Sfingolipidy (sfingofosfolipidy). Sfingolipidy, ich biosyntéza a biologická úloha Sfingomyelín pozostáva z

Chémia lipidov

Lipidy sú rozsiahlou skupinou zlúčenín, ktoré sa výrazne líšia svojou chemickou štruktúrou a funkciou. Preto je ťažké poskytnúť jedinú definíciu, ktorá by bola vhodná pre všetky zlúčeniny patriace do tejto triedy.

Môžeme povedať, že lipidy sú skupinou látok, ktoré sa vyznačujú týmito vlastnosťami: nerozpustnosť vo vode; rozpustnosť v nepolárnych rozpúšťadlách, ako je éter, chloroform alebo benzén; obsah vyšších alkylových radikálov; prevalencia v živých organizmoch.

Pod touto definíciou je veľké množstvo látky, vrátane tých, ktoré sa zvyčajne zaraďujú do iných tried zlúčenín: napríklad vitamíny rozpustné v tukoch a ich deriváty, karotenoidy, vyššie uhľovodíky a alkoholy. Zaradenie všetkých týchto látok do zoznamu lipidov je do určitej miery opodstatnené, pretože v živých organizmoch sa nachádzajú spolu s lipidmi a spolu s nimi sú extrahované nepolárnymi rozpúšťadlami. Na druhej strane existujú zástupcovia lipidov, ktoré sa celkom dobre rozpúšťajú vo vode (napríklad lyzolecitíny). Pojem "lipidy" je všeobecnejší ako pojem "lipoidy", ktorý zahŕňa skupinu látok podobných tukom, ako sú fosfolipidy, steroly, sfingolipidy atď.

Biologická úloha a klasifikácia lipidov

Lipidy hrajú dôležitú úlohu v životných procesoch. Byť jednou z hlavných zložiek biologické membrány, lipidy ovplyvňujú ich priepustnosť, podieľajú sa na prenose nervový impulz, vytváranie medzibunkových kontaktov. Tuk slúži v tele ako veľmi účinný zdroj energie, či už pri priamom využití alebo potenciálne vo forme zásob tukového tkaniva. Prírodné tuky zo stravy obsahujú vitamíny rozpustné v tukoch a „esenciálne“ mastné kyseliny. Dôležitou funkciou lipidov je vytváranie tepelnoizolačných obalov u živočíchov a rastlín, ochrana orgánov a tkanív pred mechanickými vplyvmi.

Existuje niekoľko klasifikácií lipidov. Najrozšírenejšia klasifikácia založená na štruktúrnych vlastnostiach lipidov. Podľa tejto klasifikácie sa rozlišujú nasledujúce hlavné triedy lipidov.

A. Jednoduché lipidy: estery mastné kyseliny s rôznymi alkoholmi.

1. Glyceridy (acylglyceroly, resp. acylglyceroly - podľa medzinárodnej nomenklatúry) sú estery triatómového alkoholu glycerolu a vyšších mastných kyselín.

2. Vosky: estery vyšších mastných kyselín a jednosýtnych alebo dvojsýtnych alkoholov.

B. Komplexné lipidy: estery mastných kyselín s alkoholmi, navyše obsahujúce ďalšie skupiny.

1. Fosfolipidy: Lipidy obsahujúce okrem mastných kyselín a alkoholu zvyšok kyseliny fosforečnej. Často obsahujú dusíkaté zásady a ďalšie zložky:

a) glycerofosfolipidy (glycerol pôsobí ako alkohol);

b) sfingolipidy (v úlohe alkoholu – sfingozín).

2. Glykolipidy (glykosfingolipidy).

3. Steroidy.

4. Ostatné komplexné lipidy: sulfolipidy, aminolipidy. Táto trieda zahŕňa aj lipoproteíny.

5. Lipidové prekurzory a deriváty: mastné kyseliny, glycerol, steroly a iné alkoholy (iné ako glycerol a steroly), aldehydy mastných kyselín, uhľovodíky, vitamíny a hormóny rozpustné v tukoch.

Mastné kyseliny

Mastné kyseliny - alifatické karboxylové kyseliny - môžu byť v tele vo voľnom stave (stopy v bunkách a tkanivách) alebo slúžia ako stavebné kamene pre väčšinu tried lipidov.

V prírode sa našlo viac ako 200 mastných kyselín, avšak asi 70 mastných kyselín sa našlo v ľudských a zvieracích tkanivách v zložení jednoduchých a zložitých lipidov, z toho viac ako polovica v stopových množstvách. O niečo viac ako 20 mastných kyselín je prakticky významných. Všetky obsahujú párne číslo atómov uhlíka, hlavne od 12 do 24. Medzi nimi prevládajú kyseliny s C16 a C18 (palmitová, stearová, olejová a linolová). Číslovanie atómov uhlíka v reťazci mastnej kyseliny začína atómom uhlíka karboxylovej skupiny. Približne 3/4 všetkých mastných kyselín sú nenasýtené (nenasýtené), t.j. obsahujú dvojité väzby. Nenasýtené mastné kyseliny ľudí a zvierat, ktoré sa podieľajú na stavbe lipidov, zvyčajne obsahujú dvojitú väzbu medzi (9. a 10. atómom uhľovodíka); ďalšie dvojité väzby sú bežnejšie v oblasti medzi 11. atómom uhlíka a metylovým koncom reťazca. Zvláštnosť dvojitých väzieb prírodných nenasýtených mastných kyselín spočíva v tom, že sú oddelené vždy dvoma jednoduchými väzbami, t.j. medzi nimi je vždy aspoň jedna metylénová skupina (-CH=CH-CH2-CH=CH-). Takéto dvojité väzby sa označujú ako "izolované".

