¿Qué grupos de cabeza de fosfatidilo permiten compactarse entre sí como en una monocapa de fosfolípidos y por qué?

Esta es una pregunta bastante vaga. Las condiciones del disolvente, la temperatura, el pH, los iones presentes, etc. desempeñan un papel crucial en las interacciones lípido-lípido. Entonces, supongamos que tiene un baño de agua y solo contraiones presentes en el mismo (sin iones añadidos). Los contraiones son iones (generalmente sodio) agregados para neutralizar una molécula de lípidos. Y tu monocapa está en fase líquida.

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Ácido fosfatídico (PA)

PA tiene un grupo de cabeza cargada, y esta carga depende del pH local predicho por la ecuación de Henderson-Hasselbalch (no exactamente, los lípidos son un poco especiales, pero esa es otra discusión). Si los cationes monovalentes están presentes en el sistema (que deben neutralizar el sistema), habrá fuertes interacciones electrostáticas y, por lo tanto, un embalaje más apretado. Sin embargo, la cantidad de interacción y empaque depende del pH del sistema y del contenido de iones.

Fosfatidiletanolamina (PE)

PE es un lípido zwitteriónico. El lípido es neutral por sí mismo, los contraiones no están presentes en el sistema. El fosfato y el grupo amida forman un dipolo distinto, por lo que los lípidos de PE tienen un dipolo de grupo principal. Si empaqueta los lípidos de PE juntos, todos los dipolos van a apuntar en la misma dirección. No hay efecto de condensación, por lo tanto, cada lípido individual va a ocupar más volumen y empacar con menos fuerza.

Phopatidylcholine (PC)

PC es también un lípido zwitteriónico, PC y PE generalmente tienen características similares (no realmente, pero funciona para esta respuesta).

Fosfatidilinositol (PI)

Las propiedades de la monocapa de PI provienen de (a) insaturación en la región de la cola y (b) grupo de cabeza de inositol. El PI está cargado, por lo que esperaría cierta cantidad de agrupamiento mediado por iones. Pero, una vez más, el grupo de cabeza es voluminoso y podría tener restricciones estéricas. La cola no saturada podría afectar indirectamente el empaquetamiento de los grupos de cabeza.

Phopididilserina (PS)

PD es especial. Además de ser un lípido aniónico, el grupo de cabeza tiene un dipolo inherente. Esto da como resultado la agrupación de PS-PS. Si los contraiones monovalentes están presentes en el sistema, unen las interacciones [math] PO_ {4} – PO_ {4} [/ math] entre los lípidos vecinos. Por lo tanto, tanto los puentes mediados por iones como el agrupamiento de grupos de cabeza resultan en un empaquetado más ajustado en monocapas de PS.

Para resumir: embalaje PS> embalaje PI y PA >> embalaje de PC y PE

(De acuerdo con los supuestos anteriores)

Hay un par de formas de validar esto:

  • Datos experimentales y computacionales : busque dos parámetros (a) área por lípido: esta es el área superficial ocupada por los grupos de cabeza, cuanto mayor sea la interacción (o empaque), menor será el área por lípido; (b) parámetro de orden de cola (puede obtenerlo a partir de estudios de NMR y MD), los lípidos con un orden superior se empaquetan con mayor fuerza.
  • Que yo sepa, los lípidos PS tienen la menor área por lípido y PC / PE más (entre esta lista de lípidos). PI también es tan alto como PC, pero eso se debe parcialmente a las colas insaturadas.