Липиды – классификация, строение и свойства

Липиды – классификация, строение и свойства

Глава II. ЛИПИДЫ

§ 4. КЛАССИФИКАЦИЯ И ФУНКЦИИ ЛИПИДОВ

Липиды представляют собой неоднородную группу химических соединений, нерастворимых в воде, но хорошо растворимых в неполярных органических растворителях: хлороформе, эфире, ацетоне, бензоле и др., т.е. общим их свойством является гидрофобность (гидро – вода, фобия – боязнь). Из-за большого разнообразия липидов дать более точное определение им невозможно. Липиды в большинстве случаев являются сложными эфирами жирных кислот и какого-либо спирта. Выделяют следующие классы липидов: триацилглицерины, или жиры, фосфолипиды, гликолипиды, стероиды, воска, терпены. Различают две категории липидов – омыляемые и неомыляемые. К омыляемым относятся вещества, содержащие сложноэфирную связь (воска, триацилглицерины, фосфолипиды и др.). К неомыляемым относятся стероиды, терпены.

Триацилглицерины, или жиры

Триацилглицерины являются сложными эфирами трехатомного спирта глицерина

и жирных (высших карбоновых) кислот. Общая формула жирных кислот имеет вид: R-COOH, где R – углеводородный радикал. Природные жирные кислоты содержат от 4 до 24 атомов углерода. В качестве примера приведем формулу одной из наиболее распространенной в жирах стеариновой кислоты:

В общем виде молекулу триацилгицерина можно записать так:

Если в состав триациоглицерина входят остатки различных кислот (R1 R2 R3), то центральный атом углерода в остатке глицерина становится хиральным.

Триацилглицерины неполярны и вследствие этого практически нерастворимы в воде. Основная функция триацилглицеринов – запасание энергии. При окислении1 гжира выделяется 39 кДж энергии. Триацилглицерины накапливаются в жировой ткани, которая, кроме депонирования жира, выполняет термоизолирующую функцию и защищает органы от механических повреждений. Более подробную информацию о жирах и жирных кислотах вы найдете в следующем параграфе.

Интересно знать! Жир, которым заполнен горб верблюда, служит, в первую очередь, не источником энергии, а источником воды, образующейся при его окислении.

Фосфолипиды содержат гидрофобную и гидрофильную области и поэтому обладают амфифильнымы свойствами, т.е. они способны растворяться в неполярных растворителях и образовывать стойкие эмульсии с водой.

Фосфолипиды в зависимости от наличия в их составе спиртов глицерина и сфингозина делятся на глицерофосфолипиды и сфингофосфолипиды.

В основе строения молекулы глицерофосфолипидов лежит фосфатидная кислота, образованная глицерином, двумя жирными и фосфорной кислотами:

В молекулах глицерофосфолипидов к фосфатидной кислоте сложноэфирной связью присоединена НО-содержащая полярная молекула. Формулу глицерофосфолипидов можно представить так:

где Х – остаток НО-содержащей полярной молекулы (полярная группировка). Названия фосфолипидов образуются в зависимости от наличия в их составе той или иной полярной группировки. Глицерофосфолипиды, содержащие в качестве полярной группировки остаток этаноламина,

носят название фосфатидилэтаноламинов, остаток холина

Формула фосфатидилэтаноламина выглядит так:

Глицерофосфолипиды отличаются друг от друга не только полярными группами, но и остатками жирных кислот. В их состав входят как насыщенные (состоящие обычно из 16 – 18 атомов углерода), так и ненасыщенные (содержащие чаще 16 – 18 атомов углерода и 1 – 4 двойные связи) жирные кислоты.

Сфингофосфолипиды по составу сходны с глицерофосфолипидами, но вместо глицерина содержат аминоспирт сфингозин:

Наиболее распространенными сфингофосфолипидами являются сфингомиелины. Они образованы сфингозином, холином, жирной кислотой и фосфорной кислотой:

Молекулы как глицерофосфолипидов, так и сфингофосфолипидов состоят из полярной головы (образована фосфорной кислотой и полярной группировкой) и двух углеводородных неполярных хвостов (рис.1). У глицерофосфолипидов оба неполярных хвоста являются радикалами жирных кислот, у сфингофосфолипидов – один хвост является радикалом жирной кислоты, другой – углеводородной цепочкой спирта сфингазина.

Рис. 1. Схематическое изображение молекулы фосфолипида.

При встряхивании в воде фосфолипиды спонтанно формируют мицеллы, в которых неполярные хвосты собираются внутри частицы, а полярные головы располагаются на ее поверхности, взаимодействуя с молекулами воды (рис. 2а). Фосфолипиды способны образовывать также бислои (рис. 2б) и липосомы – замкнутые пузырьки, окруженные непрерывным бислоем (рис. 2в).

Рис. 2. Структуры, образуемые фосфолипидами.

Способность фосфолипидов, образовывать бислой, лежит в основе формирования клеточных мембран.

Гликолипиды

Гликолипиды содержат в своем составе углеводный компонент. К ним относятся гликосфинголипиды, содержащие, кроме углевода спирт, сфингозин и остаток жирной кислоты:

Они так же, как и фосфолипиды, состоят из полярной головы и двух неполярных хвостов. Гликолипиды располагаются на внешнем слое мембраны, являются составной частью рецепторов, обеспечивают взаимодействие клеток. Их особенно много в нервной ткани.

Стероиды

Стероиды являются производными циклопентанпергидрофенантрена (рис. 3). Один из важнейших представителей стероидов – холестерин. В организме он встречается как в свободном состоянии, так и в связанном, образуя сложные эфиры с жирными кислотами (рис. 3). В свободном виде холестерин входит в состав мембран и липопротеинов крови. Сложные эфиры холестерина являются его запасной формой. Холестерин является предшественником всех остальных стероидов: половых гормонов (тестостерон, эстрадиол и др.), гормонов коры надпочечников (кортикостерон и др.), желчных кислот (дезоксихолевая и др.), витамина D (рис. 3).

Интересно знать! В организме взрослого человека содержится около 140 г холестерина, больше всего его находится в нервной ткани и надпочечниках. Ежедневно в организм человека поступает 0,3 – 0,5 г холестерина, а синтезируется – до 1 г.

Воска

Воска – это сложные эфиры, образованные длинноцепочечными жирными кислотами (число атомов углерода 14 – 36) и длинноцепочечными одноатомными спиртами (число атомов углерода 16 – 22). В качестве примера рассмотрим формулу воска, образованного олеиновым спиртом и олеиновой кислотой:

Воска выполняют главным образом защитную функцию, находясь на поверхности листьев, стеблей, плодов, семян они защищают ткани от высыхания и проникновения микробов. Они покрывают шерсть и перья животных и птиц, предохраняя их от намокания. Пчелиный воск служит строительным материалом для пчел при создании сот. У планктона воск служит основной формой запасания энергии.

Терпены

В основе терпеновых соединений лежат изопреновые остатки:

К терпенам относятся эфирные масла, смоляные кислоты, каучук, каротины, витамин А, сквален. В качестве примера приведем формулу сквалена:

Сквален является основным компонентом секрета сальных желез.

К терпенам относятся эфирные масла, смоляные кислоты, каучук, каротины, витамин А, сквален.

Строение

Липиды по химической природе – один из трёх типов жизненно важных органических веществ. Они практически не растворяются в воде, т.е. являются гидрофобными соединениями, но образуют с Н2О эмульсию. Липиды распадаются в органических растворителях – бензоле, ацетоне спиртах и т.д. По физическим свойствам жиры бесцветны, не имеют вкуса и запаха.

По строению липиды – соединения жирных кислот и спиртов. При присоединении дополнительных групп (фосфора, серы, азота) образуются сложные жиры. Жировая молекула обязательно включает атомы углерода, кислорода и водорода.

