Documents

Properties of lipids in solution biochemistry.doc

Description
Description:
Categories
Published
of 3
All materials on our website are shared by users. If you have any questions about copyright issues, please report us to resolve them. We are always happy to assist you.
Related Documents
Share
Transcript
  Propertes of lipids in soluton The marix ha denes a biological membrane is a lipid bilayer composed of a hydrophobic core excluded from waer and an ionic surface ha ineracs wih waer and denes he hydrophobic-hydrophilic inerface (Fig. 1). Much of our undersanding of he physical propertes of lipids in soluton and he driving force for he formaton of lipid bilayers comes from he concep of he 'hydrophobic eec' as developed by Charles Tanford [5]. The 'uid mosaic' model for membrane srucure furher popularized hese conceps [1]. This model, since exensively rened, envisioned membrane proeins as undened globular srucures freely moving in a homogeneous sea of lipids. Sifa lipid dalam laruanMariks yang mendenisikan membran biologis adalah bilayer lipid yang erdiri dari int hidrofobik yang dikeluarkan dari air dan permukaan ionik yang berineraksi dengan air dan mendenisikan anarmuka hidrofobik-hidrolik (Gbr. 1). Sebagian besar pemahaman kia enang sifa sik lipid dalam laruan dan kekuaan pendorong unuk pembenukan bilayers lipid berasal dari konsep 'efek hidrofobik' sepert yang dikembangkan oleh Charles Tanford [5]. Model 'uida mosaik' unuk srukur membran semakin mempopulerkan konsep-konsep ini [1]. Model ini, sejak disempurnakan secara luas, membayangkan proein membran sebagai srukur globular yang tdak erdenisi secara bebas bergerak dalam lauan lipid yang homogen.3.1. Why do polar lipids self-associae ? Polar lipids are amphipahic in naure conaining boh hydrophobic domains, which do no inerac wih waer, and hydrophilic domains ha readily inerac wih waer. The basic premise of he hydrophobic eec is ha he hydrocarbon domains of polar lipids disrup he sable hydrogen bonded srucure of waer and herefore are a an energy minimum when such domains self associae o minimize he oal surface area in conac wih waer. The polar domains of lipids inerac eiher hrough hydrogen bonding or ionic ineracton wih waer and herefore are energetcally sable in an aqueous envi- ronmen. The srucural organizaton ha a polar lipid assumes in waer is deermined by is concenraton and he lawof opposing forces, i.e. hydrophobic forces driving self-associaton versus seric and ionic repulsive forcesof he polar domains in opposing self-associaton. A low concenratons, amphipahic molecules exis as monomers in soluton. As he concenraton of he molecule increases, is sabiliy in soluton as a monomer decreases untl he favorable ineracton of he polar domain wih waer is ou- weighed by he unfavorable ineracton of he hydrophobic domain wih waer. A his poin, a furher increase in concenraton resuls in he formaton of increasing amouns of self-associaed monomers in equilibriumwih a consan amoun of free monomer. This poin of self-associaton and he remaining consan free monomer concenraton is he critcal micelle concenraton [6]. The larger he hydrophobic domain, he lower he critcal micelle concenraton due o he increased hydrophobic eec. However, he larger he polar domain, eiher because of he size of neural domains or charge repulsion for ionic domains, he higher he critcal micelle concenraton due o he unfavorable seric hindrance in bringing hese domains ino close proximiy. The critcal micelle concenraton of amphipahic molecules wih a ne charge is inuenced by ionic srengh of he medium due o dampening of he charge repulsion eec. 3.1. Mengapa lipid kuub mengasosiasikan diri?Lipid polar bersifa amphipahic yang mengandung kedua domain hidrofobik, yang tdak berineraksi dengan air, dan domain hidrolik yang siap berineraksi dengan air. Premis dasar dari efek hidrofobik  adalah bahwa domain hidrokarbon lipid polar mengganggu srukur air berika hidrogen yang sabil dan oleh karena iu berada pada energi minimum ketka domain ersebu berasosiasi sendiri unuk meminimalkan area permukaan oal yang bersenuhan dengan air. Daerah kuub dari lipid berineraksi baik melalui ikaan hidrogen aau ineraksi ionik dengan air dan karena iu sabil secara energetk dalam lingkungan berair. Organisasi srukural yang diasumsikan oleh lipid polar dalam air dienukan oleh konsenrasinya dan hukum gaya yang berlawanan, yaiu gaya hidrofobik yang menggerakkan asosiasi diri versus kekuaan olakan ionik dan serik dari domain kuub dalam menenang asosiasi diri. Pada konsenrasi rendah, molekul amphipahic ada sebagai monomer dalam laruan. Ketka konsenrasi molekul meningka, kesabilannya dalam laruan sebagai monomer berkurang sampai ineraksi yang mengunungkan dari domain kuub dengan air diimbangi oleh ineraksi yang tdak mengunungkan dari domain hidrofobik dengan air. Pada ttk ini, peningkaan lebih lanju dalam konsenrasi menghasilkan pembenukan peningkaan jumlah monomer yang berasosiasi dengan diri sendiri dalam kesetmbangan dengan jumlah monomer bebas yang konsan. Titk asosiasi diri ini dan konsenrasi monomer bebas konsan yang ersisa adalah konsenrasi misel krits [6]. Semakin besar domain hidrofobik, semakin rendah konsenrasi misel krits karena meningkanya efek hidrofobik. Namun, semakin besar domain