gabriel Bolívar.

Zistilo sa, že obrátená misela. Ale predtým, ako sa vyplácajú, amfiprylové molekuly individuálne menia rád molekúl rozpúšťadla. Zvýšená koncentrácia, začínajú sa spájať v štruktúre jednej alebo dvoch vrstiev (B).

Od B sa plachty začínajú krivovať, aby vznikli D, žlčník. Ďalšou možnosťou, v závislosti od tvaru apolárneho chvosta vzhľadom na ich polárnu hlavu, je to, že sú spojené, aby vznikli valcovej misceláne (C).

Nanoagregáty a supramolekuly

Existuje preto päť hlavných štruktúr, ktoré zradia základnú charakteristiku týchto molekúl: ich vysoká tendencia spájať a samostatne zostaviť v supramolekulách, ktoré sa pridávajú do nanoagregátov.

Amfifylové molekuly teda nie sú samostatné, ale spojené.

Fyzický

Amfipatické molekuly môžu byť neutrálne alebo sa môžu nabíjať ionicky. Tí, ktorí majú negatívne náboje, majú atóm kyslíka s negatívnym formálnym zaťažením v polárnej hlave. Niektoré z týchto atómov kyslíka pochádzajú z funkčných skupín ako: -Coo^-, -SW₄^-, -SW₃^- alebo -po₄^-.

Pokiaľ ide o pozitívne obvinenia, vo všeobecnosti pochádzajú z amín, RNH₃⁺.

Prítomnosť alebo neprítomnosť týchto záťaží nemení skutočnosť, že tieto molekuly vo všeobecnosti tvoria kryštalické tuhé látky; Alebo, ak sú relatívne ľahké, sú ako oleje.

Príklady

Nižšie uvedené príklady amfipatických alebo amfifilitických molekúl budú uvedené nižšie:

-Fofolipidy: fosfatidyletanolamín, sfingomyeline, fosfatidylserín, fosfatidylcholín.

-Cholesterol.

-Glukolipidy.

-Lauilsulfát sodný.

-Proteíny (sú amfifylickí, ale nie povrchovo aktívnych látok).

-Fenolické tuky: Kardanol, kartydlá a anakardiálne kyseliny.

-Cetitrimonthylamónium bromid.

-Mastné kyseliny: palmitické, linolové, olejové, lauriky, stearické.

-Alkoholy s dlhým reťazcom: 1 doodecanol a ďalšie.

-Polyméry amfifylu: Podobne ako etoxylované fenolové živice.

Žiadosti

Membrány

Jedným z najdôležitejších dôsledkov kapacity týchto molekúl, ktoré majú byť spojené, je to, že stavajú druh steny: lipidovú dvojvrstvu (b).

Táto dvojvrstvá. Je dynamický, pretože jeho apolárne chvosty sa otáčajú a pomáhajú pohybovať amfipatické molekuly.

Aj keď sa táto membrána spojí s dvoma koncami, aby bola vertikálne, používa sa na meranie jej priepustnosti; A s tým sa získavajú cenné údaje pre návrh biologických materiálov a syntetických membrán zo syntézy nových amfipatických molekúl s rôznymi štrukturálnymi parametrami.

Môže vám slúžiť: vodíkový mostík Link

Disperga

V ropnom priemysle sa tieto molekuly používajú a polyméry sa z nich syntetizujú, aby sa rozptýlili asfaltény. Prístup k tejto aplikácii spočíva na hypotéze, že asfaltény pozostávajú z pevného koloidálu, s vysokou tendenciou k flokulárnej a sedimentu ako pevná čierna hnedá, ktorá spôsobuje vážne ekonomické problémy.

Amfipatické molekuly pomáhajú udržiavať asfaltény rozptýlené dlhšie proti fyzikálno -chemickým zmenám v surovom.

Emulgátory

Tieto molekuly pomáhajú premiešať dve kvapaliny, ktoré by za bežných podmienok neboli miešateľné. Napríklad v zmrzline pomáhajú vode a vzduchu, aby boli súčasťou rovnakej tuhej farby spolu s tukom. Medzi emulgátormi, ktoré sa na tento účel najviac používajú.

Detergenty

Amfifylický charakter týchto molekúl sa používa na zachytenie tukov alebo apolárnych nečistôt a potom ho zároveň ťahá polárnym rozpúšťadlom, ako je voda.

Rovnako ako príklad bublín, kde bol zachytený vzduch, sa čistiace prostriedky zachytia tuk vo vnútri svojich miciel, ktoré majú polárny obal efektívne interagujú s vodou, aby sa tak odstránili nečistoty.

Antioxidanty

Polárne hlavy majú zásadný význam, pretože definujú viacnásobné použitie, ktoré tieto molekuly môžu mať v tele.

Ak majú napríklad súbor aromatických krúžkov (medzi nimi, odvodenými z fenolického kruhu) a polárnych schopných neutralizovať voľné radikály, potom budú mať amfifylické antioxidanty; A ak im tiež chýbajú toxické účinky, na trhu budú k dispozícii nové antioxidanty.

Odkazy

1. Alberts B, Johnson A, Lewis J, a kol. (2002). Biológia molekulárnej bunky. 4. vydanie. New York: Garland Science; Lipidová dvojvrstva. Získané z: NCBI.NLM.NIH.Vláda
2. Jianhua Zhang. (2014). Amfifililické molekuly. Springer-Verlag Berlín Heidelberg a. Droli, l. Giorno (eds.), Encyklopédia membrán, doi 10.1007/978-3-642-40872-4_1789-1.
3. Povedal Joseph. (2019). Definícia ampatických molekúl. Štúdium. Získané z: štúdie.com
4. Lehninger, a. L. (1975). Biochémia. (2. vydanie). Worth vydavateľov, Inc.
5. Mathews, C. Klimatizovať., Van Holde, K. A. A Ahern, K. G. (2002). Biochémia. (3. vydanie). Pearson Addison Wehley.
6. HelMestine, Anne Marie, PH.D. (31. marca 2019). Čo je povrchovo aktívna látka? Zotavené z: Thoughtco.com
7. Domenico Lombardo, Michail a. Kiseev, Salvatore MAGAGES a PIETRO CALANDRA (2015). Zostavenie amfifilov: Základné koncepty a budúce perspektívy supramolekulárnych prístupov. Pokroky vo fyzike kondenzovanej hmoty, zv. 2015, ID článku 151683, 22 strán, 2015. doi.org/10.1155/2015/151683.
8. Ananankanbil S., Pérez b., Fernandes i., Magdalena k. Widzisz, Wang Z., Mateus n. & Guo z. (2018). Nová skupina syntetických fenolových kontraktových molekúl pre viacúčelové aplikácie: fyzikálno-chemická charakterizácia a štúdia bunkovej toxicity. Scientific ReportsVolume 8, Číslo článku: 832.