Lipidy – budowa chemiczna tłuszcze woski, fosfolipidy, sfingolipidy, prostaglandyny

Lipidy Lipidy – naturalne estry, których cząsteczki zawierają przynajmniej jedną resztę długołańcuchowego kwasu karboksylowego – kwasu tłuszczowego, których łańcuchy są: o proste (nierozgałęzione) nasycone (wszystkie wiązania pojedyncze), nienasycone (jedno lub więcej wiązań podwójnych) – jedno z wiązań podwójnych zawsze znajduje się między 9 a 10 atomem węgla, z reguły o parzystej liczbie atomów węgla (nieparzystą liczbę atomów C zawiera kwas tuberkulostearynowy), lipidy zwierzęce mogą zwierać resztę kwasu butanowego – masłowego, który nie należy do kwasów tłuszczowych.

Lipidy Podział lipidów w aspekcie budowy chemicznej: Lipidy Woski Sfingolipidy Fosfolipidy Prostaglandyny Tłuszcze - glicerole triacyloglicerole monoacyloglicerole diacyloglicerole

Tłuszcze Tłuszcze - estry kwasów tłuszczowych i gliceryny (glicerolu – propano-1,2,3-triolu), który może tworzyć trzy wiązania estrowe z jedną – monoacyloglicerol, dwiema – diacyloglicerol lub trzema – triacyloglicerol resztami kwasu tłuszczowego CH2 – O – CO – (CH2)n – CH3 CH – OH CH2 – OH | CH2 – O – CO – (CH2)n – CH3 CH – O – CO – (CH2)n – CH3 CH2 – OH | CH2 – O – CO – (CH2)n – CH3 CH – O – CO – (CH2)n – CH3 |

Tłuszcze Tłuszcze roślinne i zwierzęce – z reguły są mieszaniną triacylogliceroli: triacyloglicerol może zawierać trzy identyczne reszty, dwie lub trzy różne reszty kwasów tłuszczowych, triacyloglicerole ulegają hydrolizie: alkaliczna (środowisko zasadowe) – prowadzi do powstania glicerolu i soli kwasów tłuszczowych – mydeł (zmydlanie) liczba zmydlania – liczba mg KOH niezbędna do hydrolizy jednego grama tłuszczu (umożliwia określenie średniej masy cząsteczkowej tłuszczu), kwasowa (środowisko kwasowe) – prowadzi do powstania glicerolu i mieszaniny kwasów tłuszczowych.

Tłuszcze + 3 NaOH  + + 3 CH3 – (CH2)n – COO Na + 3 H2O  + + 3 CH3 – (CH2)n – COOH CH2 – O – CO – (CH2)n – CH3 CH – O – CO – (CH2)n – CH3 | CH2 – OH CH – OH | ɵ ꚛ CH2 – O – CO – (CH2)n – CH3 CH – O – CO – (CH2)n – CH3 | CH2 – OH CH – OH | H+

Tłuszcze / kwasy tłuszczowe Kwasy tłuszczowe – zawierają parzystą liczbę atomów węgla, ponieważ w organizmach żywych powstają one przez łączenie się dwuwęglowych reszt kwasu octowego (etanowego): ważniejsze nasycone kwasy tłuszczowe - NKT: laurynowy / dodekanowy CH3 – (CH2)9 – CH2 – COOH mirystynowy / tetradekanowy CH3 – (CH2)11 – CH2 – COOH palmitynowy / heksadekonowy CH3 – (CH2)13 – CH2 – COOH stearynowy / oktadekonowy CH3 – (CH2)15 – CH2 – COOH

Tłuszcze / kwasy tłuszczowe ważniejsze nienasycone kwasy tłuszczowe / NNKT: oleinowy – C17H33-COOH CH3-(CH2)6-CH2-10CH=9CH-CH2-(CH2)5-CH2-1COOH linolowy - C17H31-COOH CH3-(CH2)4-13CH=12CH-CH2-10CH=9CH-CH2-(CH2)5-CH2-1COOH linolenowy - C17H29-COOH CH3-CH2-16CH=15CH-CH2-13CH=12CH2-CH=10CH=9CH-CH2-(CH2)5-CH2-1COOH rycynolowy CH3-(CH2)5-12CH(OH)-CH2-10CH=9CH-CH2-(CH2)5-CH2-1COOH

Tłuszcze / kwasy tłuszczowe Izomery geometryczne kwasu oleinowego: konfiguracja cis: kwas cis-9-oktadecenowy / kwas oleinowy konfiguracja trans: kwas trans-9-oktadecenowy / kwas elaidynowy | CH3- (CH2)6-CH2 CH2-(CH2)5-CH2-COOH C = C H H | CH3- (CH2)6-CH2 H C = C H CH2-(CH2)5-CH2-COOH

Tłuszcze Tłuszcze zwierzęce zwierają z reguły więcej reszt kwasów nasyconych (łój wołowy – ok. 50%), natomiast tłuszcze roślinne zwierają więcej reszt kwasów nienasyconych (oliwa – ok. 90%). Większy udział reszt kwasów nienasyconych w tłuszczach roślinnych wpływa na niższe temperatury topnienia niż w przypadku tłuszczów zwierzęcych a także na stan skupienia, z reguły są oleistymi cieczami (wyjątek masło kokosowe, masło kakaowe) natomiast tłuszcze zwierzęce są ciałami stałymi (wyjątek tran). W tłuszczach bakteryjnych (prątki trądu, gruźlicy) występuje reszta kwasu tłuszczowego o nieparzystej liczbie atomów C – kwas tuberkulostearynowy): C18H37-COOH CH3-(CH2)7-CH(CH3)-(CH2)7-CH2-COOH