Tabuľka 1 - Niektoré fyziologicky dôležité nasýtené mastné kyseliny

V roztokoch môže reťazec mastnej kyseliny vytvárať nespočetné množstvo konformácií až po zvitok, ktorý má aj lineárne úseky rôznej dĺžky v závislosti od počtu dvojitých väzieb. Guľôčky sa môžu zlepiť a vytvoriť takzvané micely. V druhom prípade sú negatívne nabité karboxylové skupiny mastných kyselín obrátené k vodnej fáze, zatiaľ čo nepolárne uhľovodíkové reťazce sú skryté vo vnútri micelárnej štruktúry. Takéto micely majú celkový záporný náboj a zostávajú suspendované v roztoku v dôsledku vzájomného odpudzovania.

Je tiež známe, že v prítomnosti dvojitej väzby v reťazci mastnej kyseliny je vzájomná rotácia atómov uhlíka obmedzená. To zabezpečuje existenciu nenasýtených mastných kyselín vo forme geometrických izomérov a prírodné nenasýtené mastné kyseliny majú cis- konfiguráciu a veľmi zriedkavo tranz- konfigurácia.
Tabuľka 11 – Niektoré fyziologicky dôležité nenasýtené mastné kyseliny

Predpokladá sa, že mastná kyselina s niekoľkými dvojitými väzbami cis- konfigurácia dáva uhľovodíkovému reťazcu ohnutý a skrátený vzhľad. Z tohto dôvodu molekuly týchto kyselín zaberajú väčší objem a pri tvorbe kryštálov nie sú zbalené tak tesne ako tranz- izoméry. V dôsledku toho cis- izoméry majú viac nízka teplota topenie (kyselina olejová, napr izbová teplota je v kvapalnom stave, zatiaľ čo elaidín je v kryštalickom stave). cis- konfigurácia spôsobuje, že nenasýtená kyselina je menej stabilná a náchylnejšia na katabolizmus.

Obrázok 23 - Konfigurácia 18-uhlíkových nasýtených (a) a mononenasýtených (b) mastných kyselín

biologické funkcie PUFA:

1. štrukturálny. PUFA sú súčasťou nervových vlákien, bunkových membrán a spojivového tkaniva.

2. ochranné (zvyšuje odolnosť organizmu voči infekciám, žiareniu).

3. zvýšiť elasticitu ciev, podporovať odstraňovanie prebytočného cholesterolu.

4. Kyselina arachidónová je prekurzorom prostaglandínových hormónov.

Glyceridy (acylglyceroly)

Glyceridy (acylglyceroly alebo acylglyceroly) sú estery triatómového alkoholu glycerolu a vyšších mastných kyselín. Ak sú všetky tri hydroxylové skupiny glycerolu esterifikované mastnými kyselinami (acylové radikály R1, R2 a R3 môžu byť rovnaké alebo rôzne), potom sa takáto zlúčenina nazýva triglycerid (triacylglycerol), ak dve - diglycerid ( diacylglycerol) a nakoniec, ak je jedna skupina esterifikovaná - monoglycerid (monoacylglycerol):

Najbežnejšie sú triglyceridy, často označované ako neutrálne tuky alebo jednoducho tuky. Neutrálne tuky sú v tele buď vo forme protoplazmatického tuku, ktorý je stavebnou zložkou buniek, alebo vo forme rezervného, ​​rezervného, ​​tuku. Úloha týchto dvoch foriem tuku v tele nie je rovnaká. Protoplazmatický tuk má konštantu chemické zloženie a je obsiahnutý v tkanivách v určitom množstve, ktoré sa nemení ani pri morbídnej obezite, pričom množstvo rezervného tuku podlieha veľkým výkyvom.

Ako už bolo uvedené, väčšinu prírodných neutrálnych tukov tvoria triglyceridy. Mastné kyseliny v triglyceridoch môžu byť nasýtené alebo nenasýtené. Z mastných kyselín sú bežnejšie kyseliny palmitová, stearová a olejová. Ak všetky tri kyslé radikály patria tej istej mastnej kyseline, potom sa takéto triglyceridy nazývajú jednoduché (napríklad tripalmitín, tristearín, trioleín atď.), ak rôzne mastné kyseliny, potom zmiešané. Názvy zmiešaných triglyceridov sa tvoria v závislosti od ich mastných kyselín, pričom čísla 1, 2 a 3 označujú spojenie zvyšku mastnej kyseliny so zodpovedajúcou alkoholovou skupinou v molekule glycerolu (napríklad 1-oleo-2-palmitostearín) . Je potrebné poznamenať, že poloha extrémnych atómov v molekule glycerolu je na prvý pohľad ekvivalentná, sú však označené zhora nadol - 1 a 3. Je to spôsobené predovšetkým skutočnosťou, že v štruktúre triglyceridu pri pohľade priestorovo, extrémne "glycerolové" uhlíkové atómy už nie sú ekvivalentné, ak sú hydroxyly 1 a 3 acylované rôznymi mastnými kyselinami.

Mastné kyseliny, ktoré sú súčasťou triglyceridov, prakticky určujú ich fyzikálno-chemické vlastnosti. Teplota topenia triglyceridov sa teda zvyšuje so zvyšujúcim sa počtom a dĺžkou zvyškov nasýtených mastných kyselín. Naopak, čím vyšší je obsah nenasýtených mastných kyselín, alebo kyselín s krátkym reťazcom, tým nižšia je teplota topenia.

Živočíšne tuky (masť) zvyčajne obsahujú značné množstvo nasýtených mastných kyselín (palmitová, stearová atď.), vďaka čomu sú pri izbovej teplote tuhé. Tuky, ktoré obsahujú veľa nenasýtených kyselín, sú pri bežných teplotách tekuté a nazývajú sa oleje. Takže v konopnom oleji je 95% všetkých mastných kyselín kyseliny olejovej, linolovej a linolénovej a len 5% kyseliny stearovej a palmitovej. Ľudský tuk, ktorý sa topí pri 15°C (tekutý pri telesnej teplote), obsahuje 70% kyseliny olejovej.

Glyceridy sú schopné vstúpiť do všetkých chemické reakcie charakteristické pre estery. Najvyššia hodnota má saponifikačnú reakciu, v dôsledku ktorej z triglyceridov vzniká glycerol a mastné kyseliny. Zmydelnenie tuku môže nastať ako pri enzymatickej hydrolýze, tak aj pri pôsobení kyselín alebo zásad.

