Липиды, общая характеристика и классификация липидов.
2. Простые липиды, жиры, воски, стериды. Сложные липиды: фосфолипиды, гликолипиды.
3. Биологические функции липидов. Роль липидов в построении мембран.
4. Обмен липидов.
5. Энергетический эффект распада жиров.
Липиды это вещества нерастворимые в воде, растворимы в органических растворителях (спирт, ацетон, петролейный, серный эфиры и т.д.), представляют собой сложные эфиры высших жирных кислот и различных спиртов. В состав липидов могут входить углеводы неорганические кислоты, азотсодержащие вещества.
Классификация липидов.
Различают следующие основные классы липидов:
Простые липиды: сложные эфиры жирных кислот с различными спиртами:
- Глицериды (ацилглицерины, или ацилглицеролы - по международной номенклатуре) представляют собой сложные эфиры трехатомного спирта глицерина и высших жирных кислот.
- Воска: сложные эфиры высших жирных кислот и одноатомных или двухатомных спиртов.
Стериды – сложные эфиры высших жирных кислот и спирта стерола
Сложные липиды: сложные эфиры жирных кислот со спиртами, дополнительно содержащие и другие группы.
- Фосфолипиды: липиды, содержащие, помимо жирных кислот и спирта, остаток фосфорной кислоты. В их состав входят азотистые основания и другие компоненты: глицерофосфолипиды (спирт - глицерол); сфинголипиды (спирт - сфингозин).
- Гликолипиды (гликосфинголипиды).
- Стероиды.
- Липопротеины
Липиды строение.doc
Тема. Липиды: классификация, структура, функции. Роль в построении мембран.
Обмен липидов.
План:
1. Липиды, общая характеристика и классификация липидов.
2. Простые липиды, жиры, воски, стериды. Сложные липиды: фосфолипиды,
гликолипиды.
3. Биологические функции липидов. Роль липидов в построении мембран.
4. Обмен липидов.
5. Энергетический эффект распада жиров.
Липиды это вещества нерастворимые в воде, растворимы в органических растворителях
(спирт, ацетон, петролейный, серный эфиры и т.д.), представляют собой сложные эфиры
высших жирных кислот и различных спиртов. В состав липидов могут входить углеводы
неорганические кислоты, азотсодержащие вещества.
Различают следующие основные классы липидов:
Классификация липидов.
Простые липиды: сложные эфиры жирных кислот с различными спиртами:
Глицериды (ацилглицерины, или ацилглицеролы по международной номенклатуре)
представляют собой сложные эфиры трехатомного спирта глицерина и высших жирных
кислот.
Воска: сложные эфиры высших жирных кислот и одноатомных или двухатомных спиртов.
Стериды – сложные эфиры высших жирных кислот и спирта стерола
Сложные липиды: сложные эфиры жирных кислот со спиртами, дополнительно
содержащие и другие группы.
Фосфолипиды: липиды, содержащие, помимо жирных кислот и спирта, остаток
фосфорной кислоты. В их состав входят азотистые основания и другие компоненты:
глицерофосфолипиды (спирт глицерол); сфинголипиды (спирт сфингозин).
Гликолипиды (гликосфинголипиды).
Стероиды.
Липопротеины
Воска сложные эфиры высших жирных кислот и высших одноатомных или
двухатомных спиртов с числом углеродных атомов от 16 до 22. Общие формулы можно
представить так:
Воска входят в состав жира, покрывающего кожу, шерсть, перья. У растений 80% от всех
липидов, образующих пленку на поверхности листьев и плодов, составляют воска. Воска
являются нормальными метаболитами некоторых микроорганизмов. Природные воска
(например, пчелиный воск, спермацет, ланолин) обычно содержат, кроме указанных
сложных эфиров, некоторое количество свободных жирных кислот, спиртов и
углеводородов с числом углеродных атомов 2135.
Фосфолипиды представляют собой сложные эфиры многоатомных спиртов:
глицерина или сфингозина с высшими жирными кислотами и фосфорной кислотой. В
состав фосфолипидов входят также азотсодержащие соединения: холин, этаноламин или
серин.
Фосфолипиды
(глицерофосфолипиды).
являются
производными фосфатидной кислоты. В их состав входят глицерин, жирные кислоты,
фосфорная кислота и азотсодержащие соединения.
