Aula II Membranas Algumas propriedades físico-químicas

Transcrição

1 Aula II Membranas Algumas propriedades físico-químicas

2 PE PS PC SM Fosfolipídios mais comuns em membranas palsmáticas de mamíferos

3 Estruturas lipídicas formam-se espontaneamente interações hidrofóbicas são importantes cabeça polar Lipídios é uma molécula anfipática cauda ar água monocamada Micela Micela Invertida (em solvente não polar) Bicamada lipídica

4 Bicamadas lipídicas interações Hidrofóbicas Vesículas unilamelares (liposomos) Vesículas multilamelares

5 multibicamada orientada bicamada plana (Black Lipid Membrane BLM)

6 Cabeça polar Cabeça polar Cauda de hidrocarbonetos

7

8

9 Transição de fase de membranas A temperatura na qual uma ocorre uma mudança radical no estado físico da membrana é chamado de temperature de transição or temperature de fusão, T m ; Os lipídios sofrem uma transição de fase gel para líquido cristalina quando a membranas é aquecida e passa pela temperature de transição, T m ; Cap térmica Membrana gel acilas trans Membrana líquido-cristal acilas cis temperature T m gel Líquido cristalino trans Baixa energia cis Alta energia

10 Q=m C T Capacidade Térmica fase gel fase líquido-cristalina Temperatura Transição de fase gel - líquido cristalina principal das caudas de hidrocarbonetos que ocorre em membranas modelos (Gennis, 1989, p. 67). Uma das técnicas mais utilizadas para estudar esta transição é a calorimetria diferencial de varredura (Gennis, 1989, p. 65).

11 Temperature de transição, T m T m é específico do fosfolipídio; T m aumenta com o comprimento da cauda e diminui com a insaturação, depende da natureza da cabeça polar; A transição da fase organizada para a fase líquido cristalino é sempre endotérmica (absorve calor); A transição ocorre numa faixa estreita de temperatura (< 1ºC); Temperatura de transição de membranas biológicas, quando mesurável, depende da composição lipídica e protéica; Células podem ajustar a composição lipídica de suas membranas para manter a fluidez conforme mudanças do meio

12

13

14 Cabeça polar Cadeias de hidrocarbonetos Cabeça polar

15 Lα: líquido-cristalino Lβ: gel Pβ: ripple (enrrugada)

16

17 Influência da dupla ligação cis na cadeia de hidrocarbonetos. empacotamento das caudas muito mais difícil

18 Presença de un AG insaturado entre PL V1 V2 OO O O V2 > V1 Diminução da interação entre moléculas vizinhas Diminuindo as interações de Van der Waals. Aumento da fluidez DSPC Tm = 60 0 C DOPC Tm = C Aumento da fluidez sem sacrificar a hidrofobicidade.

19 Efeito do Colesterol -fase gel : aumenta fluidez -Fase líquido-cristalina: diminui fluidez -Membranas biológicas de mamíferos alto conteúdo de colesterol controle da fluidez

20 Mobilidade na bicamada Proteínas de membranas e Lipídios podem se difundir lateralmente por até alguns mícrons/segundo no plano da membrana (1 mícrom = 10-6 m); Movimento transversal (de uma camada para outra) é muito mais lenta para proteínas e lipídios.

21 Assimetria lateral de membranas proteínas não são uniformemente distribuídas na bicamada lipídica; lipídios (separação de fase) Separação de fase pode ser induzida (por ex., Ca2+); Colesterol provocar regiões ricas em colesterolphospholipídios; Certas proteínas de membrana também podem induzir a localização de lipídios; Add Ca 2+

22

23 Table 1.1: Applications of model membranes in sciences. Taken from [4]. Discipline - Application omathematics Topology of two-dimensional surfaces in three-dimensional space governed only by bilayer elasticity. ophysics Aggregation behaviour, fractals, soft and high-strength materials. obiophysics Permeability, phase transitions in two-dimensions,photophysics. ophysical Chemistry Colloid behaviour in a system of well-denedphysical characteristics, inter- and intra-aggregate forces, DLVO-theory. ochemistry Photochemistry, articial photosynthesis,catalysis, microcompartmentalization. obiochemistry Reconstitution of membrane proteins into articial membranes. obiology Model biological membranes, cell fusion, recognition. opharmaceutics Studies of drug action. omedicine Drug-delivery and medical diagnostics, genetherapy. [4] D. D. Lasic. Applications of liposomes. In R. Lipowsky and E. Sackmann, editors, Structure and Dynamics of Membranes, chapter 10, pages 491{519. North-Holland, Amsterdam, 1995.

24

25