Fosfolipidy

Fosfolipidy sú estery polyolov glycerolu alebo sfingozínu s vyššími mastnými kyselinami a kyselinou fosforečnou. Zloženie fosfolipidov zahŕňa aj zlúčeniny obsahujúce dusík: cholín, etanolamín alebo serín. V závislosti od toho, ktorý viacsýtny alkohol sa podieľa na tvorbe fosfolipidu (glycerol alebo sfingozín), sa tieto delia do 2 skupín: glycerofosfolipidy a sfingofosfolipidy. Treba poznamenať, že v glycerofosfolipidoch je buď cholín alebo etanolamín alebo serín éterovo viazaný na zvyšok kyseliny fosforečnej; v zložení sfingolipidov sa našiel iba cholín. Glycerofosfolipidy sú najviac zastúpené v živočíšnych tkanivách.

Glycerofosfolipidy. Glycerofosfolipidy sú deriváty kyseliny fosfatidovej. Zahŕňajú glycerol, mastné kyseliny, kyselinu fosforečnú a zvyčajne zlúčeniny obsahujúce dusík. Všeobecný vzorec glycerofosfolipidov vyzerá takto:

V týchto vzorcoch sú R1 a R2 radikály vyšších mastných kyselín a R3 je častejšie radikál dusíkatej zlúčeniny. Pre všetky glycerofosfolipidy je charakteristické, že jedna časť ich molekúl (radikály R1 a R2) vykazuje výraznú hydrofóbnosť, zatiaľ čo druhá časť je hydrofilná v dôsledku negatívneho náboja kyseliny fosforečnej a kladného náboja radikálu R3.

Zo všetkých lipidov majú glycerofosfolipidy najvýraznejšie polárne vlastnosti. Keď sú glycerofosfolipidy umiestnené vo vode, len malá časť z nich prechádza do skutočného roztoku, zatiaľ čo väčšina lipidov je vo forme miciel. Existuje niekoľko skupín (podtried) glycerofosfolipidov. V závislosti od povahy dusíkatej bázy naviazanej na kyselinu fosforečnú sa glycerofosfolipidy delia na fosfatidylcholíny (lecitíny), fosfatidyletanolamíny (cefalíny) a fosfatidylseríny. Niektoré glycerofosfolipidy obsahujú namiesto zlúčenín obsahujúcich dusík šesťuhlíkový cyklický alkohol inozitol bez dusíka, tiež nazývaný inozitol. Tieto lipidy sa nazývajú fosfatidylinozitoly.

Fosfatidylcholíny (lecitíny). Na rozdiel od triglyceridov v molekule fosfatidylcholínu nie je jedna z troch hydroxylových skupín glycerolu spojená s mastnou, ale s kyselinou fosforečnou. Okrem toho je kyselina fosforečná zase spojená éterovou väzbou s dusíkatou zásadou - cholínom [HO-CH2-CH2-N + (CH 3) 3]. Glycerol, vyššie mastné kyseliny, kyselina fosforečná a cholín sú teda spojené v molekule fosfatidylcholínu:

Fosfatidyletanolamíny. Hlavným rozdielom medzi fosfatidylcholínmi a fosfatidyletanolamínmi je prítomnosť dusíkatej bázy etanolamínu (HO-CH2-CH2-N + H3) v ich zložení:

Z glycerofosfolipidov u zvierat a vyššie rastliny V najviac existujú fosfatidylcholíny a fosfatidyletanolamíny. Tieto 2 skupiny glycerofosfolipidov spolu metabolicky súvisia a sú hlavnými lipidovými zložkami bunkových membrán.

Fosfatidylseríny. V molekule fosfatidylserínu je dusíkatá zlúčenina zvyškom aminokyseliny serínu

Fosfatidylseríny sú oveľa menej rozšírené ako fosfatidylcholíny a fosfoetanolamíny a ich význam je podmienený najmä skutočnosťou, že sa podieľajú na syntéze fosfatidyletanolamínov.

Fosfatidylinozitoly. Tieto lipidy patria do skupiny derivátov kyseliny fosfatidovej, ale neobsahujú dusík. Radikálom (R3) v tejto podtriede glycerofosfolipidov je šesťuhlíkový cyklický alkohol inozitol:

Fosfatidylinozitoly sú v prírode široko rozšírené. Nachádzajú sa u zvierat, rastlín a mikroorganizmov. V tele zvierat sa nachádzajú v mozgu, pečeni a pľúcach.

Plazmalogény. Plazmalogény sa od uvažovaných glycerolipidov líšia tým, že namiesto jedného zvyšku vyššej mastnej kyseliny obsahujú zvyšok α,β-nenasýteného alkoholu, ktorý tvorí jednoduché pripojenie(na rozdiel od esterovej väzby vytvorenej zvyškom mastnej kyseliny) s hydroxylovou skupinou glycerolu v polohe C-1:

Fosfatidalcholín (plazmalogén)
Hlavné podtriedy plazmogénov sú fosfatidalcholíny, fosfatidaletanolamíny a fosfatidalseríny. Kyslá hydrolýza plazmalogénov produkuje "mastné" aldehydy nazývané plazmaly, ktoré tvorili základ pojmu "plazmalogén".

kardiolipín. Zvláštnym predstaviteľom glycerofosfolipidov je kardiolipín, prvýkrát izolovaný zo srdcového svalu. Podľa chemickej štruktúry možno kardiolipín považovať za zlúčeninu, v ktorej sú 2 molekuly kyseliny fosfatidovej spojené jednou molekulou glycerolu. Na rozdiel od iných glycerofosfolipidov je kardiolipín ako keby „dvojitý“ glycerofosfolipid. Kardiolipín je lokalizovaný vo vnútornej membráne mitochondrií. Jeho funkcia je stále nejasná, aj keď je známe, že na rozdiel od iných fosfolipidov má kardiolipín imunitné vlastnosti.

kardiolipín
V tomto vzorci sú R1, R2, R3, R4 radikály vyšších mastných kyselín.