Общая формула
глицерофосфолипидов:
Глицерофосфолипиды В этих формулах R1 и R2 радикалы высших жирных кислот, а R3 чаще радикал азотистого
соединения этаноламин (НО — СН2 — СН2 — N +Н3), холин [НО — СН2 — СН2 — Na+
(СН3)3].
. Для всех глицерофосфолипидов характерно, что одна часть их молекул (радикалы
R1 и R2) обнаруживает резко сраженную гидрофобность, тогда как другая часть
гидрофильна благодаря отрицательному заряду фосфорной кислоты и положительному
заряду радикала R3.
Фосфатидилхолины (лецитины). В состав молекулы входят глицерин, высшие
жирные кислоты, фосфорная кислота и холин:
Биологические функции липидов:
Энергетическая эту функцию выполняют жирные кислоты, освобождающиеся
после распада жиров.
Структурную фосфолипиды, гликолипиды и холестерин участвуют в образовании
клеточных мембран.
Холестерин является структурным компонентом мембран,
предшественником желчных кислот и стероидных гормонов.
а также
Регуляторная функция производные некоторых полиненасыщенных жирных
кислот биологически активные вещества (простагландины), Поэтому эти жирные кислоты
представляют собой незаменимые пищевые факторы.
Транспортную вместе с жирами при всасывании в организм поступают
жирорастворимые витамины (А, Е, D, К).
Липиды плохо растворимы в воде (гидрофобность)
Некоторые (гликолипиды, фосфолипиды, желчные кислоты) амфифильны, так как
имеют в своем составе гидрофильные и гидрофобные части.
Расщепление липидов в желудочнокишечном тракте. Расщепление липидов
происходит в 12перстной кишке, куда поступают липаза с соком поджелудочной железы и
конъюгированные желчные кислоты в составе желчи.
Эмульгирование жира обязательное условие для переваривания, так как делает
гидрофобный субстрат более доступным для действия гидролитических ферментов
липаз.
Эмульгирование происходит при участии желчных кислот , которые изза своей
амфифильности, окружают каплю жира и снижают поверхностное натяжение, что приводит
к дроблению капли. Гидролиз жира осуществляется при участии панкреатической липазы , которая, сорбируясь
на поверхности капель жира, расщепляет эфирные связи в триацилглицеринах (ТАГ).
Всасывание происходит при участии желчных кислот, которые образуют вместе с
моноацилглицеринами, холестерином и жирными кислотами смешанные мицеллы
растворимые комплексы, обеспечивающие переход продуктов гидролиза в клетки
слизистой кишечника.
Ресинтез триацилглицеринов из продуктов расщепления происходит в клетках
слизистой кишечника.
Транспорт ресинтезированного жира через лимфатическую систему и кровоток
возможен только после включения его в состав липопротеинов.
В кишечнике образуются два типа липопротеинов: хиломикроны ХМ и в
небольшом количестве липопротеины очень низкой плотности ЛОНП. В составе
хиломикронов экзогенные жиры доставляются в органы и ткани.
Потребность в жирах составляет 50100 г в сутки в зависимости от характера
питания и энергетических затрат.
Депонирование и мобилизация жиров
Жиры, как и гликоген, являются формами депонирования энергетического
материала. Жиры более эффективные источники энергии . При голодании запасы жира у
человека истощаются за 57 недель, тогда как гликоген полностью расходуется примерно
за сутки. Если поступление жира превышает потребности организма в энергии, то жир
депонируется в адипоцитах специализированных клетках жировой ткани.
1. Поступают из хиломикронов, которые приносят экзогенные жиры из кишечника
2. Поступают из ЛОНП, которые транспортируют эндогенные жиры,
синтезированные в печени из глюкозы
3. Образуются из глюкозы в самих клетках жировой ткани.
Обмен липидов.
Под действием липазы жиры гидролизуются с образованием глицерина и высших
жирных кислот.
Глицерин, не зависимо от того, поступит ли он на ресинтез жиров или будет
распадаться далее, подвергается фосфорилированию
Глицерокиназа глицерофосфатдегидрогеназа
Глицерин + АТФ глицерофосфат диоксиацетонфосфат
НАД НАДН
Диоксиацетонфосфат изомеризуется в 3фосфоглицериновый альдегид и вступает в
Ненасыщенные жирные кислоты предварительно восстанавливаются до предельных.