Жирные кислоты – алифатические, т.е. не содержащие циклических углеродных связей, карбоновые (группа -СООН) кислоты. Отличаются количеством группы -СН2-.
Выделяют кислоты:

  • ненасыщенные– включают одну или несколько двойных связей (-СН=СН-);
  • насыщенные– не содержат двойных связей между атомами углерода

Рис. 1. Строение жирных кислот.

В клетках запасаются в виде включений – капель, гранул, в многоклеточном организме – в форме жировой ткани, состоящей из адипоцитов – клеток, способных накапливать жиры.

Относятся к сложным эфирам, состоящим из глицерина и жирных кислот.

Общая характеристика и классификация липидов

I. ЛИПИДЫ – органические вещества, характерные для живых организмов, нерастворимые в воде, но растворимые в органических растворителях (сероуглероде, хлороформе, эфире, бензоле), дающих при гидролизе высокомолекулярные жирные кислоты. Они не являются в отличие от белков, нуклеиновых кислот и полисахаридов, не являются высокомолекулярными сединениями, их структура весьма разнообразна, они имеют лишь один общий признак – гидрофобность.

В организме липиды выполняют следующие функции:

1. энергетическая – являются резервными соединениями, основной формой запаса энергии и углерода. При окислении 1 г нейтральных жиров (триацилглицеролов) выделяется около 38 кДж энергии;

2. регуляторная – липидами являются жирорастворимые витамины и производные некоторых жирных кислот, которые участвуют в обмене веществ.

3. структурная – являются главными структурными компонентами клеточных мембран, образуют двойные слои полярных липидов, в которые встраиваются белки-ферменты;

4. защитная функция:

Ø защищает органы от механических повреждений;

Ø участвует в терморегуляции.

Образование запасов жира в организме человека и некоторых животных рассматривается как приспособление к нерегулярному питанию и к обитанию в холодной среде. Особенно большой запас жира у животных, впадающих в длительную спячку (медведи, сурки) и приспособленных к обитанию в условиях холода (моржи, тюлени). У плода жир практически отсутствует, и появляется только перед рождением.

По структуре липиды можно подразделит на три группы:

Ø простые липиды – к ним относятся только эфиры жирных кислот и спиртов. Сюда относятся: жиры, воски и стериды;

Ø сложные липиды – в их состав входят жирные кислоты, спирты и другие компоненты различного химического строения. К ним относятся фосфолипиды, гликолипиды и т.д.;

Ø производные липидов – это в основном жирорастворимые витамины и их предшественники.

В тканях животных жиры находятся в частично свободном состоянии, в большей степени они составляют комплекс с белками.

По химическому составу, строению и функции, выполняемой в живой клетке липиды подразделяются на:

II. Простые липады – соединения, состоящие только из жирных кислот и спиртов. Они делятся на нейтраольные ацилглицериды (жиры) и воска.

Жиры – запасные вещества, накапливаающиеся в очень больших количествах в семеных и плодах многих растений, входят в состав организма человека, животных, микробов и даже вирусов.

По химическому строению жиры – смесь сложных эфиров (глицеринодов) трехатомного спитра глицерина и высокомолекулярных жирных кислот – построены по типу:

½ O

½ O

где R1, R2, R3 – радикалы высокомолекулярных жирных кислот.

Жирные кислоты представляют собой длинноцепочечные монокарбоновый кислоты (содержат от 12 до 20 углеродных атомов).

Жирные кислоты, входящие в состав жиров, разделяются на насыщенные (не содержат двойных углерод-углеродных связей) и ненасыщенные или непридельные (содержат одну и более двойную углерод-углеродную связь). Ненасыщенные жирные кислоты подразделяются на:

1. мононенасыщенные – содержат одну связь:

2. полиненасыщенные – содержат больше чем одну связь.

Из насыщенных кислот наибольшее значение имеют:

наиболее важные из ненасыщенных жирных кислот – олеиновая, линолевая и линоленовая.

Свойства жиров определяются качественным составом жирных кислот, их количественным соотношением, процентным содержанием свободных, несвязанных с глицерином жирных кислот и т.п.

Если в составе жира преобладают насыщенные (предельные) жирные кислоты, то жир имеет твердую консистенцию. Напротив в жидких жирах преобладают непридельные (ненасыщенные) кислоты. Жидкие жиры называют маслами.

Показателем насыщенности жира служит йодное число – количество миллиграмм йода, способного присоединиться к 100 г жира по месту разрыва двойных связи в молекулах непридельных кислот. Чем больше в молекуле жира двойных связей (выше его ненасыщенность), тем выше его йодное число.

Другой важный показатель – число омыления жира. При гидролизе жира образуются глицерин и жирные кислоты. Последние со щелочами образуют слои, называемые мылами, а процесс их образования называется омыления жиров.

Число омыления – количество КОН (мг), идущего на нейтрализацию кислот, образующихся при гидролизе 1 г жира.

Особенностью жиров является их способность к образованию в определенных условиях водных эмульсий, что важно для питания организма. Примером такой эмульсии служит молоко – секрет молочных желез млекопитающих и человека. Молоко представляет собой тонкую эмульсию жира молока в его плазме. В 1 мм 3 молока содержится до 5-6 млн. молочных жировых шариков диаметром около 3 мкм. Липиды молока состоят преимущественно из триглицеридов, в которых преобладают олеиновая и пальметиновая кислоты.

Полиненасыщенные жирные кис(лоты олеиновая, линолевая, линоленовая и арахидоновая) называют незаменимыми (эссенциальными), т.к. они необходимы человеку. Полиненасыщенные жирные кислоты способствуют выделению из организма холестерина, предупреждая и ослабляя атеросклероз, повышают эластичность кровеносных сосудов.

Благодаря тому, что в ненасыщенных жирных кислотах есть двойные связи, они очень легко окисляются. Процесс окисления жира может идти сам по себе за счет присоединения кислорода воздуха по месту двойных связей, однако он может значительно ускоряться под влиянием фермента липоксигеназы.

Воски– сложные эфиры высокомолекулярных жирных кислот и одноатомных спиртов с длинной углеродной цепью. Это твердые соединения с ярко выраженными гидрофобными свойствами. Жирные кислоты в них содержат от 24 до 30 углеродных атомов, а высокомолекулярные спирты – 16-30 атомов углерода.

Основная функция природных восков – образование защитных покрытий на листьях, стеблях и плодах растений, которые предохраняют плоды от высыхания и поражения микроорганизмами. Под покровом из пчелиного воска хранится мед и развиваются личинки пчелы. Ланолин – воск животного происхождения предохраняет волосы и кожу от действия воды

Стериды– сложные эфиры циклических спиртов (стеролов) и высших жирных кислот. Они образуют омыляемую фракцию липидов.

Омыляемую фракцию липидов образуют стеролы.

II. Сложные липиды

Фосфатиды (фосфолипиды) – жиры, содержащие в своем составе фосфорную кислоту, связанную с азотистым основанием или другим соединением (В).

½ O

½ OН

СН2-О- Р = О

Если В представляет собой остаток холина, то фосфатид называется лецитином; если коламином – кофалином. В зерне и семенах преобладает лецитин, кефалин сопровождает его в небольших количествах.

½ O

½ OН

СН2-О- Р = О ОН

Фосфолипиды являются основными компонентами биологических мембран.

Фосфолипиды – поверхностно активные вещества, улучшающие хлебопекарные достоинства пшеничной муки.

Фосфолипиды применяются в пищевой промышленности в качестве эмульгаторов – веществ, способствующих образованию эмульсий.

Циклические липиды

Все стероиды – производные циклопентанопергидрофенантрена.

К стероидам относятся стеарины (стеролы) – высокомолекулярные циклические спирты и стериды – сложные эфиры стеринов. Стериды не растворяются в воде, но хорошо растворимы в всех жировых растворителях. При извлечении жира из зерна диэтиловым эфиром в состав сырого жира входят также и стероиды.

Стерины, образуя с белками сложные комплексы, играют важную роль в составе протоплазмы. Они участвуют в построении биологических мембран, регулирующих обмен веществ в клетке.

