Algumas propriedades físico-químicas

Apresentação em tema: "Algumas propriedades físico-químicas"— Transcrição da apresentação:

1 Algumas propriedades físico-químicas
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 cauda Lipídios é uma molécula anfipática ar água Micela Invertida (em solvente não polar) Bicamada lipídica monocamada Micela

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

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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, Tm; Os lipídios sofrem uma transição de fase gel para líquido cristalina quando a membranas é aquecida e passa pela temperature de transição, Tm; Membrana gel acilas trans Membrana líquido-cristal acilas cis Cap térmica temperature Tm Líquido cristalino gel cis Alta energia trans Baixa energia

10 Q=m C T 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, Tm
Tm é específico do fosfolipídio; Tm 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

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14 Cabeça polar Cadeias de hidrocarbonetos Cabeça polar

15 L: líquido-cristalino
L: gel P: ripple (enrrugada)

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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 V2 > V1 Diminução da interação entre moléculas vizinhas Diminuindo as interações de Van der Waals. Aumento da fluidez DSPC Tm = 60 0C DOPC Tm = -22 0C 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 colesterol-phospholipídios; Certas proteínas de membrana também podem induzir a localização de lipídios; Add Ca2+

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23 Discipline - Application
Table 1.1: Applications of model membranes in sciences. Taken from [4]. Discipline - Application Mathematics  Topology of two-dimensional surfaces in three-dimensional space governed only by bilayer elasticity. Physics  Aggregation behaviour, fractals, soft and high-strength materials. Biophysics  Permeability, phase transitions in two-dimensions,photophysics. Physical Chemistry  Colloid behaviour in a system of well-denedphysical characteristics, inter- and intra-aggregate forces, DLVO-theory. Chemistry  Photochemistry, articial photosynthesis,catalysis, microcompartmentalization. Biochemistry  Reconstitution of membrane proteins into articial membranes. Biology  Model biological membranes, cell fusion, recognition. Pharmaceutics  Studies of drug action. Medicine  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.

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