Zakład Chemii Medycznej Pomorskiej Akademii Medycznej Lipidy Zakład Chemii Medycznej Pomorskiej Akademii Medycznej

Lipidy Substancje organiczne, występujące w organizmach żywych, nierozpuszczalne w wodzie, ale dające się ekstrahować rozpuszczalnikami organicznymi (np. chloroformem, acetonem, benzenem)

Biologiczne funkcje lipidów Są materiałem budulcowym (fosfolipidy, cholesterol, glikolipidy) Decydują o właściwościach dynamicznych błony komórkowej Są prekursorami hormonów steroidowych (cholesterol) i hormonów tkankowych (kwasy tłuszczowe) Stanowią substrat dla syntezy kwasów tłuszczowych i niektórych witamin Biorą udział w zjawiskach immunologicznych (eikozanoidy)

Podział lipidów (1) Lipidy proste – estry kwasów tłuszczowych z różnymi alkoholami Tłuszcze właściwe – estry kwasów tłuszczowych z glicerolem Woski – estry kwasów tłuszczowych z wyższymi alkoholami jednowodorotlenowymi Lipidy złożone

Podział lipidów (2) Lipidy złożone – estry zawierające dodatkowe grupy funkcyjne Fosfolipidy – zawierają resztę kwasu fosforowego i zasady azotowej lub aminoalkoholu. glicerofosfolipidy – zawierające glicerol Sfingolipidy – zawierające sfingozynę Glikolipidy – zawierają kwasy tłuszczowe, alkohol sfingozynę i węglowodan Inne lipidy złożone – sulfolipidy, aminolipidy, lipoproteiny

Podział lipidów (3) Prekursory i pochodne lipidów kwasy tłuszczowe, glicerol, alkohole inne niż glicerol, sterole i lipidy izoprenowe, witaminy rozpuszczalne w tłuszczach, hormony

KWASY TŁUSZCZOWE Struktura i właściwości Kwasy tłuszczowe są monokarboksylowymi kwasami o łańcuchach węglowodorowych. Łańcuch węglowodorowy KT ma charakter hydrofobowy Grupa karboksylowa KT jest polarna erukowy oleinowy linolowy linolenowy arachidowy stearynowy palmitynowy arachidonowy

KWASY TŁUSZCZOWE Struktura i właściwości Kwasy tłuszczowe nasycone, zawierające ponad 10 atomów węgla w łańcuchu: są substancjami stałymi są nierozpuszczalnymi w wodzie ich temperatura topnienia wzrasta wraz z długością łańcucha Kwasy tłuszczowe nienasycone w większości są w temperaturze pokojowe substancjami płynnymi

KWASY TŁUSZCZOWE Struktura i właściwości Nienasycone kwasy tłuszczowe – reaktywność: uwodnienie redukcja utlenienie – CH = CH – + H2O – CH(OH) – CH2 – – CH = CH – + XH2 – CH2CH2 – + X redukcja utlenianie R1 – CH = CH –R2 R1 – CHO + R2 – CHO

KWASY TŁUSZCZOWE Struktura i właściwości Ze względu na obecność wiązania podwójnego nienasycone kwasy tłuszczowe mogą występować w dwóch formach stereoizomerycznych: cis i trans Kwas oleinowy Kwas elaidynowy

KWASY TŁUSZCZOWE Nazewnictwo kwasów tłuszczowych Nazwy zwyczajowe w większości przypadków wywodzą się od źródła ich odkrycia Nazwy systematyczne wywodzą się od liczebników greckich stosuje się końcówkę –anowy dla kwasów nasyconych –enowy dla kwasów nienasyconych Kwas oktadekanowy Kwas 9,12 oktadekadienowy Kwas stearynowy Kwas linolowy

KWASY TŁUSZCZOWE Nazewnictwo kwasów tłuszczowych Nazwy systematyczne wywodzą się od liczebników greckich położenie podwójnego wiązania oznacza się symbolem D, a numery węgli biorących udział w tworzeniu wiązań podwójnych, liczone są od węgla grupy karboksylowej litery n lub w oznaczają miejsce wiązania podwójnego, licząc od grupy metylowej w Kwas tłuszczowy z wiązaniem cis D-9

Nasycone kwasy tłuszczowe Nazwa zwyczajowa kwasu Nazwa systematyczna kwasu Symbol kwasu Wzór chemiczny kwasu Temperatura topnienia Masłowy Butanowy C 4:0 CH3(CH2)2COOH - 7,9 Kapronowy Heksanowy C 6:0 CH3(CH2)4COOH - 3,4 Kaprylowy Oktanowy C 8:0 CH3(CH2)6COOH 16,7 Kaprylony Dekanowy C 10:0 CH3(CH2)8COOH 31,6 Laurynowy Dodekanowy C 12:0 CH3(CH2)10COOH 44,2 Mirystynowy Tetradekanowy C 14:0 CH3(CH2)12COOH 53,9 Palmitynowy Heksadekanowy C 16:0 CH3(CH2)14COOH 63,0 Stearynowy Oktadekanowy C 18:0 CH3(CH2)16COOH 69,6 Arachidowy Eikosanowy C 20:0 CH3(CH2)18COOH 75,3 Behenowy Doeikosanowy C 22:0 CH3(CH2)20COOH 79,9

