Полярные липиды — Про сосуды

Термин липиды объединяет широкий класс химических соединений. Встречающиеся в литературе определения этого термина неоднозначны. Обычно к липидам относят низкомолекулярные вещества, молекулы которых состоят из гидрофильной полярной головки и одного или нескольких гидрофобных хвостов [423, 424]. Последние представляют собой небольшую углеводородную цепь (СНг) (для фосфолипидов л = 8ч-20). Фосфолипиды были изучены наиболее тщательно, так как они составляют основу биологических мембран. [c.148]

На поверхности воздух — вода фосфолипидные молекулы образуют мономолекулярную пленку, обращенную головками к воде и хвостами в воздух. При увеличении концентрации липидов часть молекул уходит в глубь воды, где при достижении определенной критической концентрации мицеллообразования образуются различные жидкокристаллические структуры — кубическая, гексагональная или ламеллярная [423]. Общий принцип построения этих структур заключается в том, что полярные головки стремятся контактировать с водой, а углеводородные хвосты— друг с другом. Реализация той или иной мезофазы зависит от концентрации липида в системе, температуре, pH и ионной силы раствора. [c.148]

Значение мицеллярных растворов ПАВ для биологических систем и практики определяется главным образом способностью мицелл солюбилизировать различные вещества. Кроме того, в настоящее время мицеллы рассматривают как модели биологических мембран благодаря сходству некоторых свойств структуры мембран и мицелл. Мицеллы солей желчных кислот играют важную роль в транспорте и адсорбции липидов, являются солюбилизаторами холестерина, обеспечивают вывод лекарств из организма. Примеры практического применения мицелл ПАВ многообразны. Мицеллярные системы обладают сильным моющим действием. При сухой химической чистке происходит солюбилизация обратными мицеллами полярных загрязнений с тканей прямыми мицеллами солюбилизируются жирные углеводородные загрязнения, на чем основано моющее действие ПАВ. [c.445]

Строение клеточной мембраны показано на рис. 45. Мембрана состоит из липидного бислоя /, полярные группы 2 которого обращены наружу (липиды — макромолекулы, образованные из молекул жирных кислот). На внешних поверхностях мембраны адсорбирован первичный слой 3 белковых молекул, взаимодействие которых друг с другом придает мембране механическую устойчивость и прочность. Мембраны пронизаны особыми липопротеиновыми (комплекс липидов и белков) каналами 4, при помощи которых, по-видимому, осуществляется селективный ионный транспорт. Раствор внутри клетки содержит относительно большие концентрации ионов К+ и низкие концент- [c.138]

Рис. 42.3. Схематическое представление фосфолипида или другого мембранного липида. Полярная головка гидрофильна, а углеводородные хвосты гидрофобны или липофиль-ны. Жирнокислотные хвосты могут быть насыщенными (8) или ненасыщенными (и) первые обычно присоединены к атому углерода 1 остатка глицерола, а последние—к атому углерода 2.

ЛИПИДНЫЙ БИСЛОЙ (бимолекулярный липидный слой), термодинамически выгодная форма ассоциации мн полярных липидов в водной среде, при к-рой молекулы липидов ориентированы таким образом, что их полярные головки обращены в сторону водной фазы и формируют две гидрофильные пов-сти, а углеводородные цепи расположены приблизительно под прямым углом к этим пов-стям и образуют между ними гидрофобную область (см рис) [c.597]

Строение клеточной мембраны показано на рис. 1.13. Мембрана состоит из липидного бислоя /, полярные группы 2 которого обращены наружу (липиды — макромолекулы, образованные из молекул жирных кислот). На внешних поверхностях мембраны ад- [c.158]

Кружок — полярный конец молекулы, зигзагообразный хвост — неполярный конец. Молекулы липидов полярны, у них есть полярный и неполярный концы. Другие молекулы с подобными свойствами должны вести себя примерно так же [19]. [c.131]

Все вышеупомянутые модели биомембран исходили из ориентации липидов полярными группами наружу мембраны. В модели мембран, предложенной О. М. Полтораком [11]), эта ориентация совпадает с нашей, т. е. полярные группы ориентированы внутрь мембраны. Однако эта особенность не была детально исследована автором [11], что не позволило придти к объяснению молекулярной роли молекул фосфолипидов в переносе энергии. Кроме того, хотя в этой модели изображены глобулярные структуры, находящиеся в гидрофобном контакте с фосфолипидами, не предполагается, что эти структуры должны периодически повторяться. [c.162]

