Ці міцели представляють собою стабільні сферичні структури , утворених сотнями амфіпатіческіх молекул, тобто, молекули, які характеризуються полярним (гідрофільним) і неполярний область (гідрофобна). Як і молекули, що їх складають, міцели мають сильно гідрофобний центр і їх поверхня «вистелена» гідрофільними полярними групами.
Вони в більшості випадків є результатом змішування групи амфіпатичних молекул з водою, тому це спосіб "стабілізації" гідрофобних областей багатьох молекул разом, факт, обумовлений ефектом гідрофобні та організовані силами ван дер Ваальса.
Структурна схема міцели (Джерело: Оригінал англійською мовою: SuperManu. Іспанська: AngelHerraez / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0) через Wikimedia Commons)
Як миючі засоби, так і мило, а також певні клітинні ліпіди можуть утворювати міцели, які мають функціональне значення, принаймні у тварин, з точки зору всмоктування жиру та транспорту жиророзчинних речовин.
Фосфоліпіди, один з найбільш рясних і важливих класів ліпідів для живих клітин, за певних умов можуть утворювати, крім ліпосом і двошарових, міцелярні структури.
Міцели також можуть утворюватися в неполярному середовищі, і в цьому випадку їх називають "зворотними міцелами", оскільки полярні ділянки амфіпатичних молекул, які їх утворюють, "заховані" в гідрофільному центрі, поки неполярні частини знаходяться в безпосередньому контакті з середовищем. що їх містить.
Будова
Міцели складаються з амфіпатичних молекул або, іншими словами, молекул, які мають гідрофільну область (водоподібна, полярна) та іншу гідрофобну область (водовідштовхувальна, аполярна).
Серед цих молекул можна згадати жирні кислоти, молекули будь-якого миючого засобу та фосфоліпіди клітинних мембран, наприклад.
У клітинному контексті міцел зазвичай складається з жирних кислот (різної довжини), полярні карбоксильні групи яких піддаються поверхні поверхні агрегату, в той час як вуглеводневі ланцюги «заховані» у гідрофобному центрі, приймаючи таким чином більш-менш сферична структура.
Фосфоліпіди, які є іншими амфіпатичними молекулами, що мають велике значення для клітин, як правило, не здатні утворювати міцели, оскільки два ланцюги жирних кислот, що складаються з їх «гідрофобних хвостів», займають великі розміри і ускладнюють будь-яку форму упаковки. кулясті.
Утворення міцели, опосередкованої водним середовищем (Джерело: Jwleung / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) через Wikimedia Commons)
Натомість, коли ці молекули знаходяться у водному середовищі, вони «вписуються» у двошарові (подібні до сендвіч); тобто в більш плоскі структури, де кожна з «поверхонь», що піддаються впливу середовища, складається з полярних головок груп, приєднаних до гліцерину, а «наповнення» сендвіч складається з гідрофобних хвостів (жирні кислоти, стерилізовані до два інших вуглецю скелета гліцерину).
Єдиний спосіб, коли фосфоліпід може брати участь у формуванні міцели, це коли гідроліз видаляється з двох її ланцюгів жирних кислот.
Організація
У міцеллі, як згадувалося, «центр» секвеструє неполярні частини молекул, що їх складають, та ізолює їх від води.
Центральна область міцели складається з сильно невпорядкованого середовища з рідинноподібними характеристиками, в яких міра радіусу на 10 і 30% менша, ніж у повністю розширених ланцюгів не амфіпатичних молекул. пов'язаний з молекулярним комплексом.
Так само поверхня міцели не є однорідною, а досить "шорсткою" та неоднорідною, з яких деякі дослідження ядерно-магнітного резонансу вказують на те, що полярні частини складових мономерів покриті лише на третину.
Функція
Міцели виконують дуже значні функції як в природі, так і в промисловості та в дослідженні.