Процесс распада осуществляется ступенчато, путем отщепления от молекулы
кислоты двухуглеродных фрагментов в виде ацетил КоА.
Жирная кислота поступает из кровотока в цитозоль и активируется путем
конденсации с коферментом А (КоА), образуется тиоэфир.
β окисление происходит в митохондриях клетки.
Жирные кислоты транспортируются кровью в виде комплексов с сывороточными
альбуминами в разные органы и ткани, где включаются в процесс окисления.
Окисление жирных кислот. Окисление жирных кислот происходит путем β
реакции обмена.
окисления Для того чтобы пройти через митохондриальную мембрану, жирной кислоте
необходим специальный переносчик карнитин . Поэтому сначала ацильная группа
переносится с ацилСоА на карнитин. Ацилкарнитин пересекает мембрану и отдает свой
ацильный фрагмент снова на кофермент А. Ферментом этой обратимой реакции служит
ацилкарнитинтрансфераза .
Первая фаза – активирование высшей жирной кислоты путем образования ацил КоА
С17Н35СООН + НSКоА + АТФ С17Н35СО~ SКоА + АМФ + Н4Р2О7
Стеариновая кислота
Фермент – ацилкоэнзимА синтаза.
Вторая фаза состоит в окислении ацилКоА при участии ФАД зависимой
дегидрогеназы
С15 Н31СН2СН2 СО~ SкоА С15 Н31СН = СН СО~ SКоА
α β
,
дегидростеарил КоА
Стеарил КоА
ФАД ФАДН2
Третья фаза – присоединение воды по месту двойной связи
С15 Н31СН=СН СО~ SКоА + Н2О С15 Н31СН–СН2 СО~ SКоА
ОН
фермент гидратаза.
α β
,
оксистеарил КоА
Четвертая фаза – окисление – дегидрирование с участием НАДзависимых дегидрогеназ
С15 Н31СН–СН2 СО~ SКоА С15 Н31С–СН2 СО~ SКоА
ОН НАД
НАДН2
О
β
кетостеарил КоА
Пятая фаза распада перенос новой ацильной группировки на НSКоА
С15 Н31С–СН2 СО~ SКоА + НSКоА С15Н31СО~ SкоА
О
+ СН3СО~ SКоА
ацетил КоА
Фермент – тиолаза.
Пальмитил КоА
Т.О. кислота укорачивается на 2 углеродных атома. Далее цикл повторяется
Конечным продуктом распада жирных кислот с четным числом атомов – ацетил
КоА, с нечетным ацетил КоА и пропионил КоА. СН3 ОН ОН
НSСН2СН2NНСОСН2 СН2NНСО СНОНС СН2ОРОРОСН2рибозо3фосфат
аденин
СН3 О О
Коэнзим А – остаток тиоламина, остаток пантотеновой кислоты, остаток 3
фосфоаденозин5дифосфата.
Конечным итогом повторяющихся циклов β окисления будет окисление всей
ацильной цепи до ацетилСоА, который затем может включаться в цитратный цикл для
полного окисления.
Распад фосфатидов.1) Гидролитический путь. Фосфатиды распадаются на компоненты:
глицерин, высшие жирные кислоты, фосфорную кислоту, азотистые вещества.
Ферменты – фосфолипазы – Классифицируются по месту расщепления и делятся на 4 типа:
А В С Д
С действия одного из этих ферментов начинается распад фосфатидов
СО
СО
R1
R2
СН2
СН2
СН2
О
А
О
В
О
СН2 СН2
P
О
СН2
СН2
N
СН2
С Д холин
Глицерин фосфорилируется и поступает в обменные реакции
ВЖК окисляется до СО2 и Н2О
Фосфорная кислота поступает в метаболитный фонд
Холин взаимодействует с ацетилКоА – образуется ацетилхолин – вещество ,
осуществляющее передачу нервных импульсов.
Биосинтез фосфатидов.
Схема синтеза:
глицерин фосфоглицерин фосфатидная кислота
диглицерид ЦДФ Х (цитидиндифосфатхолин)
ФОСФАТИД + ЦМФ
ЦДФ + холин ЦДФхолин
ЦДФхолин + диглицерид фосфатид + ЦМФ
Фермент – 1,2 диацилглицеролхолинфосфотрансфераза.
Биосинтез жирных кислот.
