Мембраны специально разработаны липидами для поддержания внутренней гидрофильной среды в узком диапазоне. Среди 20 встречающихся в природе аминокислот есть гидрофобные аминокислоты, а также ряд водонерастворимых полисахаридов, таких как целлюлоза. Эти гидрофобные и нерастворимые в воде материалы также можно использовать для создания мембран, но почему бы и нет? Почему липиды являются единственным выбором?
Мембраны построены из особого класса липидов, а именно фосфолипидов, ключевым свойством которых является то, что они амфифильны и поэтому могут самоорганизовываться с образованием бислоев. Не все амфифилы делают это, некоторые предпочитают принять мицеллярную организацию. Бислой, состоящий из фосфолипидов, обеспечивает идеальное сочетание гидрофобного барьера с гидрофильной поверхностью.
Хотя явно существуют аминокислоты с гидрофобными боковыми цепями, трудно представить себе белковый барьер, который воспроизводил бы свойства фосфолипидного бислоя, поскольку он не имел бы непрерывной гидрофобной фазы.
Целлюлоза может быть нерастворимой, но она полна полярных групп, поэтому опять же не будет создавать гидрофобный барьер - я уверен, что ионы могут диффундировать, например, через структуру целлюлозы.
добавлено позже
@WYSIWYG поднимает отличный вопрос в комментариях. Мембраны архей состоят из другого класса амфифилов, у которых углеводородные хвосты (разветвленные; полученные из изопреноидов) присоединены к глицерину эфирной связью. Поучительно отметить, что общие принципы проектирования, однако, сохраняются, предполагая, что самоорганизующиеся свойства этих молекул были ключом к «изобретению» биологических мембран.
WYSIWYG