Je potrebné poznamenať, že voľná kyselina fosfatidová sa v prírode vyskytuje, ale v porovnaní s glycerofosfolipidmi v relatívne malom množstve. Medzi mastnými kyselinami, ktoré tvoria glycerofosfolipidy, sa našli nasýtené aj nenasýtené (zvyčajne stearová, palmitová, olejová a linolová).

Tiež sa zistilo, že väčšina fosfatidylcholínov a fosfatidyletanolamínov obsahuje jednu nasýtenú vyššiu mastnú kyselinu v polohe C-1 a jednu nenasýtenú vyššiu mastnú kyselinu v polohe C-2. Hydrolýza fosfatidylcholínov a fosfatidyletanolamínov za účasti špeciálnych enzýmov (tieto enzýmy patria medzi fosfolipázy A 2) obsiahnutých napríklad v kobrom jede vedie k eliminácii nenasýtených mastných kyselín a tvorbe lyzofosfolipidov - lyzofosfatidylcholínov, alebo lyzofosfatidyletanolamínov silný hemolytický účinok:

Sfingolipidy (sfingofosfolipidy)

sfingomyelíny. Toto sú najbežnejšie sfingolipidy. Nachádzajú sa najmä v membránach zvierat a rastlinné bunky. Nervové tkanivo je na ne obzvlášť bohaté. Sfingomyelíny sa nachádzajú aj v tkanivách obličiek, pečene a iných orgánov. Pri hydrolýze tvoria sfingomyelíny jednu molekulu mastnej kyseliny, jednu molekulu dvojsýtneho nenasýteného alkoholu sfingozínu, jednu molekulu dusíkatej zásady (častejšie cholínu) a jednu molekulu kyseliny fosforečnej. Všeobecný vzorec sfingomyelínov možno znázorniť takto:

Všeobecný plán konštrukcie molekuly sfingomyelínu v určitom ohľade pripomína štruktúru glycerofosfolipidov. Molekula sfingomyelínu obsahuje polárnu „hlavu“, ktorá súčasne nesie kladný (cholínový zvyšok) aj záporný náboj (zvyšok kyseliny fosforečnej) a dva nepolárne „chvosty“ (dlhý alifatický reťazec sfingozínu a acylový radikál mastnej kyseliny). Napríklad v niektorých sfingomyelínoch izolovaných z mozgu a sleziny sa namiesto sfingozínu našiel alkohol dihydrosfingozín (redukovaný sfingozín):

Steroidy

Všetky uvažované lipidy sa zvyčajne nazývajú saponifikovateľné, pretože mydlá vznikajú pri ich alkalickej hydrolýze. Existujú však lipidy, ktoré nie sú hydrolyzované, aby sa uvoľnili mastné kyseliny. Tieto lipidy zahŕňajú steroidy. Steroidy sú široko rozšírené zlúčeniny v prírode. Často sa vyskytujú v spojení s tukmi. Dajú sa oddeliť od tuku saponifikáciou (spadajú do nezmydliteľnej frakcie). Všetky steroidy majú vo svojej štruktúre jadro tvorené hydrogenovaným fenantrénom (kruhy A, B a C) a cyklopentánom (kruh D) (obr. 1):

Obrázok 1 - Generalizované steroidné jadro
Medzi steroidy patria napríklad hormóny kôry nadobličiek, žlčové kyseliny, vitamíny D, srdcové glykozidy a ďalšie zlúčeniny. V ľudskom tele zaujímajú medzi steroidmi významné miesto steroly (steroly); steroidné alkoholy. Hlavným predstaviteľom sterolov je cholesterol (cholesterol).

Vzhľadom na komplexná štruktúra a asymetrie molekuly, steroidy majú veľa potenciálnych stereoizomérov. Každý zo šesťuhlíkových kruhov (kruhy A, B a C) steroidného jadra môže nadobudnúť dve rôzne priestorové konformácie – konformáciu „stoličky“ alebo „loďky“.

V prírodných steroidoch, vrátane cholesterolu, sú všetky krúžky vo forme "kresla", čo je stabilnejšia konformácia.

Cholesterol. Ako už bolo uvedené, medzi steroidmi vyniká skupina zlúčenín nazývaných steroly (steroly). Steroly sa vyznačujú prítomnosťou hydroxylovej skupiny v polohe 3, ako aj vedľajšieho reťazca v polohe 17. U najvýznamnejšieho predstaviteľa sterolov, cholesterolu, sa všetky kruhy nachádzajú v tranz- pozícia; okrem toho má dvojitú väzbu medzi 5. a 6. atómom uhlíka. Preto je cholesterol nenasýtený alkohol:

Kruhová štruktúra cholesterolu sa vyznačuje výraznou rigiditou, zatiaľ čo bočný reťazec je relatívne pohyblivý. Cholesterol teda obsahuje alkoholovú hydroxylovú skupinu na C-3 a rozvetvený alifatický reťazec s 8 atómami uhlíka na C-17. Chemický názov cholesterolu je 3-hydroxy-5,6-cholestén. Hydroxylová skupina na C-3 môže byť esterifikovaná vyššou mastnou kyselinou za vzniku esterov cholesterolu (cholesteridov).

Každá bunka v tele cicavcov obsahuje cholesterol. Neesterifikovaný cholesterol, ktorý je súčasťou bunkových membrán, spolu s fosfolipidmi a proteínmi poskytuje selektívnu priepustnosť bunková membrána a má regulačný účinok na stav membrány a na aktivitu enzýmov s ňou spojených. V cytoplazme sa cholesterol nachádza najmä vo forme esterov s mastnými kyselinami, ktoré tvoria malé kvapôčky – takzvané vakuoly. V plazme sa neesterifikovaný aj esterifikovaný cholesterol transportuje ako lipoproteíny.

Cholesterol je zdrojom žlčových kyselín, ako aj steroidných hormónov (pohlavných a kortikoidných) v tele cicavcov. Cholesterol, respektíve produkt jeho oxidácie – 7-dehydrocholesterol, sa vplyvom UV lúčov v pokožke mení na vitamín D3. Fyziologická funkcia cholesterolu je teda rôznorodá.

