Как влияет десатурация остатков жирных кислот на вязкость липидных мембран?

Десатуразы жирных кислот (ЖК) – это ферменты, катализирующие превращение одинарной связи между атомами углерода в ацильных цепях (С)С) в двойные связи (С=С). Образованные двойные связи часто называются ненасыщенными связями, а ферментные реакции – реакциями десатурации. Десатурация требует наличия молекулярного кислорода и происходит в аэробных условиях. Десатурация ЖК в глицеролипидах является важнейшей реакцией, необходимой для поддержания физических свойств мембранных липидов. При нормальной (физиологической) температуре полярные глицеролипиды, содержащие только насыщенные ЖК, не образуют двойного слоя, т.е., основной структуры биологических мембран. Образование определенного количества двойных связей в ЖК снижает температуру перехода из фазы геля (твердая фаза) в жидко - кристаллическую фазу и придает мембранам необходимую степень текучести. Параметры текучести мембран, в свою очередь, являются определяющими для функционирования множества мембрано связанных ферментных систем. Десатурация в цис-положении более эффективна для изменения физических свойств липидов, чем десатурация в транс-положении, и абсолютное большинство двойных связей в ЖК липидов биологических мембран находится в цис - положении.

Физические свойства липидов в мембранном бислое в большой степени определяются уровнем ненасыщенности их ЖК, т.е. количеством двойных связей, образуемых десатуразами. Термин «текучесть мембран» (в противоположность «вязкости») широко применяется для описания степени неупорядоченности или молекулярной подвижности внутри липидного бислоя. Однако, ни один термин не охватывает всех, очень разных динамических характеристик липидного бислоя, таких как латеральная диффузия молекул, молекулярная подвижность, вращение цепей ЖК и т.д.

В этой модели ведущая роль в запуске адаптационных механизмов отводится мембранам и их физическому состоянию, выражаемому вязкостью или текучестью, зависящих от степени ненасыщенности ЖК в мембранных липидах. Если экспрессия генов десатураз действительно индуцируется при изменении жирнокислотного состава мембранных липидов или текучести мембран, то индукцию этих генов можно вызвать и искусственным путем, снизив концентрацию ненасыщенных ЖК и уменьшив тем самым текучесть мембран.