липиды

8

Липиды

Липиды – это сложные эфиры жирных кислот и какого-либо спирта (Н. Грин).

Классификация липидов

Четкой и однозначной классификации не существует. Их несколько. Приведем одну из них.

Липиды

омыляемые

неомыляемые

1. Стероиды

2. В зависимости от химического строения

Простые (нейтральные) липиды

1. Жиры

2. Воски

При гидролизе простых липидов образуются два вида соединений: спирты и жирные кислоты.

Сложные (полярные) липиды

1. Фосфолипиды

1.1 Глицерофосфолипиды

1.2 Сфингофосфолипиды

2. Гликолипиды

2.1 Глицерогликолипиды

2.2 Сфингогликолипиды

При гидролизе сложных липидов образуется три и более видов соединений.

Простые омыляемые липиды

Это нейтральные жиры и воски. Жиры – наиболее распространенные в природе липиды. По химическому строению – это триацилглицерины (-олы) – сложные эфиры трехатомного спирта глицерина и высших монокарбоновых (жирных) кислот:

R1, R2, R3 – радикалы жирных кислот

Во всех природных жирах один и тот же спирт – глицерин, а отличаются они остатками высших жирных кислот. Для обозначения структуры жирных кислот принято использовать упрощенные числовые символы. Первое число – это число углеродных атомов в молекуле жирной кислоты; число после двоеточия – это число двойных связей, а числа в скобках указывают на атомы углерода, при которых располагается двойная связь. Например, числовой код олеиновой кислоты (СНСООН) – 18:1 (9) означает, что в ее состав входит 18 атомов углерода и имеется одна двойная связь, расположенная между 8 и 9-ым атомами углерода.

Примеры насыщенных жирных кислот:

СНСООН пальмитиновая 16:0

СНСООН стеариновая 18:0

СНСООН арахиновая 20:0

Примеры ненасыщенных жирных кислот:

СНСООН олеиновая 18:1 (9)

СНСООН линолевая 18:2 (9,12)

СНСООН линоленовая 18:3 (9,12,15)

СНСООН арахидоновая 20:4 (5,8,11,14)

В животных жирах преобладают насыщенные жирные кислоты, а в растительных – ненасыщенные. Триацилглицерины могут содержать остатки высших жирных кислот (простые триацилглицерины) и разные (смешанные триацилглицерины). Например:

1,2,3-триоленоилглицерин (триолеинглицерин) простой

1-пальмитоил, 2-оленоил, 3-стеароилглицерин (олеопальмитостеаринглицерин) смешанный

Воски – сложные эфиры высших насыщенных и ненасыщенных монокарбоновых кислот и высших одно- или двухатомных спиртов. Спирты и кислоты содержат обычно четное число углеродных атомов (16-36). Например, пчелиный воск имеет формулу:

О

Н

Мирицилпармиат, мирициловый эфир пальмитиновой кислоты

С– (СН)– С – ОСН– (СН)– СН

С

1.1 глицерофосфолипиды

ложные омыляемые липиды

1. Ф

   1.2 сфинголипиды

   осфолипиды

1.1. Глицерофосфолипиды. Общим структурным компонентом является фосфатидная кислота:

Примеры глицерофосфолипидов:

фосфатидилэтаноламин

фосфатидилхолин

фосфатидилсерин

фосфатидилинозит(ол)

Фосфатидилэтаноламин и фосфатидилхолин – главные липидные компоненты мембран клеток. Фосфатидилсерин является предшественником в синтезе этих соединений. Фосфатидилинозит(ол) входит в состав клеточных мембран животных, высших растений, различных микроорганизмов; особенно велико его содержание в миелиновых оболочках нервных волокон.

2. Сфингофосфолипиды. Они отличаются от глицерофосфолипидов тем, что содержат вместо глицерина ненасыщенный двухатомный спирт сфингозин:

Самыми распространенными сфингофосфолипидами являются сфингомиелины. Их характеризует наличие фосфохолина или фосфоэтаноламина в полярной голове. Сфингомиелины присутствуют в большинстве мембран животных клеток, особенно много их в миелиновых оболочках определенного типа.

Пример сфингомиелина:

фосфохолин (полярная голова)

жирная кислота

два гидрофобных хвоста

2.1 глицерогликолипиды

2. Г

   2.2 сфингогликолипиды

   ликолипиды

2.1 Глицерогликолипиды (гликозилдиацилглицерины). В качестве углеводного компонента чаще всего встречается D-галактоза или D-глюкоза.

Гликозилдиацилглицерины содержат один или два остатка моносахарида, связанного с ОН-группой глицерина β-гликозидной связью.

Н

β

апример:

Моногалактозилдиацилглицерин (MГDГ), где R и R1 – остатки высших жирных кислот

Дигалактозилдиацилглицерин (DГDГ)

Глицерогликопиды были выделены из листьев растений. В животных тканях не обнаружены.

2. Сфингогликолипиды. Содержат в своем составе сфингозин, остаток высшей жирной кислоты и один или несколько остатков углеводов. В зависимости от их числа различают цереброзиды и ганглиозиды. Например, галактоцереброзид имеет формулу:

D-галактоза (полярная голова)

жирная кислота с длинной цепью

два гидрофобных хвоста

Галактоцереброзиды содержатся главным образом в мембранах клеток мозга, а глюкоцереброзиды, полярная голова которых представлена D-глюкозой, присутствуют в мембранах других (не нервных) клеток.

Наиболее сложные сфингогликолипиды – ганглиозиды. Их очень крупные полярные головы образованы несолькими остатками сахаров: D-глюкозы, D-галактозы, N-ацетилглюкозамина, N-ацетилнейраминовой кислоты.

Пример ганглиозида:

D-галактоза

N-ацетил-D-галактозамин

D-галактоза

D-глюкоза

N-ацетилнейраминат

сфингозин

Стеариновая кислота

Гидрофобные хвосты

Из-за наличия N-ацетилнейраминовой кислоты все ганглиозиды являются кислыми соединениями. Ганглиозиды в больших количествах находятся в нервной ткани. В сером веществе мозга ганглиозиды составляют ~6% мембранных липидов. Они активно участвуют в контроле и регуляции межклеточных контактов рецепции ряда пептидных гормонов и некоторых токсинов.

Неомыляемые липиды

1. Стероиды – жирорастворимые вещества, молекулы которых содержат 4 конденсированных кольца (стеран или циклопентанпергидрофенантрен):

A, B, C – конденсированные циклогексановые кольца (пергидрофенантрен), D-циклопентан

Наиболее распространенными стероидами являются стеролы, т.е. стероидные спирты. Основной стерол в животных тканях – холестерин(ол). (СНО):

Полярная голова

Холестерин и его эфиры с высшими жирными кислотами являются важными компонентами наружных клеточных мембран животных организмов и липопротеинов плазмы крови.

В мембранах растений содержится стигмастерин (ол), который отличается от холестерина 22 и 23 углеродными атомами.