Как правило, при нейтральных значениях pH молекулы липидов электронейтральны или заряжены отрицательно. Поэтому удобно классифицировать липиды по заряду полярной группы, что особенно важно для изучения функционирования биомембран, так как зарядовое состояние поверхностных участков мембраны влияет на активность мембранных белков-ферментов. В связи с этим выделяют нейтральные липиды, полярные головки которых не несут заряда (триглицериды, холестерин, цереброзиды) цвиттерионные липиды, в полярных головках которых положительный и отрицательный заряды нейтрализуют друг [c.15]

Существенно, что, варьируя ионный состав электролита, мол<-но менять толщину приповерхностного слоя. Например, ионы Са + способны вытеснять воду из области полярных головок и тем самым сжимать приповерхностный слой [430]. Обычно толщиной этого слоя пренебрегают и считают, что все поверхностные источники электрических полей строго локализованы на границе раздела бислой/липид, а сама эта граница считается геометрической плоскостью.
кое допущение позволяет проводить теоретический анализ электрических явлений на основе классической теории Гуи — Чепмена [431], в рамках которой структура двойного электрического слоя (ДЭС) определяется лишь поверхностными зарядами. При этом оказывается, что поверхностные электрические диполи, если они присутствуют в системе, не влияют на эту структуру. Существует целый ряд проблем, для которых предположение о локализации источников электрических полей строго на границе раздела является слишком грубым. Оказалось, что трехмерность распределения поверхностных электрических зарядов заметно влияет на элект- [c.150]

Исследованию подвергались ароматические углеводороды, фенолы, ароматические карбоксильные кислоты, пирены и липиды. Их растворимость уменьшалась с увеличением молекулярной массы и особенно при введении в молекулу полярной функциональной группы. Так, производные бензола, соединенные с тремя фенольными гидроксилами, еще экстрагировались, так же как и соединения с одной карбоксильной и двумя гидроксильными группами. Соединения с одной карбоксильной и тремя или более гидроксильными группами углекислым газом не экстрагировались. [c.114]

Ион (катион) слишком гидрофилен, чтобы эффективно проникать через толстый ( 10 нм) гидрофобный слой липидов и липопротеинов, входящих в состав природны.< и искусственных мембран. Однако селективно связываясь с полярными группами, находящимися внутри макроциклического кольца, катион оказывается покрытым гидрофобной оболочкой, что позволяет ему легче проходить через мембрану. [c.282]

Было высказано предположение [36], согласно которому стабильность структуры макромолекул и мембр-ан обеспечивается главным образом гидрофобными взаимодействиями углеводородных фрагментов, в результате чего молекулы липидов, белков и других соединений могут образовывать в водной цитоплазме олигомерные агрегаты и мембраны. Вместе с тем наиболее активные катализаторы, т. е. большинство ферментов, растворимы в воде. Таким образом, мембраны представляют собой сравнительно стабильные тонкие пленки, примыкаю щие к водным участкам клетки, в которых легко протекают химические реакции и которые содержат полярные молекулы, растворимые в воде. [c.355]

В ряде случаев для черных пленок, стабилизированных липидами с большими полярными группами, вклад l в общую емкость становится заметным [75]. .. [c.74]

В основе адсорбционной хроматографии лежит разделение липидов в соответствии со степенью их полярности. Адсорбентом при тонкослойной хроматографии чаще всего служит силикагель. При колоночной хроматографии широкое применение получили три адсорбента силикагель, окись алюминия, флоризил (силикат магния). Прочность взаимодействия липида с адсорбентом определяется главным образом водородными и ионными связями, в меньшей степени — силами Ван-дер-Ваальса. [c.69]

Гидрофобные а-спиральные участки интегральных белков обычно содержат от 17 до 26 аминокислотных остатков, что вполне достаточно, чтобы полипептидная цепь однократно пересекла М. б. В белках, к-рые пронизывают М. б. насквозь, такие гидрофобные тяжи соединяют между собой полярные области белковой молекулы, находящиеся на противоположных сторонах мембраны. У белков, расположенных только на одной стороне М. б. и погруженных в нее лишь частично, а-спирали служат своеобразным гидрофобным якорем , прочно удерживающим белок в мембране. В нек-рых случаях заякоривание белков в М.б. происходит при помощи ковалентно связанных с ними липидов. [c.29]

