Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Биологическая химия. Липиды. Учебное пособие

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

07.09.2026

Размер:

2 Мб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 12 / 72 3 4 5 6 7 > Следующая >>>

2.3. Ф осфорная и алкилф осфоновая кислоты

Остатки этих кислот входят в состав фосфолипидов и фосфонолипидов:

0000

II II II II

— Р— ОН и ли — Р — О Н — Р — R ил и — Р— R

1 l_ I I

ОН О ОН о

ос тат ок ф осфор ной кислоты ос тат ок ал килф осфо нов ой ки слоты ,

гле R - уг лев одо родн ый радикал

2.4. А зотисты е основания

Примерам и азотистых оснований, входящ их в состав некоторых липи

дов, являются ам иноспирты и а-аминокислоты:

2-аминоэтанол (коламин) ^ ^ 2 СН2 ^ Н 2

СН ,

1 +

триметил-2-гидроксиэтиламмоний (холин) НО—СН2-- С Н2—N — СН3

С Н 3

2-амино-З-гидроксипропановая кислота СН2— СН— СД (серии) I I ОН

о н n h 2

2.5. Углеводы

Составны ми частями некоторых липидов (гликолипидов) являются

моносах ариды:

С Н , 0

О о н

Н ОЗ < н

P-D -г лю ко пир ан оза

или олигосахариды.

н о н

н ОН

p -D -г ала ктоп иран оза

Глава 3. КЛАСС И Ф ИКАЦИЯ ЛИ ПИДОВ

Липиды представляют собой весьма разнообразный круг соединений, вклю чающих в себя радикалы, относящиеся к различным классам органических и неор ганических веществ. Это существенно затрудняет создание единой классификации липидов. В настоящее время липиды классифицируют по различным признакам, однако ни одна из предложенных классификаций не является исчерпывающей.

Наиболее распространенной является классификация липидов по их отно

шению к кислотному (или щелочному) гидролизу. Щелочной гидролиз по сложно

эфирной связи называют омылением, поэтому липиды, которые подвергаются

гидролизу, называют ом ы ляем ы м и, а которые не подвергаются - неом ы ляем ы  ми. Большинство липидов являются омыляемыми, к неомыляемым относится не

большая, но многообразная группа липидов (терпены, стероиды).

Липиды также делятся на простые и слож ны е. К простым относят л и

пиды, в состав которых входят то лько атомы углерода, водорода и кислорода.

3.1. П росты е о мы ля е м ые л ипи ды

Гидролиз простых ом ыляем ых липидов приводи т к образованию толь

ко карбоновых кислот (или их солей) и спиртов. К омыляемым простым ли пидам относятся воски, а также ж ир ы и м асла .

3.1.1. Воск и

Воски - это сложные эфиры высших жирных кислот и высших одно

атомных спиртов. Чащ е всего они представляю т собой сложны е эфиры паль

митиновой кислоты, где в качестве спиртового компонента могут присутст вовать остатки цетилового, церилового, мелиссилового и м ирицилового и

реже - других предельных одноатомных спиртов.

По происхождению воски бываю т растительные и животные. Наиболее известными воскам и животного происхождения являются пчелиный воск, спермацет и ланолин, основные компоненты которы х приведены ниже.

Пчелины й воск

О СН3— (СН2)|4— С— О — (СН2)30-С Н 3 мирициловый эфир пальмитиновой кислоты

Спермацет

сн3— (СН2)14— С— О— (СН2)15—с н3

цетиловый эфир пальмитиновой кислоты

Ланолин

СН3

С Н -С Н2- С Н 2-С Н 2-С Н -С Н

СН3- (С Н 2)М—с — о

оста то к

па ль митин овой

кислоты

остаток хо лесте рин а

Спермацет выделяют из спермацетового жира, содержащегося в полос тях черепной коробки кашалотов. Ланолин (шерстный жир) получают при промывке шерсти овец на шерстомойных фабриках. Из растительных восков наиболее известны карнаубский воск (бразильская пальма) и пальмовый воск (восковая пальма).

3.1.2. Тр иацилглицери ны

Триацилглицерины (Т АГ )- это сложные эфиры глицерина и карбоно вых кислот. Общая форм ула триацилглицеринов:

СН— О — С — R,

! ' о

I п

СН— О — С — R,

| ■ О

СН— О — С — R3,

где R[, R2, R3- углеводородны е фрагменты карбоновых кислот.