Характериным представителем стеринов является эргостерол. При его облучении УФ лучами образуются витамины группы D (антирахитические витамины). Из животных стеринов следует назвать холестерин. При нарушении обмена веществ он откладывается на стенках кровеносных сосудов, приводя к тяжелой болезни – атеросклерозу.

Читайте также:  Диета для похудения живота, боков и талии
|следующая лекция ==>
Первая помощь пострадавшим при пожаре|Сиденья для пассажиров

Дата добавления: 2016-12-09 ; просмотров: 10634 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

По структуре липиды можно подразделит на три группы.

ЛИПИДЫ, СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА

Липиды (от греч. «lipos» — жир) — низкомолекулярные органические со­единения, полностью или почти полностью нерастворимые в воде и хорошо растворимые в неполярных органических растворителях (хлороформ, метанол, эфир, бензол и др.).

Гидрофобность (или липофильность) является общим признаком этого класса соединения. В их состав входят спирты, жирные кислоты, азотистые соединения, фосфорная кислота, углеводы и др.

К основным функциям липидов относятся:

¾ структурная. В комплексе с белками липиды являются структурными компонентами всех биологических мембран клеток. Они влияют на их проницаемость, участвуют в передаче нервного импульса, в создании межклеточного взаимодействия;

¾ энергетическая. Липиды, являясь более восстановленными по отношению к углеводам, служат наиболее энергоемким «клеточным топливом». При окислении 1 г жира выделяется 39 кДж энергии, что в два раза больше, чем при окислении 1 г углеводов;

¾ резервная. Липиды являются наиболее компактной формой депонирова­ния энергии в клетке. Они резервируются в адипоцитах — клетках жировой ткани;

¾ защитная. Обладая выраженными термоизоляционными свойствами, ли­пиды предохраняют организм от термических воздействий; жировая проклад­ка защищает тело и органы животных от механических и физических повреж­дений; защитные оболочки в растениях (восковой налет на листьях и плодах) защищают от инфекции и излишней потери или накопления влаги;

¾ регуляторная. Некоторые липиды являются предшественниками вита­минов, гормонов, в том числе гормонов местного действия. Кроме того, от состава, свойств, состояния мембранных липидов во многом зависит активность мембрано-связанных ферментов.

Липиды представляют собой разнородные в химическом отношении вещест­ва. В связи с этим существуют разные подходы к их классификации. На рисунке 2.25 приведена классификация липидов, в соответствии с которой они сгруппированы в отдельные классы и группы на основании их химического строения и состава.

Определяющим признаком для первичной классификации липидов, при­веденной выше, являются входящие в состав липидов многоатомные алифати­ческие спирты, содержащие две или три гидроксильные группы.

Жирные кислоты.Многообразие и физико-химические свойства липидов в ос­новном обусловлены наличием в их составе жирных кислот.

В природе обнару­жено более 200 жирных кислот. Однако широкое распространение имеют не более 20, которым присущ ряд общих свойств и особенностей:

Рисунок 2.25 – Классификация липидов

¾ жирные кислоты, входящие в состав липидов высших растений и жи­вотных — это монокарбоновые кислоты, содержащие линейные углеводород­ные цепи (обычно С12—С20) с общей формулой СН3(СН2)nСООН;

¾ жирные кислоты обычно содержат четное число атомов углерода (n – кратно 2). Одна­ко в природе встречаются также кислоты с нечетным числом уг­леродных атомов;

¾ жирные кислоты могут быть как насыщенными, т.е. содержат в углеводородной цепочке только ковалентные связи, так и ненасыщенными, т.е. содержат одну и более ненасыщенных (этиленовых) связей. Они всегда разделены од­ной метиленовой группой:

Необходимо отметить, что на долю ненасыщенных кислот в природных липи­дах приходится примерно 3/4 всех жирных кислот.

¾ природные ненасыщенные жирные кислоты чаще имеют цис-конфигурацию, крайне редко в полиеновых кислотах встречается транс-конфигурация:

В таблице 2.4 приведены названия и структурные формулы некоторых наиболее распространенных высших жирных ксилот.

Таблица 2.4 – Некоторые физиологически важные высшие жирные кислоты

Число атомов углерода в цепиТривиальное названиеСистематическое название
Насыщенные жирные кислоты
С16пальмитиноваягексадекановая
СН3-(СН2)14-СООН
С18стеариноваяокстадекановая
СН3-(СН2)16-СООН
Моноеновые жирные кислоты
С18олеиновая9-октадеценовая
СН3-(СН2)7-СН=СН-(СН2)7-СООН
Полиеновые жирные кислоты
С18линолевая9,12-октадекадиеновая
СН3-(СН2)4-СН=СН- СН2-СН=СН- (СН2)7-СООН
С18линоленовая9,12,15-октадекатриеновая
СН3-СН2-СН=СН- СН2-СН=СН- СН2-СН=СН- (СН2)7-СООН
С20арахидоновая5,8,11,14-эйкозатетраеновая
СН3-(СН2)4-СН=СН- СН2-СН=СН- СН2-СН=СН- СН2-СН=СН- (СН2)3-СООН

Большое число неполярных связей С—С и С—Н в углеводородной цепи жирных кислот придает неполярный характер молекуле липида в целом, хотя в ней имеет­ся полярная, заряженная, группа — СОО — . Неполярность высших жирных кислот является причиной нерастворимости липидов в воде.

Цис-конфигурация двойной связи придает углеводородной цепи укороченный вид за счет ее изгиба. Введение цис-этиленовой связи су­щественно влияет на свойства жирных кислот. Так, например, с увеличением числа двой­ных связей значительно снижается температура плавления жирных кислот, возрастает их растворимость в неполярных растворителях.

Линолевая, линоленовая и другие полиеновые кислоты не синтезируются в организме высших животных и человека и должны поступать в организм с пищей. В связи с тем, что эти кислоты необходимы для нормальной жизне­деятельности организма, их относят к незаменимым (эссенциальным) жир­ным кислотам или чаще комплекс этих кислот объединяют в группу вита­минов F.

Особая роль в организме принадлежит 20-углеродным (эйкозановым) не­насыщенным кислотам (арахидоновой и дигомо-g-линоленовой), являющимся предшественниками тканевых гормонов (эйкозаноидов, простагландинов, тромбоксанов и лейкотриенов).

Ацилглицеролы, или нейтральные липиды, — наиболее распространенная в природе группа липидов. Эти соединения представляют собой сложные эфиры жирных кислот и трехатомного спирта глицерола (глицериды), в котором могут быть этерифицированы одна, две или три гидроксильные группы глице­рола с образованием соответственно моно-, ди- и триацилглицеролов:

В природе наиболее часто встречаются триацилглицеролы. Поскольку все приведенные выше ацилглицеролы не содержат ионных групп, они относятся к нейтральным липидам. Если все три кислотных радикала принадлежат одной и той же жирной кислоте, то такие триацилглицеролы называют простыми, если же разным жирным кислотам — то смешанными.

Животные жиры обычно содержат значительное количество насыщенных жирных кислот, благодаря чему они при комнатной температуре остаются твердыми. Жиры, в состав которых входит много ненасыщенных кислот, будут при этих условиях жидкими – их называют маслами.

Для характеристики свойств жира используют константы, или жировые числа, — кислотное число, число омыления, йодное число.

Нейтральные липиды играют важную роль в процессах метаболизма в ор­ганизме. Триацилглицеролы жировой ткани являются самой компактной и энерго­емкой формой хранения энергии, кроме того выполняют в подкожном слое роль физической защиты, термо- и электроизоляторов.

Воска — сложные эфиры высших жирных кислот и высших моноатомных или двухатомных спиртов.

Помимо эфиров, воска содержат свободные высшие жирные спирты, на­пример цетиловый спирт и другие спирты с четным числом углеродных атомов (от С22—С32), а также свободные жирные кислоты с длинной углеводородной цепью (от С14 до С34).