Термином липиды называют очень большую и крайне разнородную группу веществ. В основе отнесения этих веществ к единой категории лежит их высокая растворимость в неполярных растворителях или близость к соединениям, которые обладают таким свойством. Большинство липидов не является высокополимерными соединениями и состоит всего из нескольких связанных одна с другой молекул. Некоторые из этих строительных блоков представляют собой линейные цепи ряда карбоновых кислот, образующихся в ходе сложных реакций полимеризации, Полученные в результате молекулы, например молекулы жирных кислот, имеют по большей части гидрофобный характер, однако обычно содержат как минимум одну полярную группу, которая может служить местом связывания с другими компонентами.
вольно часто присутствуют ионные группы (фосфат, —ЫНз) или полярные углеводные компоненты. Липиды, содержащие как полярные, так и неполярные группы, обычно встречаются в мембранах и на других поверхностях раздела между водной средой и гидрофобными областями внутри клеток. [c.146]

Липиды — вещества, имеющие различное химическое строение, но обладающие общим свойством высокой растворимостью в неполярных растворителях. Имеют гидрофобный характер. Различают нейтральные липиды (свободные жирные кислоты и их эфиры, моно-, ди-и триацилглицерины, стероиды, воски, углеводороды) и полярные липиды (глицерофосфолипиды, сфинго- и гликолипиды, цереброзиды). [c.67]

Часто в качестве материала, которым наполняют колонки, используют силикагель, содержащий большое количество воды разделение компонентов в этом случае происходит за счет их распределения между водной фазой, иммобилизованной силикагелем, и водой, протекающей через колонку. Для разделения липидов применяют колонки с обращенной фазой их наполняют силикагелем, окисью алюминия или другим инертным материалом, пропитанным неполярной жидкостью. В роли подвижной фазы в этом случае выступает более полярный растворитель. [c.160]

Мембраны состоят в основном из белков и липидов [10], весовое соотношение между которыми колеблется приблизительно от 1 4 в миелине до 3 1 в мембранах бактерий. Наиболее типичным можно считать, однако, весовое соотношение этих компонентов 1 1. В мембранах иногда присутствуют также в незначительных количествах углеводы (менее 5 %) и следы РНК (менее 0,1%). Наличие липидных компонентов обусловливает такие свойства мембран, как высокое-электрическое сопротивление, непроницаемость для ионов и других полярных соединений и проницаемость для неполярных веществ Так, например, для большинства анестезирующих препаратов характерна высокая растворимость в липидах, обеспечивающая возможность их проникновения через мембраны нервных клеток. [c.338]

Сочетание в молекуле липида полярного и неполярного компонентов, т. е. дифильность, обусловливает ее амфицатические свойства и, следовательно, способность к образованию мембран. Наиболее энергетически выгодным положением для молекул липидов является формирование мономолекулярного слоя на поверхности раздела масло — вода или вода — воздух (рис. 3). При достижении определенной концентрации липида — критической концентрации мицеллобразования (ККМ) его молекулы объединяются в замкнутые агрегаты — мицеллы, в которых полярные головки обращены к воде, а гидрофобные хвосты направлены внутрь.
я большинства липидов ККМ составляет менее 1 %. При более высокой концентрации формируется бимолекулярный липидный слой (ламеллярная структура). Для ламеллярной жидкокристаллической фазы (Ь ) характерно упорядоченное расположение слоистых структур при значительной неупорядоченности ацильных цепей. Считают, что именно в этой фазе находится основная масса липидов биомембран. Ламеллярная гелевая фаза (Ър) образуется при низкой температуре теми липидами, которые формируют слоистые структуры. В этой фазе молекулы упакованы более плотно (на молекулу приходится меньшая площадь поверхности), а углеводородные цепи более упорядочены и находятся преимущественно в транс-конфигурации. Так как цепи максимально вытянуты, толщина бислоя в фазе геля выше, чем в жидкокристаллической фазе. В случае образования г)ексагональ- [c.19]

Этот факт позволил Ф. Даниэли и Г. Давсону (1931 — 1933) предложить первую общепринятую модель биологической мембраны, Согласно этой модели основным элементом мембранных структур клетки является бимолекулярный слой из молекул липидов, полярные группировки которых направлены наружу, а неполярные углеводородные радикалы — внутрь (рис, J0.12, а). [c.435]