В основном триацилглицерины содержат остатки высш их предельных и непредельных кислот. Триацилглицерины, кислотные остатки которых одинаковы, называют просты ми. Большинство природных триацилглицери нов являю тся смешанны ми, т.е. включаю т в себя остатки различных кислот. Температура плавления триацилглицеринов повыш ается по мере увеличения числа и длины остатков насыщ енных жирных кислот и снижается по мере их укорочения и увеличения содержания остатков непредельных кислот.

Триацилглицерины, богатые остатками предельных кислот, называют жирами. Они, как правило, имеют животное происхождение и при комнат

ной температуре являются твердыми веществами. Так, свиной жир (сало) содержит в основном остатки пальмитиновой, стеариновой и олеиновой ки слот.

Триацилглицерины, содержащие преимущественно остатки непре дельных кислот, называют мас лами. М асла обы чно жидкие и имеют расти тельное происхождение. Встречаются и твер дые масла: например, коровье (сливочное) масло, масло-как ао или пальмовое масло. Триацилгли це ри ды

(ТА Г) составляю т 99 % пищ евы х л ипидо в. Эт о энергет иче ск ий матер и ал: окис ле ни е 1 г ТА Г соп ровож д ает ся в ыделени ем 38,9 кД ж (9,3 ккал)

энергии. В ТАГах т ела здо рового человек а мас сой 70 кг о дновр ем енн о за 

ключен о 140 млн калорий (140 т ыс ккал). Это в 100 раз больше, чем м ожет

дать весь гликоген организма. ТАГ является источником эндогенной воды, окисление 100 г дает 107 мл воды. Это имеет особое значение дл я животных, впадающих в спячку. Механическая, или защитная функция ТАГ заключает ся в том, что органы находятся в жи ровых капсулах, защищающих их. Струк турная роль - Т АГ в небольших количествах входят в мембраны. ТАГ участ

вуют в гешюрегуляции - они плохие проводники тепла.

3.1.3. Ном енк лат ура три аци лглиц еринов

По заместительной ном енклатуре ИЮ ПАК триацилглицеринам и назы вают производные глицерина, в которых атомы водорода ОН-групп зам еще

ны ацильными остатками высших жирных кислот (R-CO). Названия этих

остатков составляю т следующ им образом: название кислоты составляет ко рень слова с прибавлением суффикса -о ил. Кислотные остатки перечисляют в

алфавитном порядке с указанием их положения у конкретного атома углеро

да глицерина. Ниже приведены примеры названий различн ых триацилглице ринов:

О О

СН2 О С С 17Н35 с н 2— о — с — с 17н 35

II 1 II

I о I о

i l l 2 I ^

с н -— о— с — с17н 35 ^сн— о — с— с ,,н

I 11 3

сн2— о — с— с 17н 35 сн2— о — с— с 17н 33

15 31

три-О-стеароилглицерин З-О-олеоил -2-пальмитоил-

1 -стеароилглицерин

3.2. С л ож н ы е ом ыля емы е л ипиды

Сложные омыляемые липиды представлены , в основном, фо сф олипи дам и и фосф о нолипи дами. Эти соединения включают в себя остатки фос

форной и алкилфосфоновой кислоты соответственно.

Фосфонолипиды имеют следую щ ий состав:

П С Н ,— О — С — R

н I '

R '— С - О - С — Н о

I II

С Н , — О — Р — С Н2 — С Н2 — X ,

гд е X—N H 3* CH3NH 2+, NH (CH3)2+, N(CH3)3+, и содерж атся в морских беспо

звоночны х, а также в некоторых микроорганизмах и низших животных.

Более распространены фосфолипиды, которые, в свою очередь, делятся

на глицер о ф о сф олипиды, сф инголипиды и гликолипиды .

3.2.1. Г ли цероф осф ол ипи ды

Базовы м структурным фрагм ентом всех глицерофосф олипидов являет

ся глицеро-3-фосфат, который содержит асимметрический атом углерода и может сущ ествовать в виде двух стерео изомеров - D и L. Продукты этерифи-

кации глицерофосфата по обеим гидроксильным группам карбоновыми ки слотами называю тся фосфатидовым и кислота м и :

сн2— ОН о Ch 2_ 0 _ £ _ R|

НО—с— Н о R2—С — О—С—Н о

СН,—О—Р—ОН СН2- 0— Р-ОН

L-глицеро-З-фосфат L-фосфатидовые кислоты

он

Фосфоли пиды(ФЛ) выполняют структурн ую роль:

