1.4.Липиды
1.4.1.Химическое строение липидов
Существует несколько классов липидов, каждый из которых выполняет специфические биологические функции:
1. Триацилглицерины
2. Воска
3. Фосфоглицериды:
3.1. Фосфатидилэтаноламин
3.2. Фосфатидилхолин
3.3. Фосфатидилсерин
3.4. Фосфатидилинозитол
3.5. Кардиолипин
4. Сфиноголипиды:
4.1. Сфингомиелин
4.2. Цереброзиды
4.3. Ганглиозиды
5 Стероиды и их эфиры с жирными кислотами
Характерными структурными компонентами большинства липидов являются жирные кислоты — одноосновные карбоновые кислоты, содержащие от 4 до 24 углеродных атомов. Благодаря длинному неполярному “хвосту” этих кислот большинство липидов нерастворимы в воде и проявляют свойства масел и жиров. Практически все природные жирные кислоты содержат четное число атомов углерода, наиболее часто — 16 или 18. Углеводородный радикал может быть как насыщенным, так и содержащим двойные связи (в растениях и животных ненасыщенные кислоты встречаются в два раза чаще насыщенных). Двойная связь ненасыщенных кислот обычно расположена между 9 и 10 атомами углерода (обозначается 9). Дополнительные двойные связи располагаются за 9-двойной связью. В природных кислотах не встречаются сопряженные двойные связи; между ними всегда находится хотя бы одна CH2-группа. В подавляющем большинстве случаев двойные свзи в природных кислотах имеют цис-конфигурацию. Некоторые жирные кислоты из природных источников представлены в Табл. 2 .2.
Табл. 2.2. Некоторые природные жирные кислоты
Число атомов углерода |
Название |
Строение |
12 |
Лауриновая кислота |
CH3(CH2)10COOH |
14 |
Миристиновая кислота |
CH3(CH2)12COOH |
16 |
Пальмитиновая кислота |
CH3(CH2)14COOH |
18 |
Стеариновая кислота |
СH3(СH2)16СООН |
20 |
Арахиновая кислота |
СH3(СH2)18СООH |
24 |
Лигноцериновая кислота |
CH3(CH2)22COOH |
16 |
Пальмитолеиновая кислота |
CH3(CH2)5CH=CH(CH2)7COOH |
18 |
Олеиновая кислота |
CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH |
18 |
Линолевая кислота |
CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH–(CH2)7COOH |
18 |
Линоленовая кислота |
CH3CH2(CH=CHCH2)2CH=CH–(CH2)7COOH |
20 |
Арахидоновая кислота |
CH3(CH2)4(CH=CHCH2)3CH=CH–(CH2)3COOH |
В тканях и клетках жирные кислоты встречаются не в свободном состоянии, а в виде сложных эфиров в составе липидов различных классов.
Триацилглицерины
Триацилглицерины — наиболее простые и широко распространенные липиды. Они представляют собой эфиры глицерина и жирных кислот (Рис. 2 .28).
Рис. 2.28. Строение глицерина и его триацильных производных
Три кислотных остатка в молекуле триацилглицерина могут быть как одинаковыми (тристеарилглицерин, трипальмитоилглицерин и т.д.), так и разными.
Триацилглицерины — это неполярные, гидрофобные вещества, нерастворимые в воде. Они обычно не содержатся в мембранах.
Стереохимия триацилглицеринов
Сама молекула глицерина ахиральна и не может проявлять энантиомерию, однако две ее CH2OH-группы энантиотопны. Ацилирование одной из них (или другая химическая модификация) приводит к хиральным производным глицерина, которые содержат один хиральный центр и могут существовать в виде двух энантиомеров. То же самое относится к 1,3-диацил- (1,2,3-триацил-) глицеринам, если кислотные остатки в положениях 1 и 3 различаются.
Для обозначения энантиомеров используют как L,D-, так и R,S-номенклатуру. Однако L,D-номенклатура в случае ацилглицеринов далеко не всегда позволяет однозначно описать конфигурацию хирального центра, а R,S-номенклатура, хотя и лишена этого недостатка, недостаточно наглядна и удобна в употреблении. Поэтому в настоящее время для описания конфигурации хиральных производных глицерина обычно пользуются sn-номенклатурой.
Суть sn-номенклатуры заключается в следующем:
если в каноническом написании фишеровской проекции атом кислорода во втором положении расположен слева, то атому углерода, расположенному над хиральным центром присваивают номер 1, а нижнему — номер 3). Использование стереохимической нумерации обозначают символом «sn» (Рис. 2 .29)
Рис. 2.29. sn-Номенклатура хиральных производных глицерина
Воска
Сложные эфиры жирных кислот, содержащих от 14 до 36 углеродных атомов, с жирными спиртами (16-22 углеродных атома) называются восками, например:
Рис. 2.30. Типичное строение воска