Ποια είναι τα αμφίφιλα μόρια; Ορισμός, Παραδείγματα

Αμφιπαθητικά μόρια είναι χημικά ενώσεις που έχουν και τα δύο πολικός και μηπολικός περιοχές, δίνοντάς τους τόσο υδρόφιλες (που αγαπούν το νερό) όσο και λιπόφιλες (λιπαρές) ιδιότητες. Τα αμφιπαθητικά μόρια είναι επίσης γνωστά ως αμφίφιλα μόρια ή αμφίφιλα. Η λέξη αμφίφιλη προέρχεται από τις ελληνικές λέξεις amphis, που σημαίνει "και τα δύο", και philia, που σημαίνει "αγάπη". Τα αμφιπαθητικά μόρια είναι σημαντικά στη χημεία και τη βιολογία. Παραδείγματα αμφιπαθικών μορίων περιλαμβάνουν χοληστερόλη, απορρυπαντικά και φωσφολιπίδια.

Λέξεις κλειδιά: Αμφιπαθητικά μόρια

Ένα αμφιπαθητικό μόριο έχει τουλάχιστον ένα υδρόφιλο τμήμα και τουλάχιστον ένα λιπόφιλο τμήμα. Ωστόσο, ένα αμφίφιλο μπορεί να έχει πολλά υδρόφιλα και λιπόφιλα μέρη.

Το λιπόφιλο τμήμα είναι συνήθως ένα τμήμα υδρογονάνθρακα, που αποτελείται από άτομα άνθρακα και υδρογόνου. Τα λιπόφιλα τμήματα είναι υδροφόβος και μη πολικές.

Η υδρόφιλη ομάδα μπορεί να φορτιστεί ή να φορτιστεί. Οι φορτισμένες ομάδες μπορεί να είναι κατιονικές (θετικά φορτισμένες), όπως η ομάδα αμμωνίου (RNH₃⁺). Άλλες φορτισμένες ομάδες είναι ανιονικές, όπως καρβοξυλικά (RCO₂⁻), φωσφορικά (RPO₄^2-), θειικά (RSO₄⁻), και σουλφονικά (RSO₃⁻). Παραδείγματα πολικών, αφόρτιστων ομάδων περιλαμβάνουν αλκοόλες.

Τα αμφίτανα μπορεί να διαλύονται μερικώς και σε νερό και σε μη πολικούς διαλύτες. Όταν τοποθετούνται σε ένα μίγμα που περιέχει νερό και οργανικούς διαλύτες, τα αμφιπαθητικά μόρια χωρίζουν τις δύο φάσεις. Ένα γνωστό παράδειγμα είναι ο τρόπος με τον οποίο απορρυπαντικό υγρών πιάτων απομονώνει έλαια από λιπαρά πιάτα.

Σε υδατικά διαλύματα, αμφιπαθή μόρια συναρμολογούνται αυθόρμητα σε μικκύλια. Ένα μικύλλιο έχει χαμηλότερη ελεύθερη ενέργεια από τους ελεύθερους πλωτούς αμφιθέατρους. Το πολικό τμήμα του αμφίπτου (το υδρόφιλο τμήμα) σχηματίζει την εξωτερική επιφάνεια του μικκυλίου και εκτίθεται στο νερό. Το λιπόφιλο τμήμα του μορίου (το οποίο είναι υδρόφοβο) προστατεύεται από το νερό. Οποιος Τα έλαια στο μείγμα απομονώνονται μέσα στο εσωτερικό του μικκυλίου. Οι δεσμοί υδρογόνου σταθεροποιούν τις αλυσίδες υδρογονάνθρακα εντός των μικκυλίων. Απαιτείται ενέργεια για τη διάσπαση ενός μικκυλίου.

Οι αμφίφιλοι μπορούν επίσης να σχηματίσουν λιποσώματα. Τα λιποσώματα αποτελούνται από μια κλειστή λιπιδική διπλοστοιβάδα που σχηματίζει μια σφαίρα. Το εξωτερικό, πολικό τμήμα της διπλοστοιβάδας αντιμετωπίζει και περικλείει ένα υδατικό διάλυμα, ενώ οι υδρόφοβες ουρές βρίσκονται αντιμέτωπες.

Απορρυπαντικά και σαπούνια είναι γνωστά παραδείγματα αμφιπαθητικών μορίων, αλλά πολλά βιοχημικά μόρια είναι επίσης αμφίτατοι. Παραδείγματα περιλαμβάνουν φωσφολιπίδια, τα οποία αποτελούν τη βάση των κυτταρικών μεμβρανών. Η χοληστερόλη, τα γλυκολιπίδια και τα λιπαρά οξέα είναι αμφίτατοι που ενσωματώνουν επίσης στις κυτταρικές μεμβράνες. Τα χολικά οξέα είναι αμφοπάθειες στεροειδών που χρησιμοποιούνται για την πέψη διαιτητικών λιπών.