До последнего времени изучение аналогов биомембран проводилось в основном на липидных или липопротеидных пленках, получаемых на поверхности раздела жидких фаз или на границе вода — воздух. Такие пленки передают приближенно простейшие электрофизические и геометрические свойства биомембран, но при моделировании химических и структурных свойств биомембран они имеют довольно ограниченную область применения. Это связано с тем, что такие пленки отвечают только одному из нескольких возможных структурных типов мицелл, когда в монослое или бимолекулярном слое липида полярные группы молекул обращены в сторону водной фазы. Кроме того, в подобных системах с очень низкой удельной поверхностью можно изучать только белковые монослои на липидах. Полученные в последнее время данные показывают, что невозможность варьировать степень заполнения белком полярности пленки существенно ограничивает и даже искажает данные о роли межбелковых взаимодействий в биомембранных системах. Поэтому указанный метод моделирования биомембран не только не универсален, но и не всегда корректен. [c.283]

При экстракции липидов принимают во внимание то, что они способны не только к гидрофобным взаимодействиям, но и к образованию водородных, электростатических и ковалентных связей (сложно-эфирнь х, амидных, гликозидных). Относительно неполярные растворители (хлороформ, бензол, диэтиловый эфир) разрушают комплексы, образованные гидрофобными взаимодействиями в жировой ткани, хи-ломикроны, комплексы альбумина с жирными кислотами. Полярные растворители (этанол, метанол) разрушают водородные и электростатические связи. Их применяют в смеси со слабополярными растворителями при экстракции липидов из плазматических мембран, митохондрий, эндоплазматического ретикулума. Липиды, находящиеся в комплексах, образованных ковалентными связями, растворителями не экстрагируются. Их можно выделить только после гидролиза ком- [c.67]

Липиды—это сложные эфиры глицерина или сфингозина (длинноцепочечного аминоспирта) и жирных кислот (предельных и непредельный), содержащих в основном углеводородные радикалы —С18. Большинство лигшдов имеют в молекуле две такие гидрофобные цепи. Полярные части могут включать различные химические группы эфирвые (моно-, ди- и триглицериды), остатки фосфорной кислоты (фосфолипиды), а также углеводные остатки (в большой группе гликолипидов). На рис. П-ЗО приведены структурные формулы некоторых наиболее распространенных липидов различных классов. В организме липиды, как правило, вместе с белками являются основной составляющей таких биоструктур, как клеточные мембраны. [c.96]

После гипотезы Даниэлли и Дэвсона предложены разнообразные модели строения биомембран. Развитие представлений о строении биомембран изложено в ряде обзоров (см., например, [227, 228]). Наибольшую популярность в настоящее время получила мозаичная модель биологической мембраны [229], согласно которой функциональные белки погружены и диффундируют в жидкообразном липидном бислое. Белок погружен в бислой таким образом, что полярные и ионизованные группы взаимодействуют с водой, а гидрофобные части — с углеводородными цепями липидов. [c.167]

Среди своб. Л. (они занимают ключевое положение в транспорте и метаболизме липидов) наиб, изучены Л. плазмы крови, к-рые классифицируют по их плотности. Чем в них липидов, тем ниже плотность Л. (табл. 1). Различают Л. очень низкой плотности (ЛОНП), низкой плотности (ЛНП), высокой плотности (ЛВП) и хиломикроны. Каждая группа Л. очень неоднородна по размерам частиц (самые крупные-хиломикроны) и содержанию в ней апо-Л. Все группы Л. плазмы содержат полярные и неполярные липиды в разных соотношениях. [c.603]

Под третичной структурой Ь понимают расположение его полипептидной цепи в пространстве. Существ, влияние на формирование третичной структуры оказывают размер, форма и полярность аминокислотных остатков. В молекулах глобулярных Б. большая часть гидрофобных остатков скрыта внутри глобулы, а полярные группировки располагаются на ее пов-сти в гидратированном состоянии. Однако ситуация не всегда настолько проста. Связывание белка с др. молекулами, иапр. фермента с его субстратом или коферментом, почти всегда осуществляется с помощью небольшого гидрофобного участка на пов-сти глобулы. Область контакта мембранных Ь с липидами формируется преим. гидрофобными остатками. Третичная структура многих Ь составляется из иеск. компактных глобул, наз. доменами (рис. 3). Между собой домены обычно бывают связаны тонкими перемычками -вытянутыми полипеп-тидньи и цепями. Пептидные связи, расположенные в этих цепях, расщепляются в первую очередь при обработке Б. [c.249]

