Биологические мембраны состоят из фосфолипидов, гликолипидов, белков и холестерина. Рассматриваются как белково-липидные комплексы.
Белки и липиды, входящие в их состав, связаны слабыми типами связей (чаще гидрофобными). Соотношение белков и липидов варьирует, обычно бывает 50% белков и 50% липидов.
1. Фосфолипиды (ФЛ) — липиды, содержащие фосфатный остаток, составляют основу мембраны. Состоят из 4 компонентов: спирта, жирных кислот, фосфата, полярной группировки. Если это серин, то глицерофосфолипид называют фосфатидилсерин, если холин — фосфатидилхолин, если этаноламин — фосфатидилэтаноламин, если инозит, то глицерофосфолипид — фосфатидилинозит. Общая формула фосфолипидов. В состав входят 2 спирта: глицерин (глицерофосфолипиды) и сфингозин (сфингофосфолипиды, сфингомиелины). Все компоненты соединены эфирными связями. Классификация фосфолипидов по виду содержащегося спирта:
1) глицерофосфолипиды (ГФЛ) — содержат спирт глицерин. Относятся к L-ряду. Есть асимметрический углеродный атом. Полярная группировка может быть представлена аминокислотой серином (фосфатидилсерин), холином (фосфатидилхолин, другое название — лецитин), этаноламином (фосфатидилэтаноламин), инозитолом (фосфатидилинозитол), глицерином (полиглицерофосфатиды). В природных фосфолипидах R1 и R2 — разные. R1 — насыщеннаяжирная кислота, R2 — ненасыщенная жирная кислота;
2) сфингофосфолипиды (СФЛ) — содержат спирт сфингозин. Молекула сфингофосфолипида включает сфингозин, жирную кислоту, фосфорную кислоту и полярную группировку. Сфингозин — 2-атомный непредельный аминоспирт. Жирная кислота присоединена пептидной связью к аминогруппе сфингозина.
2. Гликолипиды (ГЛ) состоят из сфингозина, жирной кислоты и молекулы какого-либо углевода. Также имеют гидрофильную «головку» и 2 гидрофобных «хвоста».
Классификация гликолипидов по строению углеводного компонента:
1) цереброзиды. В качестве углеводного компонента содержат какой-либо моносахарид (глюкозу, галактозу) либо дисахарид или нейтральный небольшой олигосахарид;
2) ганглиозиды. Углеводный компонент — кислый олигосахарид (содержит сиаловую кислоту), состоящий из разных мономеров — как самих моносахаридов, так и их производных. Молекула имеет выраженные антигенные свойства;
3) стероиды: а) стерины (в составе полициклическая структура стерана); б) стериды (эфиры холестерина и высших жирных кислот).
Свойства стероидов. Стерины содержат гидроксильную группу (-ОН), поэтому несколько гидрофильны. Стериды — полностью гидрофобные вещества.
ФЛ и ГЛ — полярные липиды. Могут взаимодействовать с водой, спонтанно образовывая бимолекулярный слой (бислой), где между «головками» — ионные, водородные связи, между «хвостами» — гидрофобное взаимодействие. Липидная часть мембраны состоит из таких липидов.