脂質雙分子層
脂質雙分子層
脂質雙分子層結構與生化細胞膜以及脂質體的壁膜極為相似，在皮膚自我保護機制中，角質層中的脂質雙分子層作用巨大，脂質雙分子層可以控制進出皮膚水分的擴散。皮膚的自調節保濕機能很大程度上基於脂質雙分子層的屏障作用。脂質雙分子層的修復是保濕配方設計研究的重點。
脂質組成
細胞膜上的脂質主要是磷脂，約占總量的70%以上；其次為膽固醇，一般低於30%；還有少量的糖脂。厚度一般為7.5nm-10.0nm.
磷脂
1．磷脂 磷脂是最重要的脂類，幾乎所有細胞膜中都含有磷脂，主要是磷酸甘油脂和鞘磷脂。最簡單的磷酸甘油脂是磷脂酸，它的基本結構是以甘油為基架，甘油的兩個羥基與兩分子的脂肪酸相結合形成酯鍵，另一個羥基與磷酸形成酯鍵，磷酸又與一個鹼基結合。根據這個鹼基的不同，動物細胞膜中的磷脂主要有四種：磷脂酰膽鹼、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰絲氨酸和磷脂酰肌醇。膜中含量最多的是磷酯酰膽鹼，其次是磷酯酰乙醇胺。鞘磷脂的結構與磷脂基本相似。
所有的膜脂質都是一些雙嗜性分子，磷脂的一端的磷酸和鹼基是親水性極性基團，另一端的長烴鏈則屬疏水性非極性基團。鞘脂類的基本結構和磷脂類似，但不含甘油。
膽固醇結構很特殊，它含有一個甾體結構(環戊烷多氫菲)和一個8碳支鏈。通過對紅細胞膜所作的化學測定和計算，提出的雙分子層模型中，每個磷脂分子中的極性基團都朝向膜的外表面或內表面，而非極性基團則在膜的內部兩兩相對。脂質分子的這種定向而整齊的排列，從熱力學角度分析，包含的自由能最低，因而最為穩定，可以自動形成和維持。根據同樣的原理，如果讓脂質分子在水溶液中受到激烈擾動時，脂質有可能形成含水的小囊，但這囊只能是由脂質雙分子層形成。這種人工形成的膜囊，稱為脂質小體，似人造的細胞空殼，有很大的理論研究和實用價值。
脂質的熔點較低，膜中脂質分子在一般體溫條件下是呈液態的，即膜具有某種程度的流動性。脂質雙分子層在熱力學上的穩定性和它的流動性，能夠說明何以細胞可以承受相當大的張力和外形改變而不致破裂，而且即使膜結構有時發生一些較小的斷裂，也可以自動融合而修復，仍保持連續的雙分子層的形式。當然，膜的這些特性還同膜中蛋白質和膜內側某些特殊結構(稱為細胞骨架)的作用有關。應該指出的是，膜的流動性一般只允許脂質分子在同一分子層內作橫向運動，由於分子的雙嗜性，要脂質分子在同一分子層內作「掉頭」運動，或由一側脂質層移到另一側脂質層，這意味着有極性的磷酸和鹼基的一端要穿越膜內部的疏水性部分，這是不容易或要耗能的。
膽固醇
2．膽固醇 膽固醇是中性脂類，在各種動物細胞膜中含量均較高。其結構比較特殊，它含有一個甾體結構（環戊烷多氫菲）和一個8碳支鏈。生物膜中的膽固醇與磷脂碳氫鏈有相互作用，可阻止磷脂凝集成晶體結構，對膜脂的物理狀態起調節作用。
糖脂
3．糖脂 糖脂為含有一個或幾個糖基的脂類，大約占細胞膜外層脂類的5%。主要的糖脂有：①腦苷脂：是髓鞘的重要組成成分；②神經節苷脂：是神經細胞膜的重要組成部分。
共同特點
膜脂的種類雖多，但它們的分子結構具有共同的特點，即都具有親水的和疏水的兩部分。以磷脂酰膽鹼為例，在其分子中含磷酸和膽鹼的一端是親水的，為極性頭部；兩條幾乎平行的脂肪酸鏈是疏水的，為非極性尾部。脂類分子的結構特點使它們在水相中會形成團粒或片狀雙層結構。它們的極性頭部通過靜電引力對水有親和力，因而面向水。而疏水的尾部則互相聚集，避開水相[1] ，游離的兩端有自動閉合趨勢。由於脂質分子本身的理化特性和熱力學特點，因而能使其在細胞膜中呈定向整齊的雙層排列。親水端朝向膜的內表面和外表面，疏水端朝向膜的中央。
視頻
小分子的跨膜運輸(臨180404)
參考文獻
- ↑ [Zaslavsky, Boris (1995). Aqueous Two-Phase Partitioning: Physical Chemistry and Bioanalytical Applications. Marcel Dekker Inc. ISBN 0-8247-9461-3.]