Спермацет, получае­мый из головного мозга кашалотов, является сложным эфиром цетилового спирта (первичный спирт, соответствующий пальмитиновой кислоте) и паль­митиновой кислоты.

Воска выполняют в организме преимущественно защитную функцию, которая сводится к образованию защитных покрытий. Они входят в состав жира, покрывающего кожу, шерсть, перья. У растений около 80% от всех липидов, образующих пленку на поверх­ности листьев, составляют воска. Известно также, что воска являются нор­мальными метаболитами некоторых микроорганизмов.

Фосфолипиды. Общий признак всех фосфолипидов — наличие в их составе фосфорной кислоты. В зависимости от спиртового компонента они делятся на глицерофосфолипиды и сфингофосфолипиды.

|следующая лекция ==>
Изображение А- и В-форм|Глицерофосфолипиды.

Дата добавления: 2017-08-01 ; просмотров: 1544 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

природные ненасыщенные жирные кислоты чаще имеют цис -конфигурацию, крайне редко в полиеновых кислотах встречается транс -конфигурация.

Общие свойства и классификация липидов

Липиды – называются органические в-ва которые содержатся в живых клетках и могут быть экстрагированы из клеток с помощью растворителей.

Липиды выполняют различные функции:

1.Макроэргические вещества. Липиды — наиболее важный из всех питательных веществ источник энергии.В количественном отношении липиды — основной энергетический резерв организма. В основном жир содержится в клетках в виде жировых капель, которые служат метаболическим «топливом». Липиды окисляются в митохондриях до воды и диоксида углерода с одновременным образованием большого количества АТФ (ATP).

2. Структурные блоки. Ряд липидов принимает участие в образовании клеточных мембран. Типичными мембранными липидами являются фосфолипиды, гликолипиды и холестерин. Следует отметить, что мембраны не содержат жиров.

3. Изолирующий материал. Жировые отложения в подкожной ткани и вокруг различных органов обладают высокими теплоизолирующими свойствами. Как основной компонент клеточных мембран липиды изолируют клетку от окружающей среды и за счет гидрофобных свойств обеспечивают формирование мембранных потенциалов.

4. Прочие функции липидов. Некоторые липиды выполняют в организме специальные функции Стероиды, эйкозаноиды и некоторые метаболиты фосфолипидов выполняют сигнальные функции. Они служат в качестве гормонов, медиаторов и вторичных переносчиков (мессенджеров), Отдельные липиды выполняют роль «якоря», удерживающего на мембране белки и другие соединения. Некоторые липиды являются кофакторами, принимающими участие в ферментативных реакциях, например, в свертывании крови или в трансмембранном переносе электронов. Светочувствительный каротиноид ретиналь играет центральную роль в процессе зрительного восприятия. Поскольку некоторые липиды не синтезируются в организме человека, они должны поступать с пищей в виде незаменимых жирных кислот и жирорастворимых витаминов.

Свойства. Некоторые вещества, которые относятся к липидам обладают биол. активностью (жирорастворимые витамины, некоторые гормоны). Основное св-во липидов – это их амфифильность, и в структуре выделяют полярную часть, а также гидрофобные углеводородные цепи. Большинство свойств определяются нейтральными жирами, которые очень слабо полярны и имеют сродство к воде. Они находятся в клетке в безводном состоянии и служат энергетическим резервом.

Классификация. Делятся на 4-ре класса:

I. Жирные кислоты. называются карбоновые кислоты с углеводородной цепью не менее 4 атомов углерода. Они присутствуют в организмах всех видов в виде сложных эфиров (например, с глицерином и холестерином). Многие жирные кислоты имеют одну или несколько двойных связей. К наиболее распространенным ненасыщенным кислотам относятся олеиновая и линолевая. Из двух возможных цис- и транс-конфигурации двойной связи в природных липидах присутствует лишь цис-форма. Разветвленные жирные кислоты встречаются только в бактериях. К незаменимым жирным кислотам относятся те из них, которые не синтезируются в организме и должны поступать с пищей. Речь идет о сильно ненасыщенных кислотах, в частности арахидоновой (20:4;5,8,11,14), линолевой (18:2;9,12) и линоленовой (18:3;9,12,15).

II. Глицерин содержащие липиды.

1. Глицерофосфолипиды. Наиболее простая форма фосфолипидов, фосфатидовые кислоты – исходным веществом для синтеза других фосфолипидов. Остаток фосфорной кислоты может образовывать сложноэфирную связь с гидроксильными группами аминоспиртов (холин, этаноламин или серин) или полиспиртов (миоинозит). В качестве примера здесь приведен фосфатидилхолин. При взаимодействии с глицерином двух остатков фосфатидовой кислоты образуется дифосфатидилглицерин.

ФосфатидилхолинФосфатидилэтаноламинФосфатидилглицерин

2. нейтральные жиры (моно-, ди-, три-ацетилглецирин; простые эфиры глицерина; гликозилглицериды). Так как молекулы жиров не несут заряда. Углеродные атомы глицерина в молекулах жиров не эквивалентны. При введении одного заместителя в группу CH2OH центральный атом углерода становится асимметрическим.

III. Липиды не содержащие глицерин.

1. Сфинголипиды. В их структуре имеется сфингозин или дигидроксисфингозин.

СН3- (СН2)12- СН = СН – СН – СН – СН2-ОН | | ОН NH2 сфингозин

а) церамиды; (производная сфингозина, здесь аминогруппа ацилирована жирной кислотой. По строению выделяют сфингомиелин.

б) гликосфинголипиды. явл-ся производной церамидов, но не содержит фосфат в своём составе и азотистых оснований. В эту структуру входит один или несколько остатков углеводов.

2. Алифатические спирты и воска. Алифатические спирты образуют сложные эфиры с жирными кислотами. СН3(СН2)14СН2ОН цетиловый спирт.

3. Терпены. Изопрены это 2-метилбутадиен, у многих из этих соед. число углеродных атомов кратно 5. Поэтому структуру можно разбить на пятичленные. Терпены входят в состав эфирных масел. к терпенам относят: каучук, смоляные кислоты. Родственный к терпену это витамин Е.

4. Стероиды. Структурно стероиды сходны с терпенами, однако разнообразие их биол. свойств сделала их более изученным классом в-в биол. происхождения. К стероидам относятся соединения, имеющие в своей структуре стерановое ядро. Характеристика: все циклы являются насыщенными; обязательное присутствие ОН-группы в положении С3; наличие метильных групп в С18, С19 связаны с углеводными атомами С10,С13. Однако у эстрогенов кольца А явл-ся арамотическим и отсутствует метильная группа связанная с С10. Наличие алифатических заместителей в положении С17, по структуре этого заместителя стероиды классифицируют след. образом: а) стерины – содержит связанную из 8-9 или 10 углеводородных атомов (холестерин). б) желчные кислоты – из 5 атомов(холевая к-та). в) адренокортикостероиды – 2 атома углерода и прогестрон.

IV. Липиды связанные с веществами других классов.

Липопротеины – это комплексы из липидов со специфическими белками.

Протеолипиды, фосфотиды, липополисахарид и др.
42 Структурно-функциональная организация биомембран, механизмы повреждения их структуры и функции

Блиологические мембраны мембраны играют важную роль по ряду причин. Они отделяют клеточное содержимое от внешней среды, регулируют обмен между клеткой и средой, и делят клетки на компартменты, предназначенные для тех или иных метаболических путей. Некоторые химические реакции протекают на самих мембранах. На мембранах также располагаются рецепторные участки для распознавания внешних стимулов (гормонов или др.хим. в-ств), поступающих из окружающей среды или из другой части самого организма. Известно, что мембраны способны пропускать лишь воду и другие малые молекулы, например молекулы газов. Это свойство было названо избирательной проницаемостью.