Cholesterol sa nachádza v živočíšnych tukoch, ale nie v rastlinných. Rastliny a kvasinky obsahujú zlúčeniny podobnú štruktúre ako cholesterol, vrátane ergosterolu.

Ergosterol- prekurzor vitamínu D. Po vystavení ergosterolu UV lúčmi získava schopnosť antirachitického účinku (pri otvorení kruhu B).

Obnova dvojitej väzby v molekule cholesterolu vedie k tvorbe koprosterolu (koprostanolu). Koprosterol sa nachádza v stolici a tvorí sa v dôsledku obnovy baktériami črevnej mikroflóry dvojitej väzby v cholesterole medzi atómami C 5 a C 6.

Tieto steroly sa na rozdiel od cholesterolu veľmi zle vstrebávajú v čreve, a preto sa v ľudských tkanivách nachádzajú v stopových množstvách.

Vosky

Vosky- ide o estery mastných kyselín a vyšších jednosýtnych alkoholov (C 12 - C 46). Vosky sú súčasťou ochranného náteru listov rastlín a pokožky ľudí a zvierat. Dodávajú povrchu charakteristický lesk a vodoodpudivosť, čo je dôležité pre zadržiavanie vody vo vnútri tela a vytváranie bariéry medzi telom a prostredím.

Autor: vzhľad, fyzikálne vlastnosti a zdrojov pôvodu, tuky a vosky majú veľa spoločného, ​​ale vosky sú veľmi odolné voči chemikáliám a pri dlhodobom skladovaní sa nemenia.

Existuje jednoduchý spôsob, ako pomôcť rozlíšiť medzi nimi. Pri silnom zahriatí tuk vydáva ostrý nepríjemný zápach akroleínu, zatiaľ čo vosk má príjemnú vôňu.

Vosky sú rastlinné, živočíšne, fosílne a syntetické.

rastlinné vosky

Karnaubský vosk pokrýva listy brazílskej palmy Copernicia cerifera. Je to ester triakontanolu CH 3 (CH 2) 29 OH a kyseliny tetrakosanovej CH 3 (CH 2) 22 COOH. Na získanie karnaubského vosku sa palmové listy sušia, vyklepáva sa z nich prášok, ktorý sa uvarí vo vode a naleje do foriem. 2000 listov dáva asi 16 kg vosku. Karnaubský vosk sa používa na výrobu tmelov a krémov na topánky.

Palmový vosk sa nachádza v priehlbinách prstencového kmeňa voskovej palmy, odkiaľ sa zoškrabuje. Jeden strom dáva 12 kg vosku.

Japonský vosk sa získava z lakového stromu, ktorý rastie v Japonsku a Číne.

Ovocie, zelenina a bobule (napr. čučoriedky) sú obalené rastlinnými voskami.

Živočíšne vosky

Včelí vosk, najznámejší z tohto typu vosku, je palmitinomyricylester.

Vlnený (vlnený) vosk - lanolín - hojne pokrýva zvieracie chlpy.

Spermaceti sa nachádza v kostných lebečných depresiách niektorých druhov veľrýb, najmä vorvaňov. 90 % tvorí palmitinocetyléter:

Čínsky vosk produkuje múčnatka, ktorá žije na jaseni čínskom a tvorí na ňom voskový obal. Obsahuje ester kyseliny hexakosanovej CH 3 (CH 2) 24 COOH a hexadekánový alkohol CH 3 (CH 2) 15 OH.

Vosky zahŕňajú kožný maz a ušný maz.

Bakteriálny vosk pokrýva povrch baktérií odolných voči kyselinám, ako je tuberkulóza, čím sú odolné voči vonkajším vplyvom. Obsahuje estery kyseliny mykolovej C 88 H 172 O 2 a oktadekanol C 20 H 42 O.

fosílne vosky

Rašelinový vosk sa získava benzínovou extrakciou pri 80°C z vysokohorskej bitúmenovej rašeliny.

Hnedouhoľný vosk (montánsky vosk) sa extrahuje benzínom z hnedého bitúmenového uhlia.

Horský vosk - ozokerit - minerál zo skupiny ropných bitúmenov.

Syntetické vosky získané na báze ropných a živicových parafínov a ich derivátov.

Vosky sa používajú vo viac ako 200 priemyselných odvetviach Národné hospodárstvo. Sú súčasťou leštidiel, ochranných kompozícií na kovy, tkaniny, papier, kožu, drevo; ako izolačný materiál; zložky mastí v kozmetike a medicíne.

Podobné informácie.

glycerofosfolipidy.Štrukturálnym základom glycerofosfolipidov je glycerol. Glycerofosfolipidy sú molekuly, v ktorých sú dve mastné kyseliny esterovo viazané na glycerol v prvej a druhej polohe; v tretej polohe je zvyšok kyseliny fosforečnej, ku ktorej môžu byť pripojené rôzne substituenty, najčastejšie aminoalkoholy. Ak je na tretej pozícii iba kyselina fosforečná, potom sa glycerofosfolipid nazýva kyselina fosfatidová. Jeho zvyšok je tzv "fosfatidyl"; je zahrnutý v názve zostávajúcich glycerofosfolipidov, za ktorým je uvedený názov substituenta atómu vodíka v kyseline fosforečnej, napríklad fosfatidyletanolamín, fosfatidylcholín atď. Kyselina fosfatidová vo voľnom stave v organizme je obsiahnutá v malom množstve), ale je medziproduktom pri syntéze triacylglycerolov aj glycerofosfolipidov. V glycerofosfolipidoch, podobne ako v triacylglyceroloch, sú na druhom mieste prevažne polyénové kyseliny; v molekule fosfatidylcholínu, ktorá je súčasťou membránovej štruktúry, je to najčastejšie kyselina arachidónová. Mastné kyseliny membránových fosfolipidov sa od ostatných ľudských lipidov líšia prevahou polyénových kyselín (až 80-85%), čo zabezpečuje tekutý stav hydrofóbnej vrstvy, ktorý je nevyhnutný pre fungovanie proteínov tvoriacich membránu štruktúru.