Флуоресцентные Л з содержат группировку, обусловливающую флуоресценцию соед (II) Параметры спектров таких Л з (интенсивность испускания, поляризация и др ) позволяют получать данные о подвижности и упорядоченности отдельных молекул и надмолекулярных структур (напр, участков биол мембран), о взаимод молекул и св-вах окружения (напр, полярности) Л 3 в изучаемой системе Флуоресцентньге Л з также применяют для изучения распределения и метаболизма липидов в клетках и тканях [c.597]

В жидкокристаллич состоянии липидные молекулы способны легко мигрировать вдоль пов-сти бислоя Коэф лат альной диффузии липидов лежит в пределах 10″ -10 mV При переходе бислоя в гелевое состояние скорость такой диффузии резко падает Миграция липидных молекул с одной стороны бислоя на другую (т наз олип-флоп) происходит медленно Полупериод флип-олопа составляет неск часов или даже дней, что обусловлено необходимостью преодоления высокого энергетич барьера при переносе полярной головки липидной молекулы через гидрофобную область бислоя [c.597]

Распределение молекул в плоскости Л б может быть неоднородным и зависит от состава липидов, фазового состояния, а также присутствия мембраноактивных в-в Такое распределение, приводящее к образованию липидных доменов (кластеров) разного состава, происходит, если липиды различаются по структуре полярных головок, углеводородные цепи отличаются по длине более чем на две метиленовые группы и имеют разную степень ненасыщенное ги Распределение липидов между сторонами бислоя также м б неодинаковым и зависит от его кривизны, [c.597]

Схема мозаичной модели клеточной мембраны 1 — полярная головка молекулы липнла, 2-углеводородная цепь молекулы липида, 3 — интегральный белок [c.29]

Электрические заряды этих частиц и молекул создаются ионизированными группировками боковых цепей аминокислот, производных моносахаридов (уроновые кислоты, аминосаха-ра [92]), полярными группировками некоторых мембранных липидов (фосфолипиды и сульфолипиды хлоропластов). Отметим, однако, что мембраны хлоропластов гороха (ламеллы и оболочки) лишены гликопротеинов [54]. Электрические заряды повышают растворимость, когда значение pH отдалено от изоэлектрической точки частиц, создавая силы отталкивания между частицами одинакового знака электрического заряда. Наоборот, вблизи изоэлектрической точки суммарный заряд частиц равен нулю агрегация их облегчена. Так, изоэлектрическая точка рибулозобисфосфаткарбоксилазы/оксигеназы нескольких видов растений находится в диапазоне pH 4,4 и pH 4,7 [4], и вследствие этого все белые протеины осаждаются практически спонтанно при этих pH [60]. Точно так же поликатионные агенты, которые образуют мостики между частицами с отрицательными зарядами, благоприятствуют флокуляции (коагулированию) белков зеленого клеточного сока при изоэлектрической точке растворимых белков [2] либо осаждению зеленых белков посредством термокоагуляции [61]. Однако термокоагуляция обусловливается в первую очередь не ионными взаимодействиями, а перераспределением гидрофобных взаимодействий. [c.246]

С. К-бесцв. кристаллы, трудно раств. в воде и спиртах, практически не раств. в хлороформе и диэтиловом эфире. С. К-основной представитель т. наз. полярных (гидрофильных) сердечных гликозидов, к-рые мало раств. в липидах и плохо всасываются из желудочно-кишечного тракта, поэтому применяется внутривенно. С.К характеризуется высокой кардиотонич. активностью (усиливает силу и замедляет ритм сердечных сокращений), быстротой и малой продолжительностью действия. Применяется для лечения сердечно-сосудистой недостаточности. с. д. Южаков. [c.444]

Цереброзиды и ганглиозиды — это сфингозинсодержащие липиды (сфинголипиды), в которых полярным компонентом является не фосфат, а сахар. Другие гликолипиды, обнаруженные в бактериях и зеленых растениях, содержат глицерин и жирные кислоты, а также а-О-га-лактозу, глюкозу и маннозу. В хлоропластах в большом количестве содержится специфический сульфолипид (рис. 2-32). [c.151]

