У мицеле су стабилни сферични структуре формиране стотине амфипатских молекула, односно молекули које карактеришу поларног (хидрофилног) и неполарне регион (хидрофобне). Као и молекули који их сачињавају, мицели имају снажно хидрофобни центар и површина им је "обложена" хидрофилним поларним групама.
Они у највећем броју случајева произлазе из мешања групе амфипатских молекула са водом, па је то начин „стабилизовања“ хидрофобних делова многих молекула заједно, чињеница која је вођена ефектом хидрофобне и организоване од стране ван дер Ваалсових снага.
Структурна шема мицеле (Извор: Изворни енглески: СуперМану. Шпански: АнгелХерраез / ЦЦ БИ-СА (хттпс://цреативецоммонс.орг/лиценсес/би-са/4.0) виа Викимедиа Цоммонс)
И детерџенти и сапуни, као и одређени ћелијски липиди могу да формирају мицеле, који имају функционалну важност, бар код животиња, са становишта апсорпције масти и транспорта материја растворљивих у масти.
Фосфолипиди, једна од најзаступљенијих и најважнијих класа липида за живе ћелије, под одређеним условима могу да формирају, поред липосома и двослојева, мицеларне структуре.
Мицели се такође могу формирати у аполарном медијуму и у том случају их називају "обрнутим мицелама", пошто су поларни делови амфипатских молекула који их формирају "скривени" у хидрофилном центру док су аполарни делови у директном контакту са медијумом. која их садржи.
Структура
Мицеле се састоје од амфипатских молекула или, другим речима, молекула који имају хидрофилну област (налик води, поларна) и другу хидрофобну област (водоодбојна, аполарна).
Међу овим молекулима могу се поменути, на пример, масне киселине, молекули било којег детерџента и фосфолипиди ћелијских мембрана.
У ћелијском контексту мицела се обично састоји од масних киселина (променљиве дужине), чије су поларне карбоксилне групе изложене према површини агрегата, док су ланци угљоводоника „скривени“ у хидрофобном центру, усвајајући тако мање или више сферне структуре.
Фосфолипиди, који су други амфипатски молекули од великог значаја за ћелије, углавном нису у стању да формирају мицеле, пошто два ланца масних киселина који чине њихове „хидрофобне репове“ имају велику величину и отежавају било какав облик паковања. сферично.
Формирање мицеле посредоване воденом средином (Извор: Јвлеунг / ЦЦ БИ-СА (хттпс://цреативецоммонс.орг/лиценсес/би-са/3.0) преко Викимедиа Цоммонс)
Уместо тога, када се ови молекули налазе у воденом медијуму, они се „увлаче“ у двослојне (слично сендвичу); то јест, у равнијим структурама, где је свака "површина" изложена медијуму састављена од поларних глава група везаних за глицерол, а "пуњење" сендвича састоји се од хидрофобних репова (масне киселине естерификоване до остала два угљеника скелета глицерола).
Једини начин на који је фосфолипид могуће учествовати у стварању мицеле је када се хидролизом уклони један од њена два ланца масних киселина.
Организација
У мицели, као што је већ поменуто, "центар" издваја неполарне делове молекула које их састављају и изолује од воде.
Централна регија мицеле састоји се, потом, од неуређеног окружења, са карактеристикама сличним течности, у којима је мера радијуса између 10 и 30% мања од оне у потпуно проширеним ланцима не-амфипатских молекула. повезан са молекуларним комплексом.
Исто тако, површина мицеле није хомогена, већ је прилично "храпава" и хетерогена, од којих неке студије нуклеарне магнетне резонанце показују да је само једна трећина прекривена поларним деловима саставних мономера.
Функција
Мицеле имају веома значајне функције, како у природи, тако и у индустрији и у истраживању.
