1.4.2.Фосфолипиды
Липиды, которые входят в состав мембран, отличаются от триацилглицеринов и восков тем, что наряду с жирными, гидрофобными “хвостами” содержат одну или несколько полярных, гидрофильных “голов”. В наибольшем количестве в мембранах присутствуют фосфоглицериды. В этих соединениях глицерин этерифицирован по вторичной и одной из первичных гидроксильных групп жирными кислотами, а вторая первичная гидроксигруппа образует сложный эфир с фосфорной кислотой, которая, в свою очередь, связана с молекулой другого спирта. Ниже на Рис. 2 .31 приведены структуры основных фосфоглицеридов.
Рис. 2.31. Строение основных фосфоглицеридов
Поскольку в фосфоглицеридах заместители при C1 и С3 остатка глицерина различаются, атом С2 представляет собой хиральный центр. Таким образом, фосфоглицериды могут существовать в виде двух энантиомеров, различающихся конфигурацией при атоме С2. В природных соединениях они имеют L-конфигурацию (1‑фосфо-sn-конфигурацию):
Рис. 2.32. Стереохимия фосфатидной кислоты
Кроме приведенных выше отметим еще «двойной» фосфоглицерид — кардиолипин, который в больших количествах содержится в мембранах митохондрий и бактерий.
Рис. 2.33. Кардиолипин (R — остатки жирных кислот)
При физиологических pH (~7) остаток фосфорной кислоты во всех фосфоглицеридах заряжен отрицательно, а аминогруппы (в тех соединениях, в которых они присутствуют) — положительно. Таким образом, фосфоглицериды состоят из полярной, гидрофильной «головы» и жирного, гидрофобного «хвоста».
Сфинголипиды
Второй важный класс мембранных липидов, сфинголипиды, так же имеют полярную голову и неполярный хвост, но не содержат глицерина. Сфинголипиды состоят из жирной кислоты, жирного аминоспирта сфингозина и полярного спирта. Различают три подкласса сфинголипидов: сфингомиелины, цереброзиды и ганглиозиды. Первые содержат в молекуле фосфор, а вторые и третьи — не содержат. Ганглиозиды имеют очень крупные головы, образованные несколькими остатками сахаров. На Рис. 2 .34 приведены структуры наиболее распространенных представителей сфинголипидов.
Рис. 2.34. Строение сфингомиелинов (сфингомиелин) и цереброзидов (галактоцереброзид)
1.4.3.Стероиды
Все рассмотренные выше липиды подвергаются щелочному гидролизу (омылению) с образованием соответствующих жирных кислот и спиртов. Однако в клетках обнаруживаются и неомыляемые липиды, не содержащие остатка жирной кислоты. К таким липидам относятся стероиды — жирорастворимые соединения, содержащие четыре конденсированных кольца. Наиболее распространены стероидные спирты (стеролы) и среди них — холестерин. Строение, обозначение циклов и нумерация атомов холестерина приведены на Рис. 2 .35.
Рис. 2.35. Строение холистерина