Выяснилось, что мембраны состоят почти целиком из белков и липидов. Липиды в мембране представлены гликолипидами, фосфолипидами и стеролами. 2 слоя липидных молекул образуют бимолекулярный слой. Полярные головки фосфолипидов – гидрофильны и обращены наружу и внутрь клетки, где среда гидрофильная. А хвосты фосфолипидов – гидрофобны, соответственно они обращены друг к другу, между полярными головками, где среда гидрофобная. Биомембрана – это динамическая структура, белки плавают в липидном «море» подобно островам, иногда свободно, а иногда на привязи – их удерживают микрофиламенты, проникающие в цитоплазму. Липиды также могут перемещаться меняя своё положение.

Читайте также:  Почему давит в ушах, лечение неприятного симптома

Некоторые мембранные белки лишь частично погружены в мембрану (полуинтегральные), тогда как другие пронизывают всю её толщу (интегральные). В белковых молекулах или между соседними белковыми молекулами имеются гидрофильные каналы или поры. Эти поры пронизывают мембрану, так что по ним сквозь мембрану могут проходить полярные молекулы. Кроме того в мембранах имеются гликопротеины. У них на свободных поверхностях находятся гликозильные группы – разветвлённые олигосохаридные цепи, напоминающие антенны. Эти «антенны», состоящие из нескольких моносахаридных остатков имеют самую разнообразную конформацию. Функция антенн связана с распознавание внешних сигналов, благодаря этому клетки правильно ориентируются и образуют ткани в процессе дифференцировки. С распознавание связана деятельность различных регуляторных систем, а также иммунный ответ, в котором гликопротеины играют роль антигенов. Многие рецепторы пересекают мембрану не один раз, а именно 7 (оптимально).

Постоянно происходит и диффузия белка в сторону (латеральная). 2 вида взаимодействия:

Состав мембранных липидов варьирует и это влияет на такие их свойства как жидкое состояние и проницаемость. У ненасыщенных липидов в углеводородных хвостах молекул имеются так называемые «изломы». Эти изломы препятствуют слишком плотной упаковке молекул и делают структуру мембраны более рыхлой. От этого состояния зависит активность мембран и, в частности, лёгкость слияния отдельных мембран друг с другом, а также активность, связанных с мембраной ферментов и транспорт белков.

7) разные типы мембран различаются по соей толще, но в большинстве случаев толщина мембран 5-10 нм.

8) Мембраны – это липопротеиновые структуры (липид+белок). К некоторым липидным и белковым молекулам, на внешних поверхностях присоединены углеводные компоненты (гликозильные группы)

9) Липиды спонтанно образуют бислой. Это объясняется тем, что их молекулы имеют полярные головы и неполярные хвосты

10) Мембранные белки выполняют разнообразные функции (рецепторы, переносчики, преобразователи энергии)

11) Две стороны мембраны могут отличатся одно от другой и по составу, и по свойствам

12) Мембранные липиды и белки быстро диффундируют в плоскости мембраны, если только они как-нибудь не закреплены или не ограничены в своём передвижении.

20. Внутриклеточный транспорт

Целенаправленный транспорт необходим каждой клетке. Особенно это важно для больших клеток, где развита компартментализация. У прокариот транспорт внутри клетки происходит проще (вспомните амёбу). Итак, виды внутриклеточного транспорта:

а) диффузия. Может происходить в случае существования градиента концентрации

б) целенаправленный транспорт макромолекул:

участвуют пучки микротрубочек (тубулин) (+)—————–(-) а по ним «идут» молекулы динеина (белок из семейства белков миозина: динеин, кинезин, миозин), которые «несут на себе» транспортируемую молекулу белка. Нужно сказать, что динеин имеет глобулярную часть, которая и прикрепляется к микротрубочке. Таким образом, пучки микротрубочек выполняют роль РЕЛЬС! Вспомните как двигаются поезда!? Ну, как впечатляет? ….кстати понятно, что здесь написано? Мне – с трудом. Главное – это ВАШЕ ВООБРАЖЕНИЕ!

в) транспорт в мембранной упаковке:

– везикулы d=0,1 – 1,5 мкм; эта везикула прикрепляется к своеобразной молекуле диненина вышеописанным способом.

– транспорт в лизосомах

Не относится к транспорту в мембранной упаковке циклоз пластид и митохондрий

г) да, не забывайте про активный транспорт (электрохимический градиент, Na-K насосы)

43. Избирательная проницаемость биомембраны

Перенос вещества в клетку может происходить по нескольким механизмам: методом простой диффузии, которая можно разделить на диффузию мелких незаряженных молекул (спирт, углеводороды, лекарства) и диффузию ионов (истинная диффузия, канальный транспорт, перенос с помощью переносчика-ионофора); методом облегченной диффузии (оба метода идут без затраты энергии) и путем активного транспорта, идущего с затратой энергии АТФ.

Диффузия. Поток вещества идет по градиенту диффузии и подчиняется закону Фика:

D-коэффициент диффузии, s-площадь, dm-масса, проходящего вещества, но если предположить простейший случай, когда t и S=1, тогда получаем упрощенную формулу: поток вещества в единицу времени через единицу площади равен движущей силе или градиенту концентрации.

При прохождении ионов через канал или с помощью ионофоров скорость движения зависит от 1) диэлектрической проницаемости, 2) наличия фиксированного заряда, 3) размера и числа пор в мембране, 4) заряда иона. Движущей силой в данном случае служит не только разность концентраций, но и градиент зарядов на поверхности мембраны и определяется электродиффузным уравнением Нэрнста-Планка.

I= -D (dc/dx) + ZF(dj/dx) (последнее слагаемое – электрический градиент)

Еще один способ миграции – по ионным каналам. Они представляют собой интегральные белки или липопротеины с порой внутри. Для каждого иона имеется свой канал, т.е. этим достигается селективность (Na – 0,31-0,51 нм, К – 0,45 нм). Селективность задается только размерами канала, особенностью является однорядность движения. Поступление ионов в канал сопровождается замещение с гидратных молекул на молекулы, выстилающие внутри канал. Ион, проходя через канал, способен индуцировать электрическое поле, а это тормозит прохождение иона, т.о. ион проходит ряд энергетических барьеров и впадин. Вход в канал для иона облегчается выходом его предшественника. Проходимость линейно зависит от концентрации, но это справедливо только для низких концентраций.

Скорость потока ионов зависит от 1) просвета (лучше проходят те ионы, размер которых соответствует размеру поры), 2) т.к. пора представляет собой белок, то внутри существует неоднородное поле, создающее энергетические ямы и барьеры, 3) сильное электрическое поле иона вызывает поляризацию и переориентацию близлежащих групп белка. Все это лежит в основе селективности работы каналов (для Na, K, Cl).

Существуют различные способы управления ионными каналами:

1) ионный канал, управляемый электрическим полем (сенсор, расположенный в молекуле белка образующего пору реагирует на напряженность электрического поля на мембране и в зависимости от этого открывается или закрывается канал. Это потенциалзависимый канал).

2) ионный канал, управляемый непосредственно химическим стимулом (сигнальная молекула ацетилхолина, имеющая рецептор на поверхности канала, взаимодействует с ним и открывает канал. Это N-холинорецепторный канал. Канал закрывается с диссоциацией ацетилхолина от рецептора).

3) ионный канал, регулируемый опосредованно химическим стимулом.

Перенос веществ через мембрану можно осуществить с помощью ионофоров. Было в частности обнаружено, что для К таким переносчиком служит валиномицин. Ионофоры имеют специфическую структуру, что позволяет им формировать гранулу, внутри которой заключен переносимый ион, а снаружи содержится гидрофобная область, благодаря чему такая структура свободно проникает через липидную мембрану.

Облегченная диффузия. Таким образом в клетку попадают простые сахара, аминокислоты. Примером может служить поступление в клетку глюкозы.