С обзиром на њихове функције у природи, ови молекуларни агрегати су посебно важни за цревну апсорпцију масти (моноглицериди и масне киселине), јер се мицели различитих величина и састава могу формирати из масних молекула које се уносе у храну и транспортују их у храну унутар ћелија цревне слузнице, што омогућава њихову апсорпцију.
Мицеле такође функционишу у транспорту холестерола (друге класе ћелијског липида) стеченог у исхрани и неких такозваних „топивих у мастима“ витаминима, због чега се такође фармаколошки искориштавају за транспорт и примену лекова са аполарним карактеристикама.
Детерџенти и сапуни који се свакодневно користе за личну хигијену или за чишћење различитих врста површина састоје се од молекула липида који могу формирати мицеле када се налазе у воденом раствору.
Ове мицеле се понашају попут сићушних куглица у лежају, дајући сапунастим растворима њихову клизаву конзистенцију и својства мазива. Деловање већине детерџената веома зависи од њихове способности стварања мицела.
На пример, у истраживању и проучавању мембранских протеина, детерџенти се користе за „прочишћавање“ лизата ћелија липида који формирају карактеристичне двослојне мембране, као и за одвајање интегралних мембранских протеина од хидрофобних компоненти. овога.
обука
Да бисмо разумели формирање мицеларних структура, нарочито у детерџентима, потребно је узети у обзир помало апстрактни концепт: критичну мицеларну концентрацију или ЦМЦ.
Критична мицеларна концентрација је она концентрација амфипатских молекула при којима мицели почињу да се формирају. То је референтна вредност изнад које ће повећање концентрације ових молекула завршити само повећањем броја мицела, и испод које су они преферирано организовани у слојеве на површини воденог медијума који их садржи. .
Разлике и сличности између мицеле и двослоја формираног фосфолипидима (Извор: 31. марта 2003. у: Корисник: Степхен Гилберт, 31. марта 2003. у: Корисник: Степхен Гилберт, 27. децембра 2004. у: Корисник: Куаделл, превод Корисник: имартин6 / ЦЦ БИ-СА (хттп://цреативецоммонс.орг/лиценсес/би-са/3.0/) преко Викимедиа Цоммонс)
Стога је стварање мицела директна последица "амфифилности" површински активних материја и веома зависи од њихових структурних карактеристика, нарочито од односа облика и величине између поларних и неполарних група.
У том смислу, стварање мицела погодује када је површина попречног пресека поларне групе много већа од оне аполарне групе, као што је случај са слободним масним киселинама, лизофосфолипидима и детерџентима као што је натријум додецил сулфат ( СДС).
Друга два параметра од којих зависи стварање мицела су:
- Температура: дефинисана је и критична мицеларна температура (ЦМТ), која је температура изнад које се фаворизира стварање мицела.
- Јонска чврстоћа: што је пре свега важно за детерџенте или површински активне материје ионског типа (чија поларна група има набој)
Референце
- Хассан, ПА, Верма, Г., и Гангули, Р. (2011). 1 Мекани материјали А Својства и апликације. Функционални материјали: Припрема, обрада и примене, 1.
- Лодисх, Х., Берк, А., Каисер, Калифорнија, Криегер, М., Сцотт, посланик, Бретсцхер, А.,… & Матсудаира, П. (2008). Молекуларна ћелијска биологија. Мацмиллан.
- Луцкеи, М. (2014). Мембранска структурна биологија: са биохемијским и биофизичким основама. Цамбридге Университи Пресс.
- Нелсон, ДЛ и Цок, ММ (2009). Лехнингерови принципи биохемије (стр. 71-85). Нев Иорк: ВХ Фрееман.
- Танфорд, Ц. (1972). Мицели облик и величина. Часопис за физичку хемију, 76 (21), 3020-3024.
- Зханг, И., Цао, И., Луо, С., Мукерабигви, ЈФ, & Лиу, М. (2016). Наночестице као системи за испоруку лекова комбиноване терапије против рака. У нанобиоматеријалима у терапији рака (стр. 253-280). Виллиам Андрев Публисхинг