Všeobecný vzorec glycerofosfolipidov vyzerá takto:

Na rozdiel od triglyceridov v molekule fosfatidylcholínu nie je jedna z troch hydroxylových skupín glycerolu spojená s mastnou, ale s kyselinou fosforečnou. Okrem toho je kyselina fosforečná zase spojená éterovou väzbou s dusíkatou zásadou - cholínom [HO-CH2-CH2-N + (CH 3) 3]. V molekule fosfatidylcholínu sú teda spojené glycerol, vyššie mastné kyseliny, kyselina fosforečná a cholín:

Fosfatidyletanolamíny. Hlavným rozdielom medzi fosfatidylcholínmi a fosfatidyletanolamínmi je prítomnosť dusíkatej bázy etanolamínu (HO-CH2-CH2-N + H3) v ich zložení:

Z glycerofosfolipidov sa v organizme živočíchov a vyšších rastlín nachádzajú v najväčšom množstve fosfatidylcholíny a fosfatidyletanolamíny. Tieto 2 skupiny glycerofosfolipidov spolu metabolicky súvisia a sú hlavnými lipidovými zložkami bunkových membrán.

Fosfatidylseríny. V molekule fosfatidylserínu je dusíkatá zlúčenina zvyškom aminokyseliny serínu

Fosfatidylseríny sú oveľa menej rozšírené ako fosfatidylcholíny a fosfoetanolamíny a ich význam je podmienený najmä skutočnosťou, že sa podieľajú na syntéze fosfatidyletanolamínov.

Fosfatidylinozitoly. Tieto lipidy patria do skupiny derivátov kyseliny fosfatidovej, ale neobsahujú dusík. Radikálom (R3) v tejto podtriede glycerofosfolipidov je šesťuhlíkový cyklický spirtinositol:

Fosfatidylinozitoly sú v prírode široko rozšírené. Nachádzajú sa u zvierat, rastlín a mikroorganizmov. V živočíšnych organizmoch nachádzajúcich sa v mozgu, pečeni, pľúcach.

Otázka 36. Sfingolipidy. Štruktúra a úloha.

sfingolipidov

Aminoalkohol sfingozín, pozostávajúci z 18 atómov uhlíka, obsahuje hydroxylové skupiny a aminoskupinu. Sfingozín tvorí veľkú skupinu lipidov, v ktorých je k nemu pripojená mastná kyselina prostredníctvom aminoskupiny. Reakčný produkt sfingozínu a mastnej kyseliny sa nazýva tzv "ceramid"). V ceramidoch sú mastné kyseliny spojené nezvyčajnou (amidovou) väzbou a hydroxylové skupiny sú schopné interagovať s inými radikálmi. Ceramidy sa líšia v radikáloch mastných kyselín, ktoré tvoria ich zloženie. Zvyčajne ide o mastné kyseliny s dlhým reťazcom - od 18 do 26 atómov uhlíka. Existujú 3 hlavné typy sfingolipidov:

Ceramidy sú najjednoduchšie sfingolipidy. Obsahujú iba sfingozín spojený s acylovou časťou mastnej kyseliny.

Sfingomyelíny obsahujú nabitú polárnu skupinu, ako je fosfocholín alebo fosfoetanolamín.

Glykosfingolipidy obsahujú ceramid esterifikovaný na 1-hydroxyskupine s cukrovým zvyškom. V závislosti od cukru sa glykosfingolipidy delia na nacerebrozidy a gangliozidy.

Cerebrozidy obsahujú ako cukrový zvyšok buď glukózu alebo galaktózu.

Gangliozidy obsahujú trisacharid, jedným z nich je vždy kyselina sialová.

Biol. úloha sfingolipidov je rôznorodá. Je známe, že sa podieľajú na tvorbe membránových štruktúr axónov, synapsií a iných buniek nervového tkaniva, sprostredkúvajú rozpoznávacie mechanizmy, receptorové interakcie, medzibunkové kontakty a ďalšie životne dôležité procesy v tele.

Toto sú najbežnejšie sfingolipidy. Nachádzajú sa najmä v membránach živočíšnych a rastlinných buniek. Nervové tkanivo je na ne obzvlášť bohaté. Sfingomyelíny sa nachádzajú aj v tkanivách obličiek, pečene a iných orgánov. Pri hydrolýze tvoria sfingomyelíny jednu molekulu mastnej kyseliny, jednu molekulu dvojsýtneho nenasýteného alkoholu sfingozínu, jednu molekulu dusíkatej zásady (častejšie je to cholín) a jednu molekulu kyseliny fosforečnej. Všeobecný vzorec sfingomyelínov možno znázorniť takto:

Otázka 37 sú široko zastúpené v tkanivách, najmä v nervovom tkanive, najmä v mozgu. Glykosfingolipidy sú hlavnou formou glykolipidov v živočíšnych tkanivách. Posledne uvedené obsahujú ceramid pozostávajúci z alkoholu sfingozínu a zvyškov mastnej kyseliny a jedného alebo viacerých zvyškov cukru. Najjednoduchšie glykosfingolipidy sú galaktozylceramidy a glukozylceramidy.

Galaktozylceramidy sú hlavnými sfingolipidmi mozgu a iných nervových tkanív, ale v malých množstvách sa nachádzajú aj v mnohých iných tkanivách. Zloženie galaktozylceramidov zahŕňa hexózu (zvyčajne D-galaktózu), ktorá je éterovo viazaná na hydroxylovú skupinu aminospirtasfingozínu. Okrem toho galaktozylceramid obsahuje mastnú kyselinu. Najčastejšie ide o kyselinu lignocerovú, nervónovú alebo cerebrónovú, t.j. mastné kyseliny s 24 atómami uhlíka.

Existujú sulfogalaktozylceramidy, ktoré sa líšia od galaktozylceramidov prítomnosťou zvyšku kyseliny sírovej naviazaného na tretí atóm uhlíka hexózy. V mozgu cicavcov sa sulfo-galaktozylceramidy nachádzajú najmä v bielej hmote, pričom ich obsah v mozgu je oveľa nižší ako obsah galaktozylceramidov.