Активный транспорт. Живая клетка отличается наличием градиентов. Поддержание этих насосов обеспечивается действием насосов. Так, например, К значительно больше внутри клетки, а Na снаружи, и такое соотношение поддерживается постоянным действием насосов, на работу которых требуется энергия АТФ. Для животной клетки характерны следующие процессы: перенос Na-K, перенос Ca, перенос H. K-Na-АТФаза встроена в плазматическую мембрану, Ca-АТФаза встроена в структуры Са депо – саркоплазматический ретикулум, диски палочек и колбочек сетчатки. Транспорт протонов водорода на электросопрягающих мембранах осуществляется с помощью Н-АТФазы.

Са-АТФаза. Состоит из одной субъединицы, представленной одной полипептидной цепочкой, упакованной в мембране, Mr 100кДа, содержит много гидрофобных аминокислот, что позволяет прочно закрепиться в мембране. Процесс переноса заключается в следующем: 1) две молекулы Са садятся на Са-связывающие места, а молекула Mg и АТФ – на активный центр. 2) происходит гидролиз АТФ, образуется промежуточный макроэрг. 3) конформационная перестройка за счет избытка энергии. Са-связывающие места из положения наружу переходят в положение во внутрь, меняется характер связывания Са с Са-связывающими местами, происходит замещение макроэргической связи на простую, Са-связывающие участки освобождаются от Са, остаток энергии возвращает фермент в исходное состояние. При таком переносе энергия АТФ расходуется на снижение константы связывания ионов на наружной поверхности с 10 7 до 10 3 на внутренней стороне, а также к повышению константы диссоциации. Таким образом для переноса двух молекул Са требуется одна молекула АТФ.

Na-K-АТФаза. Представляет собой интегральный белок на цитоплазматической мембрнае, состоящийиз 2 полипептидных цепей, большая представляет a-субъединицу, активный центр расположен на цитоплазматической стороне мембраны, b-субъединица полуинтегральна, это гликозилированная субъединица, на наружной поверхности которой располагаются сахарные остатки. Центры связывания Na находятся на a-субъединице, К – на b-субъединице. Процесс переноса: 1) на внутренней стороне мембрнаы происходит связывание молекул Mg и АТФ с активным центром и связь ионов с соответствующими центрами. 2) связывание АТФ с активным центром приводит к его гидролизу и образованию фосфорилированного белка, образуется макроэргическая связь, при этом происходит конформационная перестройка молекулы белка: a-субъединица остается на месте, а b-субъединица максимально погружается в мембрану, происходит обмен ионами. Макроэргичность исчает, но остаток фосфорной кислоты остается прикрепленным, происходит обратный отток субъединицы. Диссоциация фосфатного остатка энергетически обеспечивает высвобождение К внутрь, а Na наружу и возврат в исходное состояние. Таким образом, одна молекула АТФ обеспечивает перенос трех молекул Na и двух К.

Транспорт протонов происходит на внутренних энергосопрягающих мембранах (мембранах митохондрий, хлоропластов). Перенос Н осуществляется тремя механизмами: 1) с помощью подвижного переносчика-ионофора, 2) за счет конформационных переходов мембранного белка при связывании Н на одной стороне и испускании на другой, 3) по протонным каналам. Протонная АТФаза содержит 4 субъединицы и является самой сложной из всех АТФаз.

Последнее изменение этой страницы: 2016-04-07; Нарушение авторского права страницы

б желчные кислоты из 5 атомов холевая к-та.

Биохимическая классификация липидов

Люди, которые интересуются своим здоровьем, зачастую изучают строение организма человека и частично анатомию. Это позволяет им более детально понимать, что происходит в их организме при том или ином заболевании. Так люди могут предотвратить множество печальных последствий. Липиды – это одни из соединений, о которых важно знать человеку.

Липиды – это жировые соединения, вещества, принимающие участие в жизненно важных для человека обменных процессах. Классификация липидов позволяет лучше понять их функции и роль в организме. Исследователи и ученые до сих пор не пришли к единому мнению по поводу биохимического состава липидов и их строения. Эти вещества относятся к липидам, им присвоены классификации.

Исследователи и ученые до сих пор не пришли к единому мнению по поводу биохимического состава липидов и их строения.

Биология в лицее

Сайт учителей биологии МБОУ Лицей № 2 г. Воронежа, РФ

Site biology teachers lyceum № 2 Voronezh city, Russian Federation

Органические вещества. Общая характеристика. Липиды

Органические вещества — это сложные углеродсодержащие соединения. К ним относятся присутствующие в живых организмах белки, жиры, углеводы, ферменты, гормоны, витамины и продукты их превращений.

Название «органические соединения» появилось на ранней стадии развития химии и говорит само за себя: учёные той эпохи считали, что живые существа состоят из особых органических соединений.

Среди всех химических элементов углерод наиболее тесно связан с живыми организмами. Известно более миллиона различных молекул, построенных на его основе. Интересна уникальная способность атомов углерода вступать в ковалентную связь друг с другом, образуя длинные цепи, сложные кольца и другие структуры.

Большинство органических соединений в природе образуется в результате процесса фотосинтеза — из углекислого газа и воды с участием энергии солнечного излучения в хлорофиллсодержащих организмах.

Низкомолекулярные органические соединения получили свое название из-за небольшого молекулярного веса. К ним относятся аминокислоты, липиды, органические кислоты, витамины, коферменты (производные витаминов, обусловливающие активность ферментов) и другие.

Низкомолекулярные органические соединения составляют 0,1 — 0,5 % от массы клетки.

Высокомолекулярные органические соединения (биополимеры)

Макромолекула, состоящая из мономеров, называется полимером (от греческого poly — «много»). Следовательно, полимер — это многозвеньевая цепь, в которой звеном является какое-либо относительно простое вещество.

Полимеры — это молекулы, состоящие из повторяющихся структурных единиц — мономеров.

Свойства биополимеров зависят от числа и разнообразия мономерных звеньев, образующих полимер. Если соединить вместе 2 типа мономеров А и Б, то можно получить разнообразные полимеры, строение и свойства которых будут зависеть от числа, соотношения и порядка чередования мономеров в цепях.

Допустим, в парафине 16 звеньев. Не станете же вы 16 раз повторять метилен — метилен — метилен… Для такого длинного слова существует упрощение — «гексадекан». А если в молекуле тысяча звеньев? Говорим упрощённо поли — «много». Например, берём тысячу звеньев этилена, соединяем, получаем всем знакомый полиэтилен.

Гомополимеры (или регулярные) построены из мономеров одного типа (например, гликоген , крахмал и целлюлоза состоят из молекул глюкозы ).

Гетерополимеры (или нерегулярные) построены из различающихся мономеров (например, белки, состоящие из 20 аминокислот, и нуклеиновые кислоты, построенные из 8 нуклеотидов).

Каждый из мономеров определяет какое-то свойство полимера. Например, А — высокую прочность, Б — электропроводность. Чередуя их по-разному, можно получить огромное число полимеров с разными свойствами. Этот принцип лежит в основе многообразия жизни на нашей планете.

Липиды, их строение, свойства и функции

Липиды — это сложные эфиры трёхатомного спирта глицерина и высших жирных кислот. В каждом из них есть кислотный остаток СООН, он, теряя атом водорода, соединяется с глицерином, а с остатком соединяется углеродная цепочка. Липиды — низкомолекулярные гидрофобные органические соединения.

«Жирными» кислоты называют потому, что некоторые высокомолекулярные члены этой группы входят в состав жиров. Общая формула жирных кислот: СН3 — (СН2)п — СООН. Большая часть жирных кислот содержит чётное число атомов углерода (от 14 до 22).

Синтезируются жирные кислоты из холестерина в печени, затем с желчью поступают в двенадцатиперстную кишку, где способствуют перевариванию жиров, эмульгируя их, тем самым стимулируя их всасывание.

Содержание жирных кислот в крови составляет в среднем 0,8 мг%, в желчи печени — 0,9—1,8%, в пузырной желчи — 5,7—10,8%.

К липидам относятся жиры, воски, стероиды, фосфолипиды, терпены, гликолипиды, липопротеиды.