Гортер и Грендел в 1926 г. рассчитали, что содержание липидов в-мембранах теней эритроцитов достаточно для образования вокруг клетки липидного слоя толщиной 3,0—4,0 нм . Результаты этих расчетов в совокупности с данными о том, что липиды способны агрегировать в водных растворах с образованием мицелл , в которых углеводородные хвосты липидных молекул собраны вместе, а полярные головы как бы выходят в окружающий раствор, позволили Дж. Да-ниэлли в 1930 г. предложить ставшую впоследствии широкоизвестной модель мембран в виде липидного бислоя [12а] Основные черты этой модели представлены на рис. 5-1. За счет гидрофобных взаимодействий углеводородные цепочки липидных молекул удерж иваются друг возле друга в вытянутом состоянии, тогда как полярные группы фосфолипид-ных молекул взаимодействуют с белковыми молекулами, расположенными по обе стороны от липидного бислоя. [c.338]

Предложено несколько гипотез структуры клейковины. По одной из них [87] гидратированная клейковина имеет структуру листа липопротеидного типа, организованную вокруг бимолекулярного слоя из фосфолипидов. Боковые неполярные цепи полипептидов составляют гидрофобные ядра. Полярные группы, ориентированные наружу, образуют с фосфолипидами солевые связи между основными группами белков и кислыми группами липидов. Ориентированный бимолекулярный липидный слой создает плоскость скольжения между двумя слоями листка, обеспечивая тем самым вязкую текучесть. [c.219]

После размола зерна липиды разделяются на три основные фракции. Кроме нескольких липидных мицелл, фракция, состоящая преимущественно из лизофосфатодилхолина, связана с крахмалом и составляет около 1 % его массы [72]. Однако самая значительная фракция связана с белками. Действительно, клейковина (нерастворимые в воде белки пшеницы) связывает 65 % полярных и неполярных липидов муки [114]. Белок с молекулярной массой 9000 Да, на который приходится около 10 % клейковины, является главным сайтом связывания липидов [32]. [c.286]

Источник: www.chem21.info

5.1. Структура и свойства липидов. Строение биомембран

Липидами называют очень большую группу структурно и функционально различных соединений, обладающих общим свойством – гидрофобностью. Они нерастворимы в воде и растворимы в неполярных растворителях (хлороформе, диэтиловом эфире или бензоле). Большинство липидов не является высокополимерными соединениями и состоит из нескольких связанных друг с другом молекул. Известно несколько классов липидов, отличающихся друг от друга природой остатков жирных кислот, входящих в состав липида. В молекулах липидов часто присутствуют ионные группы (РО₄³^, NH₃⁺) или полярные углеводные компоненты.

В организме липиды выполняют структурную (в составе биомембран), защитную, транспортную (характерна для липопротеинов, транспортирующих липиды), энергетическую, регуляторную функции. Липиды являются компактной и энергоемкой формой хранения энергии, что обусловлено большим содержанием в их молекулах С−Н-связей, при окислении которых выделяется большее количество энергии по сравнению с другими органическими молекулами. Некоторые вещества, относимые к липидам, обладают биологической активностью – это витамины и их предшественники, некоторые гормоны. Они участвуют в реакциях биосинтеза, поддерживают оптимальную активность ферментов, регулируют рост клеток и др.

5.1.1. Классификация липидов

По полярности различают неполярные и полярные липиды. Такое разделение основано на их растворимости в органических растворителях различной полярности. К неполярным липидам относятся свободные жирные кислоты и их эфиры, моно-, ди- и триацилглицерины, стерины, воски, углеводороды, которые растворяются в неполярных растворителях (гексане, бензине, диэтиловом эфире). К полярным липидам относятся фосфо- и гликолипиды, растворимые в полярных и протонных растворителях (ацетоне и этаноле).

По взаимодействию со щелочами липиды разделяют на омыляемые и неомыляемые. Омыляемые липиды при взаимодействии со щелочами гидролизуются с отщеплением жирных кислот и образуют соли высших жирных кислот – мыла. К ним относятся триацилглицерины, воски, фосфо- и гликолипиды. Неомыляемые липиды не содержат жирно-кислотных остатков, поэтому при взаимодействии со щелочами не гидролизуются и не образуют мыл. К ним относятся стеролы, терпеноиды, каротиноиды, жирорастворимые витамины и провитамины.

Омыляемые липиды, в свою очередь, делят на простые и сложные. Простые липиды состоят только из остатков жирных кислот и одно-, двух или трехатомных спиртов, образующих сложные эфиры. Это триацилглицерины и воски (эфиры высших жирных кислот и одноатомных спиртов). Сложные липиды представляют собой сложные эфиры жирных кислот и спиртов с замещенными группами. Это фосфо- и гликолипиды.

Неполярные липиды.