Що стосується їх функцій в природі, ці молекулярні агрегати особливо важливі для кишкового всмоктування жирів (моногліцериди та жирні кислоти), оскільки міцели різного розміру та складу можуть утворюватися з жирових молекул, що потрапляють у їжу, та транспортувати їх до їжі всередині клітин кишкової оболонки, що робить їх всмоктуванням можливим.
Міцели також функціонують в транспортуванні холестерину (іншого класу клітинних ліпідів), придбаного в результаті дієти, і деяких так званих "жиророзчинних" вітамінів, тому їх також фармакологічно експлуатують для транспортування та прийому ліків з аполярними характеристиками.
Миючі засоби та мило, що використовуються для особистої гігієни або для очищення поверхонь різних типів, складаються з молекул ліпідів, здатних утворювати міцели, коли вони знаходяться у водному розчині.
Ці міцели поводяться як крихітні кульки в підшипнику, надаючи мильним розчинам їх слизьку консистенцію та змащувальні властивості. Дія більшості миючих засобів сильно залежить від їх здатності виробляти міцели.
Наприклад, при дослідженні та вивченні мембранних білків миючі засоби використовуються для «очищення» клітинних лізатів ліпідів, які утворюють характерні двошарові мембрани, а також для відділення цілісних мембранних білків від гідрофобних компонентів. це.
Навчання
Для розуміння утворення міцелярних структур, особливо в миючих засобах, необхідно враховувати дещо абстрактне поняття: критична міцелярна концентрація або КМЦ.
Критична міцелярна концентрація - це концентрація амфіпатичних молекул, при якій міцели починають утворюватися. Це референтне значення, вище якого збільшення концентрації цих молекул закінчиться лише збільшенням кількості міцел, і нижче якого вони переважно організовані шарами на поверхні водного середовища, яке їх містить. .
Відмінності та схожість між міцеллою та двошаровим шаром, утвореним фосфоліпідами (Джерело: 31 березня 2003 р. У: Користувач: Стівен Гілберт, 31 березня 2003 р. У: Користувач: Стівен Гілберт, 27 грудня 2004 р. У: Користувач: Quadell, переклад Користувач: imartin6 / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/) через Wikimedia Commons)
Таким чином, утворення міцел є прямим наслідком "амфіфільності" ПАР і сильно залежить від їх структурних характеристик, особливо від форми та розміру співвідношення між полярними та аполярними групами.
У цьому сенсі утворення міцел сприяє, коли площа поперечного перерізу полярної групи значно більша, ніж у аполярної групи, як це відбувається з вільними жирними кислотами, лізофосфоліпідами та детергентами, такими як додецилсульфат натрію ( SDS).
Ще два параметри, від яких залежить утворення міцели, це:
- Температура: також була визначена критична міцелярна температура (СМТ), яка є температурою, над якою сприяє утворенню міцел.
- Іонна міцність: що стосується, перш за все, миючих засобів або поверхнево-активних речовин іонного типу (полярна група яких має заряд)
Список літератури
- Хассан, штат Пенсільванія, Верма, Г. та Гангули, Р. (2011). 1 М'які матеріали À Властивості та застосування. Функціональні матеріали: Підготовка, обробка та застосування, 1.
- Лодіш, Х., Берк, А., Кайзер, Каліфорнія, Крігер, М., Скотт, депутат, Бретчер, А.,… і Мацудайра, П. (2008). Молекулярна клітинна біологія. Макміллан.
- Люккей, М. (2014). Мембранна структурна біологія: з біохімічними та біофізичними основами. Cambridge University Press.
- Nelson, DL, & Cox, MM (2009). Ленінгерські принципи біохімії (с. 71-85). Нью-Йорк: WH Freeman.
- Tanford, C. (1972). Форма і розміри міцели. Журнал фізичної хімії, 76 (21), 3020-3024.
- Чжан, Я., Цао, Й., Луо, С., Мукерабігві, Дж. Ф., і Лю, М. (2016). Наночастинки як системи доставки лікарських засобів комбінованої терапії раку. У нанобіоматеріалах у раковій терапії (с. 253-280). Видавництво William Andrew.