Nienasycone kwasy tłuszczowe Nazwa zwyczajowa kwasu Nazwa systematyczna kwasu Nazwa skrótowa kwasu Wzór chemiczny kwasu Tetradecenowy 9 – tetradecenowy 14:1 D 9 CH3(CH2)3CH=CH(CH2)7COOH Oleinowy 9 – oktadecenowy 18:1 D 9 18:1 (n-9) CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH Eikosenowy 9 - eikosenowy 20:1 D 9 CH3(CH2)9CH=CH(CH2)7COOH Erukowy 13 - doeikosenowy 22:1 D 13 CH3(CH2)7CH=CH(CH2)11COOH Nerwonowy 15 - tetraeikosenowy 24:1 D 15 CH3(CH2)7CH=CH(CH2)13COOH Linolowy 9,12 - oktadekadienowy 18:2 D 9,12 18:2 (n-9) CH3CH(CH=CHCH2)3(CH2)6 COOH Linolenowy 9,12,15 - oktadekatrienowy 18:3 D 9,12,15 18:3 (n-3) CH3CH2(CH=CHCH2)3 (CH2)6 COOH Eikosatrienowy 5,8,11 - eikosatrienowy 20:3 D 5,8,11 20:3 (n-9) CH3(CH2)7(CH=CHCH2)3 (CH2)2 COOH Arachidonowy 5,8,11,14 - eikosatetraenowy 20:4 D 5,8,11,14 20:4 (n-6) CH3(CH2)4(CH=CHCH2)4 (CH2)2 COOH

NNKT – niezbędne nienasycone kwasy tłuszczowe kwas a-linolenowy – C 18:3;9,12,15 kwas linolowy – C 18:2;9,12 Kwasy w-3 i w-6 nie mogą być syntetyzowane w organizmie muszą być dostarczone z pożywieniem Występują w: olejach roslinnych olejach z ryb

Tłuszcze właściwe (acyloglicerole) ze względu na budowę chemiczną należą do estrów składnik alkoholowy – glicerol składnik kwasowy – jednokarboksylowe wyższe kwasy tłuszczowe najczęściej są to mieszaniny triacylogliceroli różnych kwasów tłuszczowych

Tłuszcze właściwe (acyloglicerole) O H2C – O – C – R1 R2 – C – O – C – H H2C – O – C – R3 Glicerol triacyloglicerol H2C – OH C 1 a sn-1 HO – C – H C 2 b sn-2 H2C – OH C 3 a sn-3 W acyloglicerolach drugorzędowa grupa hydroksylowa położona jest po lewej stronie atomu wegla Do oznakowania pozycji kwasów tłuszczowych stosuje się system numeracji stereospecyficznej (sn), umieszczając przedrostek –sn przed nazwą reszty glicerolowej, np. 1,2,3 – triacylo-sn-glicerol

Podział lipidów (2) Lipidy złożone – estry zawierające dodatkowe grupy funkcyjne Fosfolipidy – zawierają resztę kwasu fosforowego i zasady azotowej lub aminoalkoholu. glicerofosfolipidy – zawierające glicerol sfingolipidy – zawierające sfingozynę Glikolipidy – zawierają kwasy tłuszczowe, alkohol sfingozynę i węglowodan Inne lipidy złożone – sulfolipidy, aminolipidy, lipoproteiny

Glicerofosfolipidy Fosfolipidy zbudowane są z czterech składników: Glicerolu Dwóch reszt acylowych połączonych wiązaniami estrowymi z atomami C1 i C2 glicerolu Ortofosforanu połączonego wiązaniem estrowym z węglem C3 glicerolu Innego alkoholu (cholina, etanoloamina, seryna, inozytol, glicerol) połączonego grupą -OH z resztą ortofosforanu Kwas fosfatydowy

Glicerofosfolipidy Fosfatydylocholina (lecytyna) + Kwas fosfatydowy + HO – CH2 – CH2 – N(CH3)3 (cholina) R` - kwas palmitynowy R” – kwas oleinowy Fosfatydylocholina (lecytyna) Kwas fosfatydowy + etanoloamina Fosfatydyloetyloamina (kefalina)

Glicerofosfolipidy Kwas fosfatydowy fosfatydyloetanoloamina (kefalina) fosfatydylocholina (lecytyna) fosfatydyloseryna fosftydyloinozytol difosfatydyloglicerol (kardiolipina)

Sfingofosfolipidy Ceramidy Sfingomieliny Glikosfingolipidy cerebrozydy gangliozydy Zbudowane są z: sfingozyny – długołańcuchowego, jednonienasyconego aminoalkoholu dihydroksylowego długołańcuchowego kwasu tłuszczowego ortofosforanu choliny

Sfingofosfolipidy + nienasycony sfingozyna kwas tłuszczowy ceramid (N- acetylosfingozyna) + cholina + H3PO4 sfingomielina

Glikolipidy Zawierają: ceramid cząsteczkę cukru (jedną lub więcej) galaktozydoceramid glukozyloceramid (cerebrozyd)

Gangliozydy Pochodne glukozyloceramidu zawierające jedną lub kilka grup kwasu sjalowego Kwas sjalowy Gangliozyd GM1

Woski Ester długołańcuchowych kwasów tłuszczowych z długołańcuchowym alkoholem. Zwierzęta i rośliny wykorzystują wosk jako powłokę ochronną : przed nadmiernym zwilżaniem piór zabezpieczają przed nadmiernym odparowaniem wody utrudniaja dostęp mikroorganizmom Składnikii w przygotowaniu: kosmetyków, maści (lanolina) powlekanie tabletek Źródła wosków: wosk pszczeli wosk z waleni (olbrot) liście kopernicji (Copernicia prunifera )