Схема синтеза высших жирных кислот
СО2 + ацетил КоА + АТФ + Н2О
Фермент – ацетилКоА карбоксилаза СООН СН2 – СО –SКoA + АДФ + Н3РО4
малонилКоА
СООН СН2 – СО –SкoA + ацетил КоА
Фермент трансацилаза
СН3 СО СН2 – СО –SкoA + НSКоА
β
кетобутирил КоА
НАДН2 фермент кетоацилредуктаза
НАД
СН3 СНОН СН2 – СО –SкoA
β
оксибутирил КоА
фермент дегидротаза
Н2О
СН3 СН = СН – СО –SКoA
Кротонил КоА
НАДФН2
НАДФ+ фермент еноилредуктаза
СН3 СН2 СН2 – СО –SКoA
бутирил КоА
Произошло удлинение цепи на два «С» атома, цикл продолжается дальше до образования
высшей жирной кислоты.
Фермент ацетил – КоАтрансфераза
Проявляет свою активность при присоединении лимонной кислоты,
Фосфорилирование фермента понижает активность, дефосфорилирование – повышает.
Синтез триглицеридов.
трансацилирования
В синтезе участвуют :
α
фосфоглицерин
Ацил КоА
Ферменты – ацилтрансферазы
Синтез триацилглицеридов осуществляется путем
1 Образование
глицерин + АТФ глицерофосфат
α
–фосфоглицерина
2. Образование фосфатидной кислоты глицерофосфат +2 RСОSКоА фосфатидная кислота
фермент ацилтрансфераза
фосфатидная кислота + Н2О диглицерид + Н3РО4
фермент – фосфатидатфосфогидролаза
3. Образование триглицерида
диглицерид + RСОSКоА триглицерид
фермент – ацилтрансфераза.
Обмен стеридов. При распаде, стериды гидролизуются на жирную кислоту и стерол.
Реакция гидролиза ускоряется холестеролэстеразой, действующей также на сложные
эфиры других стеролов.
Видоизменение спиртов состоит в восстановлении стеролов по двойным связям. Так,
холестерол у человека и высших животных превращается в дигидрохолестерол
(холестанол), который в виде конформера выводится из организма:
Более сложный характер носит видоизменение стеролов путем окисления. До 80%
холестерола превращается в печени в различные холевые кислоты. При более полном
окислении стеролов могут возникнуть стероидные гормоны. Таким образом, часть стеролов
превращается в процессе окисления в различные соединения, выполняющие в организме
важные функции.
Синтез стеролов и стеридов. Синтез стеролов осуществляется из ацетилКоА в качестве
исходного вещества. Процесс ускоряется специфическими фосфотрансферазами.
В результате многочисленных реакций непредельный углеводород — сквален, соста
вленный из 6 изопреноидных группировок.
Молекула сквалена легко принимает пространственную конфигурацию, близкую к
пространственной конфигурации стеролов,.
При распределении электронной плотности происходит замыкание (показано
стрелками) шестичленных и пятичленных циклов, характерных для стеролов. Схема
указанного перехода скваленоксида в стерол представлена ниже:
Биосинтез стеридов протекает путем переноса остатка высшей жирной кислоты от
молекулы ацилКоА на место водорода ОНгруппы стерола при каталитическом
воздействии холестеролацилтрансферазы: Энергетика окисления липидов. Рассмотрим на примере окисления жирных
кислот За один цикл β окисления образуется 1 молекула ацетилСоА, окисление которого
в цитратном цикле обеспечивает синтез 12 моль АТФ. Кроме того, образуется 1 моль
ФАДH2 и 1 моль НАДH, при окислении которых в дыхательной цепи синтезируется
соответственно 2 и 3 моль АТФ (в сумме 5).
Таким образом, при окислении, например, пальмитиновой кислоты (С16)
происходит 7 циклов β окисления, в результате которых образуется 8 молей ацетилСоА,
7 молей ФАДH2 и 7 молей НАДH+Н. Следовательно, выход АТФ составляет 35 АТФ в
результате β окисления и 96 АТФ в результате цитратного цикла, что соответствует в
сумме 131 моль АТФ.
Липиды
Липиды
Липиды
Липиды
Липиды
Липиды
Липиды
Липиды
Материалы на данной страницы взяты из открытых истончиков либо размещены пользователем в соответствии с договором-офертой сайта. Вы можете сообщить о нарушении.