Читайте также:  Лопнула вена на ноге: что делать, причины и лечение

Липиды принято делить на жиры и масла в зависимости от того, остаются ли они твёрдыми при 20°С (жиры) или имеют при этой температуре жидкую консистенцию (масла).

Чистый жир всегда бывает белого цвета, а чистое масло всегда бесцветное. Жёлтая, оранжевая и бурая окраска масла объясняется присутствием каротина или подобных ему соединений. Оливковое же масло иногда имеет зеленоватый оттенок: в нём содержится немного хлорофилла.

У жиров высокая температура кипения. Благодаря этому на жирах удобно жарить пищу. Они не испаряются с горячей сковороды, начинают пригорать лишь при температуре 200 — 300 0 С.

Общее содержание липидов в клетке колеблется в пределах 5 — 15% от массы сухого вещества. В клетках подкожной жировой клетчатки их количество возрастает до 90%.

Нейтральные жиры (триглицериды) представляют собой соединения высокомолекулярных жирных кислот и трехатомного спирта глицерина. В цитоплазме клеток триглицериды откладываются в виде жировых капель.

Избыток жира может вызывать жировую дистрофию. Главный признак появления жировой дистрофии — увеличение и уплотнение печени за счет накопления жира в гепатоцитах (клетках печени).

Воски — пластичные вещества, обладающие водоотталкивающими свойствами. У насекомых они служат материалом для постройки сот. Восковой налет на поверхности листьев, стеблей, плодов защищает растения от механических повреждений, ультрафиолетового излучения и играет важную роль в регуляции водного баланса.

Фосфолипиды — представители класса жироподобных веществ, являющиеся сложными эфирами глицерина и жирных кислот, содержащие остаток фосфорной кислоты.

Они формируют основу всех биологических мембран. По своей структуре фосфолипиды сходны с жирами, но в их молекуле один или два остатка жирных кислот замещены остатком фосфорной кислоты.

Гликолипиды — вещества, образующиеся в результате соединения углеводов и липидов. Углеводные компоненты гликолипидных молекул полярны, и это определяет их роль: подобно фосфолипидам гликолипиды входят в состав клеточных мембран.

К жироподобным веществам (липоидам) относятся предшественники и производные простых и сложных липидов: холестерин, желчные кислоты, жирорастворимые витамины, стероидные гормоны, глицерин и другие.

Общие свойства липидов:

1) обладают высокой энергоёмкостью;
2) имеют плотность ниже, чем у воды;
3) имеют выгодную температуру кипения;
4) высококалорийные вещества.

Разновидность липидов

Роль в организмах растений и животных

1. Служат энергетическим депо.
2. Запасающая (в растениях обычно накапливаются масла).
3. У позвоночных животных жиры откладываются под кожей, служат для теплоизоляции, у китов ещё способствуют плавучести.
4. Источник метаболической воды у животных, обитающих в пустыне.

Используется главным образом в качестве водоотталкивающего покрытия:

1) образует дополнительный защитный слой на кутикуле эпидермиса некоторых органов растений, например листьев, плодов и семян (в основном у ксерофитов);
2) покрывает кожу, шерсть и перья;
3) входит в состав наружного скелета насекомых.

Из воска пчёлы строят соты.

Желчные кислоты, например холевая кислота , входят в состав желчи.
Соли желчных кислот способствуют эмульгированию и солюбилизации липидов в процессе переваривания.
При недостатке витамина D развивается рахит. Сердечные гликозиды, например гликозиды наперстянки, применяются при сердечных заболеваниях.

Вещества, от которых зависит аромат эфирных масел растений, например ментол у мяты, камфора . Гиббереллины — ростовые вещества растений. Фитон входит в состав хлорофилла. Каротиноиды — фотосинтетические пигменты.

Из липопротеинов состоят мембраны.

Компоненты клеточных мембран, особенно в миелиновой оболочке нервных волокон и на поверхности нервных клеток, а также компоненты мембран хлоропластов.

Общие функции липидов

ФункцияПояснение
ЭнергетическаяПри расщеплении 1 г триглицеридов выделяется 38,9 кДж энергии
СтруктурнаяФосфолипиды и гликолипиды принимают участие в образовании клеточных мембран
ЗапасающаяЖиры и масла — важнейшие резервные вещества. Жиры откладываются в клетках жировой ткани животных и служат источником энергии во время спячки, миграций или голода. Масла семян растений обеспечивают энергией будущие проростки
Источник метаболической водыПри окислении 1 г жира образуется 1,1 г воды
ЗащитнаяПрослойки жира обеспечивают амортизацию органов животных, а подкожная жировая клетчатка создает теплоизолирующий слой. Воск служит водоотталкивающим покрытием у растений
РегуляторнаяСтероидные гормоны регулируют фундаментальные процессы в организмах животных — рост, дифференцировку, размножение, адаптации и т. д.
КаталитическаяЖирорастворимые витамины А, D, E, К являются кофакторами ферментов, и, хотя сами по себе они не обладают каталитической активностью, без них ферменты не могут выполнять свои функции

К ним относятся присутствующие в живых организмах белки, жиры, углеводы, ферменты, гормоны, витамины и продукты их превращений.

Значение для человека

Некоторые виды соединений организм человека самостоятельно производить неспособен. Это ненасыщенные жирные кислоты. Они проникают с пищей и содержатся в:

  • орехах;
  • овощах;
  • зелени;
  • растительных маслах;
  • злаковых растениях;
  • фруктах.

Организму для получения жирорастворимых витаминов требуются триглицериды. Обогащены этими жирными кислотами большинство продуктов животного происхождения, это:

  • молоко;
  • мясо;
  • тропические фрукты (авокадо, кокосы).

По своей химической формуле к классу липидов относят и витамины А, Е, К, Д. Они поступают с пищей. Суточное потребление липидов взрослым человеком должно быть в пределах 80−130 граммов.

из-за слабой секреции сальных желез роговая прослойка дермы страдает от агрессивного воздействия внешней среды;.

Характеристика строения

Биологическое строение липидов – соединение жирных кислот и спиртов. При присоединении дополнительных групп (фосфора, серы, азота) образуются сложные эфиры. В составе жировой молекулы обязательно присутствуют атомы углерода, водорода и кислорода. Жирные кислоты – это алифатические, не содержащие циклических углеродных связей, карбоновые (группа -СООН) кислоты. Они отличаются числом группы -СН2-.

Существует две разновидности жирных кислот:

  • Ненасыщенные. Они включают одну или несколько двойных связей (-СН=СН-).
  • Насыщенные. Они не содержат двойных связей между атомами углерода.

Стоит отметить! Жирные кислоты запасаются в клетках в виде капель, гранул. В многоклеточном организме – в виде жировой ткани, которая состоит из адипоцитов – клеток, способных накапливать жиры.

Типы Виды Характеристика Простые Глицериды Это нейтральные жиры.

Увеличения плавучести

Самые разные организмы — от диатомовых водорослей до акул — используют резервные запасы жира как средство снижения среднего удельного веса тела и, таким образом, увеличения плавучести. Это позволяет снизить расходы энергии на удержание в толще воды.

, Обмен жиров и липидов, Минск, 1961;.

Строение липидов, жирные кислоты

Липиды – достаточно большая группа органических соединений, присутствующие во всех живых клетках, которые в воде не растворяются, но в неполярных органических растворителях растворяются хорошо (бензине, эфире, хлороформе, бензоле, и др.).

Липиды отличаются большим разнообразием химической структуры, однако настоящие липиды – это сложные эфиры жирных кислот и любого спирта.

У жирных кислот молекулы небольшие и имеют длинную цепь, состоящую чаще всего из 19 или 18 атомов углерода. В состав молекулы также входят атомы водорода и карбоксильная группа (-СООН). Их углеводородные «хвосты» гидрофобные, а карбоксильная группа гидрофильная, потому легко образуются эфиры.

Иногда в жирных кислотах присутствует одна или несколько двойных связей (С – С). В этом случае жирные кислоты, а также липиды, которые их содержат, называются ненасыщенными.