Жирные кислоты. Жирные кислоты – это алифатические карбоновые кислоты с числом углеродных атомов 4−22. Они входят в состав омыляемых липидов, являются одним из основных источников энергии в клетке («топливные молекулы»). Жирные кислоты могут быть насыщенными и ненасыщенными, содержащими одну или несколько двойных связей (тройные связи встречаются редко). Следовательно, жирные кислоты различаются длиной углеводородной цепи, числом и положением двойных связей (табл. 5.1). Как видно из табл. 5.1, температура плавления жирных кислот повышается с увеличением длины углеводородной цепи.

Жирные кислоты, входящие в состав липидов высших растений и животных, как правило, содержат четное число углеродных атомов (12−22), что связано со способом их синтеза с участием двухуглеродного предшественника ацетил-СоА, и являются неразветвленными. Среди них чаще всего встречаются жирные кислоты с 16-ю и 18-ю углеродными атомами. Жирные кислоты, содержащие 18 атомов углерода (с двумя двойными связями и более), не синтезируются в животном организме и называются незаменимыми (эссенциальными), или витаминами F. Поэтому они должны обязательно присутствовать в пище.

В липидах высших организмов двойная связь мононенасыщенных жирных кислот находится в основном между девятым и десятым углеродными атомами. В жирных кислотах, содержащих две или более двойных связей, эти связи несопряженные (−СН=СН−СН₂−СН=СН−). Двойные связи почти всех природных ненасыщенных жирных кислот имеют цис-конфигурацию. Среди насыщенных жирных кислот у высших организмов чаще встречаются пальмитиновая (С16:0) и стеариновая (С18:0) кислота, а среди ненасыщенных – олеиновая (С18:1), линолевая (С18:2), линоленовая (С18:3), арахидоновая (С20:4) кислоты.

Таблица 5.1

Источник: studfile.net

Биосинтез липидов в клетках эукариот осуществляется на мембранах гладкого эндоплазматического ретикулума. Большинство ферментов, принимающих участие в этих процессах, ассоциированы с его мембранами и представляют собой липопротеины.

Основными предшественниками для синтеза нейтральных липидов (триацилглицеролов), а также полярных фосфо- и гликолипидов служат активированные жирные кислоты и глицерол-3-фосфат. Активация жирных кислот происходит в следующей реакции:

Полярные липиды

Глицерол-3-фосфат образуется либо при прямом фосфорилировании за счет АТР при участии глицеролкиназы, либо при восстановлении промежуточного продукта гликолиза — дигидроксиацетон-3-фосфата ферментом 3-глицерофосфатдегидрогеназой, использующей в качестве кофермента NADH.

Биосинтез неполярных липидов. Если биосинтез триацилглицеролов осуществляется de novo (из глицеролфосфата и жирных кислот), то на первой стадии происходит последовательное ацилирование двух свободных гидроксильных групп молекулы глицерол-3-фосфата (рис. 15.3). При этом в реакции этерификации СоА-эфиром жирной кислоты по первому атому углерода глицерол-3-фосфата вначале формируется моноацилглицерол-3-фосфат (лизофосфатид), а затем — диацилглицерол-3-фосфат (фосфатидат).

Полярные липиды

На следующей стадии происходит гидролитическое отщепление фосфатной группы от молекулы фосфатидата и образуется 1, 2-диацилглицерол, который взаимодействует с третьим СоА-производным жирной кислоты, в результате чего формируется триацилглицерол (триглицерид).

Кроме описанной схемы, синтез нейтральных липидов может осуществляться с участием в качестве предшественников продуктов расщепления липидов, попадающих в организм с пищей. Эти процессы особенно интенсивны в слизистой кишечника животных. Нейтральные жиры расщепляются в пищеварительном тракте панкреатическими липазами до жирных кислот и 2-моноацилглицеролов, которые всасываются слизистой кишечника. В клетках слизистой оболочки происходит последовательное ацилирование 2-моноацилглицерола СоА-эфирами жирных кислот с образованием триацилглицеролов. Эти реакции катализируют особые ацилтрансферазы.

