ЛИПИДНЫЙ БИСЛОЙ (бимолекулярный липидный слой), термодинамически выгодная форма ассоциации многие полярных липидов в водной среде, при которой молекулы липидов ориентированы таким образом, что их полярные головки обращены в сторону водной фазы и формируют две гидрофильные поверхности, а углеводородные цепи расположены приблизительно под прямым углом к этим поверхностям и образуют между ними гидрофобную область (см. рис.). ЛИПИДНЫЙ БИСЛОЙ б. - основа мол. организации мембран биологических. Легко формируется липидами, у которых невелики различия между площадью поперечного сечения головки и углеводородных цепей. Это свойственно большинству фосфолипидов биологическое мембран. Характерный признак липидов, образующих ЛИПИДНЫЙ БИСЛОЙ б., - низкая величина критической концентрации мицеллообразования (около 10^-10 М). Толщина ЛИПИДНЫЙ БИСЛОЙ б. определяется прежде всего длиной углеводородных цепей и обычно находится в пределах 4-5 нм. Присутствие в цепях цис-двойных связей, боковых метильных групп и др. заместителей нарушает плотность упаковки молекул и приводит к уменьшению толщины бислоя. В зависимости от температуры ЛИПИДНЫЙ БИСЛОЙ б. может находиться в двух состояниях - кристаллическом (гелевом) и жидкокристаллическом.

Схема липидного бислоя: 1 - полярная головка молекулы; 2 - углеводородная цепь.

Переход из одного состояния в другое связан с плавлением углеводородной фазы бислоя и происходит при строго определенной температуре (Т_ф.п.), характерной для каждого липида. Наиб. высокой Т_ф.п. обладают липиды с неразветвленными насыщенными углеводородными цепями. Наличие заместителей и особенно цис-двойных связей в углеводородных цепях понижает Т_ф.п.. При температурах ниже Т_ф.п. углеводородные цепи липидных молекул имеют максимально вытянутую трансоидную конформацию, плотно упакованы и обладают ограниченной подвижностью. Плавление углеводородной фазы сопровождается резким усилением подвижности цепей в результате их транс-, гош-изомеризации. Вследствие близкого расположения в бислое соседних цепей, препятствующих свободный вращению вокруг связей С—С, изомеризация происходит в виде сопряженных поворотов в смежных звеньях углеводородных цепей. В жидкокристаллич. состоянии липидные молекулы способны легко мигрировать вдоль поверхности бислоя. Коэф. латеральной диффузии липидов лежит в пределах 10^-7 -10^-9 см²/с. При переходе бислоя в гелевое состояние скорость такой диффузии резко падает. Миграция липидных молекул с одной стороны бислоя на другую (так называемой флип-флоп) происходит медленно. Полупериод флип-флопа составляет несколько часов или даже дней, что обусловлено необходимостью преодоления высокого энергетич. барьера при переносе полярной головки липидной молекулы через гидрофобную область бислоя. Распределение молекул в плоскости ЛИПИДНЫЙ БИСЛОЙ б. может быть неоднородным и зависит от состава липидов, фазового состояния, а также присутствия мембраноактивных веществ. Такое распределение, приводящее к образованию липидных доменов (кластеров) разного состава, происходит, если липиды различаются по структуре полярных головок, углеводородные цепи отличаются по длине более чем на две метиленовые группы и имеют разную степень ненасыщенности. Распределение липидов между сторонами бислоя также может быть неодинаковым и зависит от его кривизны, соотношения размеров полярных и неполярных частей липидной молекулы, ее заряда и др. Искусств. мембраны, построенные на основе ЛИПИДНЫЙ БИСЛОЙ б., позволяют воспроизвести в модельных системах (например, в липосомах) многие функции и характеристики биологическое мембран.

Химическая энциклопедия. Том 2 >> К списку статей