Жирные кислоты и липиды, в молекулах которых отсутствуют двойные связи, называются насыщенными. Они образуются присоединением дополнительной пары атомов водорода по месту двойной связи ненасыщенной кислоты.

Температура плавления липидов тем ниже, чем большая в них доля ненасыщенных жирных кислот.

Липиды, строение и свойства. Классификация липидов.

ЛИПИДЫ (от греч. lípos — жир) (жиры и жироподобные вещества) – это гидрофобные органические вещества, которые можно извлечь из клеток органическими растворителями – эфиром, хлороформом и бензолом. В клетке липиды составляют 5-15% от сухой массы; в жировой ткани – 90%.

Синтезируются в агранулярной ЭДС.

Классические липиды – это сложные эфиры жирных кислот и трехатомного спирта глицерина. Их называют триглицериды.

Связь между жирной кислотой и трехатомным спиртом глицерином называют сложноэфирной связью:

Где R1,R2, R3 – радикалы жирных кислот. Они неполярные, гидрофобные. Остаток глицерина гидрофилен.

ЖИРНЫЕ КИСЛОТЫ – небольшие органические молекулы, содержащие углеводородную цепь (гидрофобная) и карбоксильную группу (гидрофильная).

Формула жирной кислоты R-СООН, где R атом водорода или алкильный радикал СН3 и т.д.

ПРИМЕРЫ ЖИРНЫХ КИСЛОТ

Название жирной кислотыФормула
ПАЛЬМИТИНОВАЯСН3-(СН2)15-СООН
СТЕАРИНОВАЯСН3-(СН2)16-СООН
ОЛЕИНОВАЯСН3-(СН2)7-СН=СН-(СН2)7-СООН

Жирные кислоты делят на 2е группы

1.Насыщенные (предельные) т.е. не содержат двойных связей. Например, стеариновая, пальмитиновая.

2.Ненасыщенные (непредельные) т.е. содержат двойные связи. Например, олеиновая.

Триглицериды принято делить на жиры и масла в зависимости от того, остаются ли они твердыми при 20 °C (жиры) или имеют при этой температуре жидкую консистенцию (масла).

Растительные жиры или масла богаты непредельными жирными кислотами. Они легкоплавки и жидки при комнатной температуре. Например, в оливковом масле глицерин связан с остатками олеиновой жирной кислоты.

Животные жиры богаты предельными жирными кислотами. Например, говяжье сало из глицерина, стеариновой и пальмитиновой жирной кислоты.

Из формулы жира следует, что с одной ее стороны остаток глицерина (гидрофилен), а с другой остаток жирной кислоты, углеводородные цепочки которых практически не растворимы в воде. Например, формула фосфолипида:

Если нанести каплю жира на поверхность воды, то возникает монослой липидов и гидрофобные хвосты торчат из воды, а гидрофильные головы лежат на воде.

Если количество липидов больше площади поверхности воды возникает мицелла, в которой гидрофобные хвосты упрятаны внутрь. Это очень важно т.к. жиры входят в состав мембраны, и такая ориентация препятствует смешиванию содержимого клетки с водой.

Классификация липидов.

1. Простые липидытриацилглицерины,их молекулы образуются в результате присоединения трех остатков жирных кислот и одной молекулы трехатомного спирта глицерина.

2. Сложные липиды:

· Фосфолипиды, гликолипиды – в их молекуле 1 или 2 остатка жирной кислоты замещаются группами, содержащими фосфор, азот. Они в составе мембран. Гликолипиды также в составе миелиновой оболочки нервных волокон и компонент мембран хлоропластов.

· Стероиды. Например, холестерол, половые гормоны, желчные кислоты, витамин D.

· Терпены. Вещества, от которых зависит аромат эфирных масел растений, например, ментол у мяты. Гиббереллины – ростовые вещества растений. Каротиноиды – фотосинтетические пигменты. Натуральный каучук.

Скипидар (растворитель липидов) получают из смолистых выделений сосны. Ментол обусловливает запах мяты перечной. Лимонен содержится в скипидаре, мятном масле, а также в лимонном масле, сельдерейном и тминном маслах.

· Воска. Покрывая тонким слоем листья, плоды, стебли, восковой налет предохраняет растения от поражения вредителями, болезнетворными микроорганизмами и от излишней потери воды.

Дата добавления: 2018-04-15 ; просмотров: 516 ;

Жирные кислоты делят на 2е группы.

Границы определения

Используемое ранее определение липидов, как группы органических соединений, хорошо растворимых в неполярных органических растворителях (бензол, ацетон, хлороформ) и практически нерастворимых в воде, является слишком расплывчатым. Во-первых, такое определение вместо чёткой характеристики класса химических соединений говорит лишь о физических свойствах. Во-вторых, в настоящее время известно достаточное количество соединений, нерастворимых в неполярных растворителях или же, наоборот, хорошо растворимых в воде, которые, тем не менее, относят к липидам. В современной органической химии определение термина «липиды» основано на биосинтетическом родстве данных соединений — к липидам относят жирные кислоты и их производные [4] . В то же время в биохимии и других разделах биологии к липидам по-прежнему принято относить и гидрофобные или амфифильные вещества другой химической природы [5] . Это определение позволяет включать сюда холестерин, который вряд ли можно считать производным жирной кислоты.

8 Транс-ненасыщенные жирные кислоты.

Биологические функции

Существуют две основные причины, по которым именно эти вещества лучше всего подходят для выполнения такой функции.

Строение и функции липидов

Липиды не имеют единой химической характеристики. В большинстве пособий, давая определение липидам, говорят, что это сборная группа нерастворимых в воде органических соединений, которые можно извлечь из клетки органическими растворителями — эфиром, хлороформом и бензолом. Липиды можно условно разделить на простые и сложные.

Простые липиды в большинстве представлены сложными эфирами высших жирных кислот и трехатомного спирта глицерина — триглицеридами. Жирные кислоты имеют: 1) одинаковую для всех кислот группировку — карбоксильную группу (–СООН) и 2) радикал, которым они отличаются друг от друга. Радикал представляет собой цепочку из различного количества (от 14 до 22) группировок –СН2–. Иногда радикал жирной кислоты содержит одну или несколько двойных связей (–СН=СН–), такую жирную кислоту называют ненасыщенной. Если жирная кислота не имеет двойных связей, ее называют насыщенной. При образовании триглицерида каждая из трех гидроксильных групп глицерина вступает в реакцию конденсации с жирной кислотой с образованием трех сложноэфирных связей.

Если в триглицеридах преобладают насыщенные жирные кислоты, то при 20°С они — твердые; их называют жирами, они характерны для животных клеток. Если в триглицеридах преобладают ненасыщенные жирные кислоты, то при 20 °С они — жидкие; их называют маслами, они характерны для растительных клеток.

1 — триглицерид; 2 — сложноэфирная связь; 3 — ненасыщенная жирная кислота;
4 — гидрофильная головка; 5 — гидрофобный хвост.

Плотность триглицеридов ниже, чем у воды, поэтому в воде они всплывают, находятся на ее поверхности.

К простым липидам также относят воски — сложные эфиры высших жирных кислот и высокомолекулярных спиртов (обычно с четным числом атомов углерода).

Сложные липиды. К ним относят фосфолипиды, гликолипиды, липопротеины и др.

Фосфолипиды — триглицериды, у которых один остаток жирной кислоты замещен на остаток фосфорной кислоты. Принимают участие в формировании клеточных мембран.

Гликолипиды — см. выше.

Липопротеины — комплексные вещества, образующиеся в результате соединения липидов и белков.

Липоиды — жироподобные вещества. К ним относятся каротиноиды (фотосинтетические пигменты), стероидные гормоны (половые гормоны, минералокортикоиды, глюкокортикоиды), гиббереллины (ростовые вещества растений), жирорастворимые витамины (А, D, Е, К), холестерин, камфора и т.д.

При расщеплении 1 г липидов выделяется 38,9 кДж.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: