Флип-флоп переходы. Особенности фазовых переходов в мембранных системах.

Особенности фазовых переходов в мембранных системах.

Физико-химические свойства мембран сильно зависят от фазового состояния липидов, которое меняется при достижении критических температурных значений фазового перехода. Температура фазового пе­рехода увеличивается с увеличением длины цепи и уменьшается с увели­чением числа двойных связей жирнокислотных остатков. Обычно в естественных условиях большинство природных липидов, содержащих ненасыщенные связи, находится в "жидком" состоянии. Точка фазового перехода для них лежит в области отрицательных температур. В гелеподобном состоянии углеводородные цепи находятся в транс-конформации, а в жидкоподобном - они разупорядочены. При плавлении углеводород­ная цепь частично искривляется с образованием петли, или кинка. Увеличение числа кинков способствует разупорядоченности угле­водородной зоны. Кинк может смешаться вдоль углеводородной цепи за счет синхронного поворота на 120° соответствующей последова­тельности С - С-связей. Подобное перемещение кинка является своеобразной диффузией свобод­ного объема, внутри которого может происходить перенос ма­лых молекул через углеводород­ную зону.

Углеводородные цепи в полно­стью транс-конфигурации (III):

Флип-флоп переходы.

Другой тип движения молекул липидов в мембранных системах - это трансмембранное движение (флип-флоп-переход). Оно осуществляется в мембранах с относительно малой скоростью вследствие высокого барьера для пересечения полярной головкой молекулы липида углеводородной зоны мембран (t = 1000 c). В мембранах электрических органов угря 3-7 мин, в мембранах эритроцитов – 20-30 мин. Отмечено, что при добавлении к мембранам клиновидных молекул, индуцирующих появление искривленных структур, а также при нарушении равновесного распределения молекул между слоями (например, при действии фосфолипаз) скорость флип-флоп-перехода резко возрастает. Очевидно, что сохранение ассиметричного распределения молекулярных компонентов возможно только при относительно медленной скорости флип-флоп переходов в этих системах.