kuub, baik karena ukuran domain neral aau olakan muaan unuk domain ionik, semakin tnggi konsenrasi misel krits karena hambaan serik yang tdak mengunungkan dalam mendekakan domain ini. Konsenrasi misel krits dari molekul amphipahic dengan muaan bersih dipengaruhi oleh kekuaan ion medium karena peredam efek olakan muaan.Therefore, he critcal micelle concenraton of he deergen sodium dodecyl sulfae is reduced en-fold when he NaC1 concenraton is raised from 0 o 0.5 M. These physical propertes and he shape of amphipahic molecules dene hree supramolecular srucural organizatons of polar lipids and deergens in soluton (Fig. 6). Deergens, lysophospholipids (conaining only one alkyl chain), and phos-pholipids wih shor alkyl chains (eigh or fewer carbons) have an invered cone-shape (large head group relatve o a small hydrophohic domain) and self associae above he critcal micelle concenraton wih asmall radius of curvaure o form micellar srucures wih a hydrophobic core excluding waer. The micelle surface, raher han being a smooh spherical or elliptcal srucure wih he hydrophobic domains compleely se- quesered inside a shell of polar residues ha inerac wih waer, is a very roughsurface wih many of he hydrophobic domains exposed o waer. The overall srucure reecs he packing of amphipahic molecules a an energy minimum by balancing he aractve force of he hydrophobic eec and he repulsive force of close headgroup associa- ton. The critcal micelle concenraton for mos deergens ranges from micromolar o millimolar. Lysophospholipids also form micelles wih critcal micelle concenratons in he micromolar range. However, phospholipids wih chain lenghs of 14 and above self associae a a concenraton around 10 -~° M due o he hydrophobic drivingforce conribued by wo alkyl chains. Phospholipids wih long alkyl chains do no form micelles bu organize ino bilayer srucures, which allow tgh packing of adjacen side chains wih he maximum exclusion of waer from he hydrophobic domain. In living cells, phospholipids are no found free as monomers in soluton, bu are organized ino eiher membrane bilayers or proein complexes. When long chain phospholipids are rs dried o a solid from organic solven and hen hydraed, hey sponaneously form large multlamellar bilayer shees separaed by waer. Sonicaton disperses hese shees ino smaller unilamellar bilayer srucures ha satsfy he hydrophobic naure of he ends of he bilayer by closing ino sealed vesicles (also ermed liposomes) dened byOleh karena iu, konsenrasi misel krits deerjen narium dodesil sulfa berkurang sepuluh kali lipa ketka konsenrasi NaC1 dinaikkan dari 0 menjadi 0,5 M. Sifa-sifa sik ini dan benuk molekul  amphipahik menenukan tga organisasi srukur supramolekul dari lipid polar dan deerjen dalam laruan. (Gbr. 6). Deerjen, lisofosfolipid (hanya mengandung sau ranai alkil), dan fosfolipid dengan ranai alkil pendek (delapan aau lebih sediki karbon) memiliki benuk kerucu erbalik (kelompok kepalabesar relatf erhadap domain hidrofohik kecil) dan berasosiasi diri di aas konsenrasi misel krits dengan jari-jari kecil kelengkungan unuk membenuk srukur misel dengan int hidrofobik tdak ermasuk air. Permukaan misel, alih-alih menjadi srukur bola aau elips yang halus dengan domain hidrofobik sepenuhnya erselip di dalam cangkang residu kuub yang berineraksi dengan air, adalah permukaan yang sanga kasar dengan banyak domain hidrofobik yang erpapar air. Srukur keseluruhan mencerminkan pengemasan molekul amphipahic pada energi minimum dengan menyeimbangkan gaya arik efek hidrofobik dan gaya olak dari asosiasi headgroup yang deka. Konsenrasi misel krits unuk sebagian besar deerjen berkisar dari mikromolar hingga milimolar. Lisofosfolipid juga membenuk misel dengan konsenrasi misel krits dalam kisaran mikromolar. Namun, fosfolipid dengan panjang ranai 14 dan di aas mengasosiasikan diri pada konsenrasi sekiar 10 - ~ ° M karena kekuaan pendorong hidrofobik disumbangkan oleh dua ranai alkil. Fosfolipid dengan ranai alkil panjang tdak membenuk misel, eapi erorganisir menjadi srukur bilayer, yang memungkinkan pengemasan kea ranai sampingyang berdekaan dengan pengecualian air maksimum dari domain hidrofobik. Dalam sel hidup, fosfolipid tdak diemukan bebas sebagai monomer dalam laruan, eapi diorganisasikan ke dalam membran bilayer aau kompleks proein. Ketka ranai panjang fosfolipid perama kali dikeringkan menjadi padaan dari pelaru organik dan kemudian erhidrasi, mereka secara sponan membenuk lembaran bilayer multlamellar besar yang dipisahkan oleh air. Sonicaton menyebarkan lembaran-lembaran ini ke dalam srukur bilayer unilamellar yang lebih kecil yang memenuhi sifa hidrofobik dari ujung bilayer dengan menuup ke dalam vesikel eruup (juga disebu liposom) yang didenisikan oleh
Search
Tags
Related Search
We Need Your Support
Thank you for visiting our website and your interest in our free products and services. We are nonprofit website to share and download documents. To the running of this website, we need your help to support us.

Thanks to everyone for your continued support.

No, Thanks
SAVE OUR EARTH

We need your sign to support Project to invent "SMART AND CONTROLLABLE REFLECTIVE BALLOONS" to cover the Sun and Save Our Earth.

More details...

Sign Now!

We are very appreciated for your Prompt Action!

x