Триглицериды, как уже отмечалось, являются основными запасными веществами в клетках животных и некоторых других организмов. Особое значение они имеют для впадающих в спячку и мигрирующих на далекие расстояния животных. Например, верблюды запасают триацилглицеролы в горбу и используют их как источник воды, которая образуется при окислении. У полярных животных (тюленей, моржей и др.) триглицериды часто выполняют функцию теплоизолятора. Некоторые животные используют неполярные липиды для регулирования плавучести. Например, в спермацетовом мешке кашалотов находится несколько тонн триацилглицеролов, содержащих в составе молекул ненасыщенные жирные кислоты. Плотность (консистенция) этих триглицеридов зависит от температуры среды: повышается при понижении температуры. Питаясь кальмарами, кашалоты заплывают на большие глубины, где температура воды ниже обычной. Это индуцирует кристаллизацию триглицеридов, увеличивается их плотность соответственно увеличению плотности морской воды на глубине, и животное, не прибегая к дополнительным усилиям, может долго оставаться на большой глубине.

Биосинтез полярных липидов. Первые этапы биосинтеза фосфо- и гликолипидов совпадают с таковыми для синтеза триацилглицеролов: в ходе этих реакций тоже образуются фосфатидат и диацилглицерол (рис. 15.3). На следующих этапах к молекуле диацилглицерола может присоединяться с помощью специфического переносчика активированная полярная «голова» молекулы (чаще аминоспирт). В других случаях, наоборот, на полярную «голову» переносится активированная молекула диацилглицерола.

На рис. 15.4 представлены реакции биосинтеза фосфатидилхолина. В этом процессе активация холина осуществляется путем соединения с СDP, и этот нуклеозиддифосфат служит переносчиком холинфосфата на молекулу диацилглицерола. Подобная закономерность наблюдается в биосинтезе полисахаридов, только там переносится сам моносахарид, а не его фосфорилированная форма (рис. 14.3).

Аналогичным путем (с использованием цитидиндифосфатэтаноламина) синтезируется другой важный компонент мембран — фосфатидилэтаноламин.

Другие фосфолипиды, такие, как фосфатидилинозит, фосфатидилглицерол, дифосфатидилглицерол, фосфатидилсерин, синтезируются при участии активированного диацилглицерола — цитидиндифосфатдиацил-глицерола. Это соединение образуется при взаимодействии СТР с фосфатидатом (рис. 15.5). Перенос остатка фосфодиацилглицерола на один из спиртов катализируется специфическими фосфатидилтрансферазами и приводит к формированию перечисленных выше глицерофосфолипидов.

Кроме охарактеризованных выше способов биосинтеза полярных липидов, существует возможность взаимопревращения глицерофосфолипидов между собой (рис. 15.5). Так при декарбоксилировании фосфатидилсерина образуется фосфатидилэтаноламин, а он, в свою очередь, может превращаться в фосфатидилхолин при троекратном метилировании S-аденозилметионином атома азота. Фосфатидилглицерол-1-фосфат способен превращаться в дифосфатидилглицерол.

Описанные закономерности биосинтеза глицерофосфолипидов характерны и для процессов синтеза других полярных липидов. На скорость биосинтеза липидов у животных очень сильно воздействуют гормоны, в первую очередь инсулин, который стимулирует синтез жирных кислот из глюкозы (продуктов ее расщепления).

Полярные липиды

Биосинтез стеролов. Эти соединения могут синтезировать все организмы, однако многие из них используют стеролы, присутствующие в пище. Например, суточная потребность человека в холестероле удовлетворяется на 50% с продуктами питания, и на 50% — за счет биосинтеза.

Основным предшественником для биосинтеза стеролов является ацетил-СоА, который поэтапно, с соблюдением определенных стадий (правило Ружечки) превращается в фарнезилпирофосфат (рис. 17.2), служащий также промежуточным соединением в синтезе каротиноидов. При димеризации двух молекул фарнезилпирофосфата по типу «голова к голове» возникает 30-углеродный линейный изопреноид сквален, который циклизуется и модифицируется с образованием стеролов (рис. 15.6). Данный процесс идентиченсинтезу каротиноидов, и его принципы, а также этапы биосинтеза фарнезилпирофосфата, описаны в главе 17.

Полярные липиды

Эргостерол получают биотехнологическим путем при культивировании дрожжей (Saccharomyces cerevisiae, Saccharomyces carlbergensis, Candida guilliermondii), а также мицелиальных грибов (Penicillium notatum). Эргостерол является предшественником эргокальциферола (витамина D₂), а холестерол, синтезируемый животными и некоторыми бактериями, служит предшественником холекальциферола (витамина D₃).

Источник: helpiks.org

5.1. Структура и свойства липидов. Строение биомембран

5.1.1. Классификация липидов

Все статьи про заболевание и лечение сосудов :

Leave a Comment Cancel Reply