27.4:リン脂質とスフィンゴ脂質は膜の構成要素である
リン脂質は細胞膜の主要な構成要素である。 それらは脂肪酸およびリン酸が付いているグリセロールまたはスフィンゴシンのエステルまたはアミドの派生物であることのトリグリセリドに類似 得られたホスファチジン酸のリン酸部分は、リン脂質自体にエタノールアミン、コリンまたはセリンでさらにエステル化される。 次の図は、これらのコンポーネントのいくつかの構造を示しています。 図をクリックすると、二つの代表的なリン脂質の構造を表示するように変更されます。 なお、脂肪酸成分(R<3 1 1>R’)は、飽和であっても不飽和であってもよい。
イオン性両親媒性物質として、リン脂質は、水と混合されたときに凝集または自己集合するが、石鹸および洗剤とは異なる方法で凝集する。 リン脂質中に存在する二つのペンダントアルキル鎖とそれらのヘッド基中の異常な混合電荷のために,ミセル形成は二層構造に対して好ましくない。 水に浸した薄いプラスチック片の小さな穴の上にリン脂質が塗抹されると、その穴に安定した平面二重層のリン脂質分子が生成される。 次の図に示すように、二層の面上の極性ヘッド基は水と接触し、疎水性アルキル鎖は非極性内部を形成する。 リン脂質分子は二層の半分で移動することができますが、二層の反対側への移動を妨げる重要なエネルギー障壁があります。
この二層膜構造は、リポソームと呼ばれる凝集構造にも見られる。 リポソームは、1つまたは複数のリン脂質層に封入された水性コアからなる微視的な小胞である。 それらは、リン脂質が水と激しく混合されるときに形成される。 ミセルとは異なり、リポソームは水性の内部と外部の両方を有する。
細胞は非常に複雑なリポソームと考えることができる。 細胞の内部を周囲の液体から分離する二重層膜は、主にリン脂質で構成されていますが、その構造的完全性に寄与するコレステロールなどの他の多 細胞内外の様々な種類の化学種の輸送を可能にするタンパク質チャネルも、細胞膜の重要な構成要素である。
細胞の内部には、細胞の存在に不可欠な化学的操作を行う様々な構造(オルガネラ)が含まれています。 細胞の表面に結合した分子は、特定の細胞を同定し、外部の化学物質との相互作用を促進するのに役立つ。 スフィンゴミエリンも膜脂質である。 それらは、神経線維を取り囲むミエリン鞘の主要成分である。 多発性硬化症は、ミエリン鞘が失われ、最終的な麻痺を引き起こす壊滅的な疾患である。
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William Reusch,名誉教授(ミシガン州U.),有機化学の仮想教科書