Υπάρχουν επίσης κατηγορίες αμφιπαθητικών. Οι αμφιπολίες είναι αμφίφιλες πολυμερή που διατηρούν τη διαλυτότητα της μεμβρανικής πρωτεΐνης σε νερό χωρίς την ανάγκη για απορρυπαντικά. Η χρήση αμφιπολικών επιτρέπει τη μελέτη αυτών των πρωτεϊνών χωρίς μετουσίωση αυτών. Βλααμφοϊπατικά μόρια είναι αυτά που έχουν υδρόφιλες ομάδες και στα δύο άκρα ενός ελλειψοειδούς μορίου. Σε σύγκριση με τους αμφιπαθέτες με ένα μόνο πολικό "κεφάλι", οι βoυαμφιφάτες είναι πιο διαλυτές στο νερό. Τα λίπη και τα έλαια είναι μια κατηγορία αμφιπαθέμων. Διαλύονται σε οργανικούς διαλύτες, αλλά όχι σε νερό. Οι επιφανειοδραστικές ουσίες υδρογονανθράκων που χρησιμοποιούνται για τον καθαρισμό είναι οι αμφίπατοι. Παραδείγματα περιλαμβάνουν δωδεκυλοθειικό νάτριο, 1-οκτανόλη, κοκαμιδοπροπυλο-βεταϊνη και χλωριούχο βενζαλκόνιο.

Τα αμφιπαθητικά μόρια εξυπηρετούν διάφορους σημαντικούς βιολογικούς ρόλους. Είναι το κύριο συστατικό των λιπιδικών διπλοστοιβάδων που σχηματίζουν μεμβράνες. Μερικές φορές υπάρχει ανάγκη αλλαγής ή διακοπής μιας μεμβράνης. Εδώ, το κύτταρο χρησιμοποιεί αμφιπαθητικές ενώσεις που ονομάζονται πεπτουδίνες οι οποίες ωθούν την υδρόφοβη περιοχή τους σε μεμβράνη και εκθέτουν τις υδρόφιλες υδρογονανθρακικές ουρές στο υδατικό περιβάλλον. Το σώμα χρησιμοποιεί αμφίφιλα μόρια για πέψη. Οι αμφιπάτες είναι επίσης σημαντικές στην ανοσολογική απάντηση. Τα αμφιπαθητικά αντιμικροβιακά πεπτίδια έχουν αντιμυκητιακές και αντιβακτηριακές ιδιότητες.

Η πιο συνηθισμένη εμπορική χρήση των αμφιπαθητικών είναι για τον καθαρισμό. Τα σαπούνια και τα απορρυπαντικά απομονώνουν τα λίπη από το νερό, αλλά προσαρμόζοντας τα απορρυπαντικά με κατιονικές, ανιονικές ή μη φορτισμένες υδρόφοβες ομάδες, επεκτείνει το φάσμα των συνθηκών υπό τις οποίες λειτουργούν. Τα λιποσώματα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την παροχή θρεπτικών ουσιών ή φαρμάκων. Τα αμφίτανα χρησιμοποιούνται επίσης για την παρασκευή τοπικών αναισθητικών, παραγόντων αφρισμού και επιφανειοδραστικών ουσιών.

• Fuhrhop, J-H; Wang, Τ. (2004). "Bolaamphiphile". Chem. Στροφή μηχανής. 104(6), 2901-2937.
• Nagle, J.F.; Tristram-Nagle, S. (Νοέμβριος 2000). "Δομή λιπιδικών διπλοστοιχείων". Biochim. Biophys. Acta. 1469 (3): 159–95. doi: 10.1016 / S0304-4157 (00) 00016-2
• Parker, J.; Madigan, Μ.Τ.; Brock, T.D.; Martinko, J. Μ. (2003). Brock Biology of Microorganisms (10η έκδ.). Englewood Cliffs, N.J.: αίθουσα Prentice. ISBN 978-0-13-049147-3.
• Qiu, Feng. Tang, Chengkang; Τσεν, Yongzhu (2017). "Συγκόλληση αμυλοειδούς σχεδιαζόμενων βαναμφιλικών πεπτιδίων: Επίδραση υδρόφοβου τμήματος και υδρόφιλων κεφαλών". Journal of Peptide Science. Wiley. doi: 10.1002 / psc.3062
• Wang, Chien-Kuo. Shih, Ling-Yi. Chang, Kuan Y. (22 Νοεμβρίου 2017). "Μεγάλης κλίμακας ανάλυση των αντιμικροβιακών δραστηριοτήτων σε σχέση με την αμφιπαθικότητα και το φορτίο αποκαλύπτει τον νέο χαρακτηρισμό των αντιμικροβιακών πεπτιδίων". Μόρια 2017, 22(11), 2037. doi: 10.3390 / μόρια22112037