Glukozylceramidy - jednoduché glykosfingolipidy, sú prítomné v iných tkanivách ako nervových a hlavne glukozylceramidy. V malom množstve sa nachádzajú v mozgovom tkanive. Na rozdiel od galaktozylceramidov majú namiesto galaktózového zvyšku glukózový zvyšok. Zložitejšie glykosfingolipidy sú gangliozidy, ktoré sa tvoria z glykozylceramidov. Gangliozidy navyše obsahujú jednu alebo viac molekúl kyseliny sialovej. V ľudských tkanivách je kyselina neuramínová dominantnou kyselinou sialovou. Navyše namiesto glukózového zvyšku často obsahujú komplexný oligosacharid. Gangliozidy sa nachádzajú vo veľkom množstve v nervovom tkanive. Zdá sa, že vykonávajú receptorové a iné funkcie. Jedným z najjednoduchších gangliozidov je hematozid izolovaný zo strómy erytrocytov. Obsahuje ceramid (acylsfingozín), jednu molekulu glukózy, jednu molekulu kyseliny N-acetylneuramínovej.

Otázka38. CHOLESTEROL- dôležitá zložka membrán a regulátor vlastností hydrofóbnej vrstvy. Deriváty cholesterolu (žlčové kyseliny) sú nevyhnutné pre trávenie tukov. Steroidné hormóny syntetizované z cholesterolu sa podieľajú na regulácii energie, metabolizmu voda-soľ, sexuálnych funkcií.V ľudskom tele je to hlavný steroid, zvyšok steroidov sú jeho deriváty. Rastliny, huby a kvasinky nesyntetizujú cholesterol, ale tvoria rôzne fytosteroly a mykosteroly, ktoré ľudské telo nevstrebáva. Baktérie nie sú schopné syntetizovať steroidy. Cholesterol je súčasťou membrán a ovplyvňuje štruktúru dvojvrstvy, čím zvyšuje jej tuhosť. Z cholesterolu sa syntetizujú žlčové kyseliny, steroidné hormóny a vitamín D3. Porušenie metabolizmu cholesterolu vedie k rozvoju aterosklerózy. Cholesterol je molekula obsahujúca 4 kondenzované kruhy, označené latinskými písmenami A, B, C, D, rozvetvený bočný reťazec s 8 atómami uhlíka v polohe 17, 2 "uhlové" metylové skupiny (18 a 19) a hydroxylovú skupinu v polohe 3. Pripojenie mastných kyselín esterovou väzbou k hydroxylovej skupine vedie k tvorbe esterov cholesterolu. V neesterifikovanej forme je cholesterol súčasťou membrán rôznych buniek. Hydroxylová skupina cholesterolu je obrátená k vodnej vrstve a tuhá hydrofóbna časť molekuly je ponorená do vnútornej hydrofóbnej vrstvy membrány. V krvi sú 2/3 cholesterolu v esterifikovanej forme a 1/3 vo forme voľného cholesterolu. Estery cholesterolu slúžia ako forma jeho ukladania v niektorých bunkách (napríklad v pečeni, kôre nadobličiek, pohlavných žľazách). Z týchto zásob sa cholesterol používa na syntézu žlčových kyselín a steroidných hormónov.

2.1.2 Sfingolipidy (sfingofosfolipidy)

sfingomyelíny. Toto sú najbežnejšie sfingolipidy. Nachádzajú sa najmä v membránach živočíšnych a rastlinných buniek. Nervové tkanivo je na ne obzvlášť bohaté. Sfingomyelíny sa nachádzajú aj v tkanivách obličiek pečene a iných orgánov. Pri hydrolýze tvoria sfingomyelíny jednu molekulu mastnej kyseliny, jednu molekulu dvojsýtneho nenasýteného alkoholu sfingozínu, jednu molekulu dusíkatej zásady a jednu molekulu kyseliny fosforečnej. Všeobecný vzorec sfingomyelínov možno znázorniť takto:

Všeobecný plán konštrukcie molekuly sfingomyelínu v určitom ohľade pripomína štruktúru glycerofosfolipidov. Molekula sfingomyelínu obsahuje polárnu „hlavu“, ktorá súčasne nesie pozitívne (cholínový zvyšok) aj negatívne (zvyšok kyseliny fosforečnej) náboje a dva nepolárne „chvosty“ (dlhý alifatický sfingozínový reťazec a acylový radikál mastnej kyseliny ).

2.2 Glykolipidy (glykosfingolipidy)

Glykolipidy sú široko distribuované v tkanivách, najmä v nervovom tkanive, najmä v mozgu. Hlavnou formou glykolipidov v živočíšnych tkanivách sú glykosfingolipidy. Posledne uvedené obsahujú ceramid pozostávajúci z alkoholu sfingozínu a zvyškov mastnej kyseliny a jedného alebo viacerých zvyškov cukru.

Najjednoduchšie glykosfingolipidy sú galaktozylceramidy a glukozylceramidy.

Galaktozylceramidy sú hlavnými sfingolipidmi mozgu a iných nervových tkanív, ale v malých množstvách sa nachádzajú aj v mnohých iných tkanivách. Zloženie galaktozylceramidov zahŕňa hexózu (zvyčajne D-galaktózu), ktorá je éterom naviazaná na hydroxylovú skupinu aminoalkoholu sfingozínu. Okrem toho galaktozylceramid obsahuje mastnú kyselinu. Najčastejšie ide o kyselinu lignocerovú, nervónovú alebo cerebrónovú, teda mastné kyseliny s 24 atómami uhlíka. Existujú sulfogalaktozylceramidy, ktoré sa líšia od galaktozylceramidov prítomnosťou zvyšku kyseliny sírovej naviazaného na tretí atóm uhlíka hexózy. V mozgu cicavcov sa sulfogalaktozylceramidy nachádzajú najmä v bielej hmote, pričom ich obsah v mozgu je oveľa nižší ako obsah galaktozylceramidov.