- из общего количества лип идо в мембран составляют более 50 % и об

разуют билипидный слой;

- входят в состав транспортных форм липидов - мицелл, хиломикро- нов и липопротеинов и участвую т в эмульгировании, переваривании, всасы вании и транспорте липидов по организму;

- некоторые ФЛ участвую т в свертывании крови, например, фосфати- дилсерины и фосф атидилэтаноламины;

- оказы ваю т липотропное действие - фосфолипиды предохраняют пе

чень от ожирения;

- фосфолипиды и их метаболиты играют важную роль в передаче сиг

налов внутрь клеток, выполняя роль мессенджеров;

- присутствие фосфолипидов необходим о для функционирования мно

гих ферментов, например, для митохондриальных ферментов окислительной

цепи транспорта электронов, для активности ферментов, катализирующих

перенос макроэргофосф атной связи на АТФ;

- фосфолипиды необходимы для осуществления си нтетических про

цессов в микросомах клеток;

- играют важную роль в иммунологических реакциях;

- участвую т в проведении нервны х импульсов;

- необходимы для клеточной пролиферации и регенерации.

3.2.1.1. Фосфатиды

Фосфатиды являются слож ноэфирным и производны ми L-фосфа-

тидовых кислот. Как правило, в природных фосфатидах в положении «I»

глицеринового фрагмента находится остаток насыщенной кислоты, в поло

жении «2» - ненасыщенной кислоты, а одна из гидроксильных групп фосфор

ной кислоты этерифицирована многоатомным спиртом или аминоспиртом:

Ф о сф а ти д

Фо сф атид илх оли ны (Ле цити ны)

Ф осф ати дил эта нол ам ины (К олам ин кефа лин ы)

Ф осф ати д ил сер ины (Се ри и кеф али ны)

R — С Н = С Н — (СН 2) — С — О — С — Н о

А ми н ос пи р т Ф о рм ул а

Хол ин

Эт ано лам ин

Се рин

о СН2— О — С — ( СН ,)— СН3

II I

о CH2- 0 -C — R,

п 1

R2 —С—О—С—Н о

о СН2—О—С — R,

II 1

r 2—с —О—C-H О

О ch2- o - c - r , II

R2—С—О—С—Н О

I II

с:н ,— О— Р — он

о х

СН2—О-p — О' N(CH3)3

о -с н 2- с н 2

1 11 - +

СН, —О—Р—О NH,

2 1 1

о—сн2- сн 2

1 II н-

СН2—о -p —О NH3

о -с н 2-сн - с оо н

где СН3 - (СН 2)„ - С О- остаток насыщенной карбоновой кислоты;

R - СН = СН - (СН2)П - С О- остаток ненасыщенной кислоты; X - остаток аминосп ирта или м ногоатомного спирта.

В зависимости от строения аминоспирта фосфатиды подразделяются

на фосфатидилхолины, фосфатидилэта ноламины и фосфатидилсерины .

3.2.1.2. Фосфати дилгли це ри ны и фо сф ати ди ли но зи ты

Одна из гидроксильных групп фосфорной кислоты может быть также этерифи- цирована многоатомным спиртом. В зависимости от природы многоатомного спирта фосфатиды подразделяются на фосфатидилглицерины и фосфатидилинозиты.

Фосфатидилинозиты встречаю тся в организме почти всех животных, в

ряде растительных тканей и в микроорганизмах.

Фосфатидилглицерины являются наиболее распространенными фос

фолипидами бактерий.

3.2.1.3. Алкоксили пи ды и плазмоген ы

Ф о сф а ти д С пи р т

Ф осф ати дил гли цер ины

Ф осф ати дил ин ози ты ино зит

гли церин

о СН2- 0 —С — R,

п 1

R 2— С - О — C - H о

о С Н,—О —С — R, ? н

и ! — \ ? н

R j— С - О - С - Н О К т о )

Ф ор му ла

сн2— о —Р— О— с н 2— сн— сн2

1 I I 2

он о н он

он

Кроме ацилсодержащ их липидов в состав клеточных мембран входят глицерофосфолипиды, в которых атом углерода С-1 глицеринового фрагмен та связан простой эфирной связью либо с алкильным, либо с алкеновым ра дикалом - остатком длинноцепочечного винилового спирта. Такие глицеро фосфолипиды подразделяются на алкок силип иды и плазмогены.