Tłuszcze Utwardzanie tłuszczów: oleje roślinne poddaje się reakcji uwodornieniu w obecności katalizatora niklowego, w procesie następuje częściowa redukcja wiązań podwójnych, produktem utwardzenia są tłuszcze stałe o wyższych temp. topnienia, które stosuje się do produkcji margaryn i maseł roślinnych. Liczba jodowa LI: liczba gramów jodu niezbędna do wysycenia wiązań podwójnych w resztach nienasyconych kwasów tłuszczowych zawartych w 100 g glicerolu, liczba ta wyraża ilościowo zawartość nienasyconych związków w tłuszczu.

Woski Woski naturalne (pszczeli, woski roślinne, olbrot – w czaszce kaszalota) są mieszaniną różnych sub. których głównym składnikiem są estry kwasów tłuszczowych z wyższymi alkoholami monohydroksylowymi: wosk pszczeli – mirycyna / ester kwasu palmitynowego i alkoholu mirycynowego: CH3-(CH2)28-CH2-OH: olbrot – ester kwasu palmitynowego i alkoholu cetylowego: CH3-(CH2)14-CH2-OH: domieszki wosków: wyższe nierozgałęzione węglowodory, wole kwasy tłuszczowe, hydroksykwasy, estry alkoholi steroidowych. CH3-(CH2)13-CH2-C-O-CH2-(CH2)28-CH3 II O CH3-(CH2)13-CH2-C-O-CH2-(CH2)14-CH3 II O

Fosfolipidy Fosfolipidy – pochodne diacylogliceroli, w cz. których 3 gr. -OH jest zestryfikowana resztą kwasu fosforowego(V), połączoną wiąz. estrowym z resztą: choliny lub etanoloaminy (kolaminy), resztą hydroksykwasu – seryny: CH2-O-CO-(CH2)n-CH3 CH-O-CO-(CH2)n-CH3 CH2-O-P-O-CH2-CH2-N(CH3)3 | || O ꚛ ɵ CH2-O-CO-(CH2)n-CH3 CH-O-CO-(CH2)n-CH3 CH2-O-P-O-CH2-CH2-NH3 | || O ꚛ ɵ lecytyny kefalina etnoloaminowa CH2-O-CO-(CH2)n-CH3 CH-O-CO-(CH2)n-CH3 CH2-O-P-O-CH2-CH-NH3 | || OH O COO ꚛ ɵ kefalina serynowa

Fosfolipidy fosfolipidy występują w: błonach komórkowych, rdzeniu kręgowym oraz mózgu, wątrobie, we krwi.

Sfingolipidy Sfingolipidy – związki zawierające resztę dihydroksyaminy – sfingozyny: grupa aminowa sfingozyny ulega acylowaniu resztami kwasów tłuszczowych, tworząc ceramidy: CH2-OH | CH3-(CH2)11-CH2-CH=CH-CH-CH OH NH2 CH2-OH | CH3-(CH2)11-CH2-CH=CH-CH-CH OH NH-C-CH2-(CH2)n-CH2-CH3 O II

Sfingolipidy CH2-O-P-O-CH2-CH2-N(CH3)3 CH3-(CH2)11-CH2-CH=CH-CH-CH OH sfingomieliny – pochodne ceramidu, w której 1o grupa hydroksylowa ceramidu jest zestryfikowana kwasem foforowym(V), ten z kolei jest połączony wiązaniem estrowym z choliną: cerebrozydy – 1o grupa hydroksylowa reszty ceramidu jest połączona wiązaniem glikozydowym z resztą cukru (najczęściej galaktozy): CH2-O-P-O-CH2-CH2-N(CH3)3 | CH3-(CH2)11-CH2-CH=CH-CH-CH OH NH-C-CH2-(CH2)n-CH2-CH3 O II || ꚛ ɵ CH2-O | CH3-(CH2)11-CH2-CH=CH-CH-CH OH NH-C-CH2-(CH2)n-CH2-CH3 O II CH2OH HO

Sfingolipidy sfingolipidy występują w mózgu, nadmierne nagromadzenie ich w mózgu może być przyczyną wielu chorób neurologicznych, istnieje pogląd, że sfingolipidy chronią powierzchnię komórek przed niebezpiecznymi czynnikami otoczenia przez tworzenie wytrzymałej mechanicznie i chemicznie najbardziej zewnętrznej warstwy błon komórkowych. niektóre złożone glikosfingolipidy uczestniczą w mechanizmie rozpoznawania molekularnego i przesyłania sygnałów międzykomórkowych.

Prostaglandyny Powstają z nienasyconych kwasów tłuszczowych – głównie z 20 – węglowego kwasu arachidonowego: Kwas arachidonowy Prostaglandyna E1 | CH2 H (CH2)4 | COOH II HO O CH2 H C CH3 | (CH2)4 20CH3 II 14CH 15CH CH2 12CH 11CH 8CH 9CH (CH2)5 1COOH II CH | CH2 | CH2 |

Prostaglandyny prostaglandyny występują w niewielkich ilościach wielu organizmach i tkankach zwierzęcych, pełnią funkcje modulatorów czynności hormonalnej, mają charakter hormonów lokalnych, wchodzą w skład fosfolipidów błon komórkowych.