о СН2- 0 — (С Н Д-С Н з

!! I

R— С —О — С - Н о

Алкоксилипиды с н ,—о—Р—СГ NH,

2 I !

о —с н2- с н 2

1-0 -алкил-2 -0 -ацилглицерофосфоэтаноламин

о СН2—О—СН=СН—(СН2),—с н3

R—С—О—С—Н о

Плазмогены

1 -0 -(алкен- 1 -ил)-0 -ацилглицерофосфоэтаноламин

Плазмогены являются альдегидогенными липидами, так как в резуль тате их гидролиза в кислой среде образуются высшие жирные альдегиды (плазмали).

Плазмогены выделены из тканей и органов всех животны х организмов. В достаточно больших количествах они присутствуют в тканях и органах человека. Особенно заметно их содержан ие в нервной ткани, головном мозге,

сердечной мышце и надпочечниках.

В растениях и микроорганизмах плазмогены содержатся в меньшей степени.

3.2.2. Сфи нголипиды

Сфинголипиды- это структурные аналоги глицерофосфолипидов, в ко

торых вместо глицерина содержится ненасыщ енный двухатом ный аминос-

пи рт-сф ингозин (см. 2.2.2.).

3.2.2.1. Ц ерам ид ы

Цер амиды - это N-ацилированны е производные сфингозина. Общая структура церамидов выгляди т следующ им образом:

с—СН—он

С Н — N H —

I х

сн2-он

Церамиды встречаются в природе как в свободном виде (в липидах пе

чени, селезенки, эритроцитов), так и в составе сфинголипидов.

3.2.2.2. Сф ин гомиелины

Другие сф инголипиды можно также рассматривать как производные

церамидов. Основную группу сфинголипидов составляю т с ф ин гом ие л и ны -

производные церамидов, у которых первичная гидроксильная группа цера- мида этериф ицирована фосфорной кислотой, содерж ащей остаток холина.

Общую структуру сфингомиелинов можно представить следующим

образом:

Н 3С — ( СН2) 12— с :

остат ок церам ида О cy j

где R - С О - остаток пальмитиновой, стеариновой, лигноцериновой или нер воновой кислоты.

Сф инголипиды встречаются в составе м ембран клеток микроорганиз

мов, растений, вирусов, насекомых, рыб и высш их животных.

3.2 .3. Гл ик олипи ды

Гликолипиды состоят из липидного и углеводного фрагментов. Наибо лее распространены гликозилдигли цериды (производные глицерина) и гли- косфинголипиды (производны е сфингозина).

Гликозилдиглицериды им еют следующее строение:

С — С Н — о н

Н СН — N H — С if

СН-,— О — Р — О — С Н,

ос та то к ф осф ат а

СН 2— О —С — R

I О I II

СН — о — С — R, ,

хол ин а

+ 1 2

N (C H ,); ^ >

СН 2— ОХ

где X - остаток моно-, ди- или олигосахарида.

В состав углеводной части гликозилдиглицеридов обычно входят ди сахариды, содержащие остатки глюкозы, галактозы и маннозы. Эти липиды входят в состав хлоропластов растений и участвуют в процессе фотосинтеза.

Среди гликосфинголипидов наиболее распространены цереброзиды и

ганглиозиды.

Общую структуру цереброзидов можно представить следующим образом:

н он

_________

остаток

P-D-галактопиранозы

Помимо сфингозина они содерж ат высшие кислоты (цереброновую,

нервоновую, лигноцериновую), а такж е остатки гексоз - глюкозы либо га

лактозы. Цереброзиды находятся главным образом в миеленовы х оболочках

и мембранах нервных клеток мозга.

Ганглиозиды по строению сходны с цереброзидами, но при этом име ют более сложный и разнообразный состав. Помимо перечисленных компо нентов они содержат нейраминовую кислоту и гетерополисахариды:

Н3С -( С Н 2)12— с ;

Наиболее богато ганглиозидами серое вещество мозга.

Классификация омыляемых липидов представлена в Приложении 1, а некоторые примеры - в Приложении 2.

3.3. Неомы ляемы е липиды

К неомыляемым относят липиды, которые при гидролизе не образуют карбоновых кислот или их солей. Неомыляемая липидная фракция содержит вещества двух основных типов: т е р п е н ы и стероид ы . Первые преобладают в

липидах животного происхождения, вторы е - в липидах растений. Например, терпенами богаты эфирные масла растений: герани, розы, лаванды и др., а также смола хвойных деревьев.

; с — с н — о н

с н — n h — с :

с н 2— о -

олигосахарид

<<< < Предыдущая 12 / 72 3 4 5 6 7 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]