Glukozylceramidy sú jednoduché glykosfingolipidy prítomné v tkanivách iných ako nervový systém, hlavne glukozylptsramidy. V malom množstve sa nachádzajú v mozgovom tkanive. Na rozdiel od galaktozylceramidov majú namiesto galaktózového zvyšku glukózový zvyšok.

Zložitejšie glykosfingolipidy sú gangliozidy, ktoré sa tvoria z glykozylceramidov. Gangliozidy navyše obsahujú jednu alebo viac molekúl kyseliny sialovej. V ľudských tkanivách je kyselina neuramínová dominantnou kyselinou sialovou. Navyše namiesto glukózového zvyšku často obsahujú komplexný oligosacharid. Gangliozidy sa nachádzajú vo veľkom množstve v nervovom tkanive. Zdá sa, že vykonávajú receptorové a iné funkcie. Jedným z najjednoduchších gangliozidov je gametozid izolovaný zo strómy erytrocytov. Obsahuje ceramid, jednu molekulu glukózy, jednu molekulu kyseliny N-acetylneuramínovej.

2.3 Steroidy

Všetky uvažované lipidy sa zvyčajne nazývajú saponifikovateľné, pretože mydlá vznikajú pri ich alkalickej hydrolýze. Existujú však lipidy, ktoré nie sú hydrolyzované, aby sa uvoľnili mastné kyseliny. Tieto lipidy zahŕňajú steroidy. Steroidy sú zlúčeniny široko rozšírené v prírode. Často sa vyskytujú v spojení s tukmi. Dajú sa oddeliť od tuku saponifikáciou (spadajú do nezmydliteľnej frakcie). Všetky steroidy majú vo svojej štruktúre jadro tvorené hydrogenovaným fenantrénom (kruhy A, B a C) a cyklopentánom (kruh D).

Fenantrén Perhydrofenantrén Všeobecný štruktúrny základ steroidov.

Medzi steroidy patria napríklad hormóny kôry nadobličiek, žlčové kyseliny, vitamíny D, srdcové glykozidy a ďalšie zlúčeniny. V ľudskom tele zaujímajú medzi steroidmi dôležité miesto steroly (steroly), teda steroidné alkoholy. Hlavným predstaviteľom sterolov je cholesterol (cholesterol).

Vzhľadom na komplexnú štruktúru a asymetriu molekuly majú steroidy veľa potenciálnych stereoizomérov. Každý zo šesťuhlíkových kruhov (kruhy A, B a C) steroidného jadra môže nadobudnúť dve rôzne priestorové konformácie – konformáciu „stoličky“ alebo „loďky“.

V prírodných steroidoch, vrátane cholesterolu, sú všetky krúžky vo forme "kresla", čo je stabilnejšia konformácia. Na druhej strane, vzhľadom na seba, krúžky môžu byť v cis alebo trans polohách.

Cholesterol. Ako už bolo uvedené, medzi steroidmi vyniká skupina zlúčenín nazývaných steroly (steroly). Steroly sa vyznačujú prítomnosťou hydroxylovej skupiny v polohe 3, ako aj vedľajšieho reťazca v polohe 17. U najvýznamnejšieho predstaviteľa sterolov, cholesterolu, sú všetky kruhy v polohe trans; okrem toho má dvojitú väzbu medzi 5. a 6. atómom uhlíka. Preto je cholesterol nenasýtený alkohol. Kruhová štruktúra cholesterolu sa vyznačuje výraznou rigiditou, zatiaľ čo bočný reťazec je relatívne pohyblivý. Cholesterol teda obsahuje alkoholovú hydroxylovú skupinu na C-3 a rozvetvený alifatický reťazec s 8 atómami uhlíka na C-17. Chemický názov cholesterolu je 3-hydroxy-5,6-cholestin. Hydroxylová skupina na C-3 môže byť esterifikovaná vyššou mastnou kyselinou za vzniku esterov cholesterolu (cholesteridov).

Cholesterol je zdrojom tvorby žlčových kyselín a steroidných hormónov v tele cicavcov. Fyziologické funkcie cholesterolu sú rôznorodé.

Bezpečnosť životné prostredie Záver Obrázok 2 - Sieťový diagram diplomovej práce 2.1 Predmety štúdia diplomovej práce boli mikroorganizmy izolované z rôznych prírodných tukov: tuleň (H), tuleň pestovaný na médiu s tukom z vlny (Hb), vlna (B) a mikroorganizmy izolované z ...

V zložení lipidov sú okrem bežných kyselín zvláštne kyseliny mykolové, charakteristické len pre tieto mikroorganizmy, ktorými sú vysokomolekulárne b-hydroxykyseliny s dlhým alifatickým reťazcom v polohe a. FA lipidov vláknitých húb sú do značnej miery totožné so zložením rastlinných olejov. V tomto ohľade môžu byť hubové lipidy použité v rôznych odvetviach národného hospodárstva (...

Vodný kúpeľ 10 min. Vôňa núdzového vývaru sa určuje v procese zahrievania na 80-85 ° C. Stupeň priehľadnosti bujónu sa nastavuje vizuálne vo valci s priemerom 20 mm. Chemický výskum. Chemické štúdie hydinového mäsa zahŕňajú stanovenie množstva prchavých mastných kyselín, stanovenie amoniaku a amónnych solí, reakciu na peroxidázu s benzidínom, stanovenie kyseliny a peroxidu ...

Venujte pozornosť vyššie uvedenému, je účelnejšie zaviesť v podniku technické opatrenia, ktoré následne priaznivo ovplyvnia finančné výsledky RUE "Gomel OTKZ Tukový závod" KAPITOLA 3 SPÔSOBY ZLEPŠENIA FINANČNÉHO STAVU V RUE "GOMEL OBJEDNÁVKA" OF LABOR RED PANNER FAT PLANT" 3.1 Realizačné opatrenie lacnejšie a energeticky menej efektívne...

Sfingolipidy. Nachádzajú sa najmä v membránach živočíšnych a rastlinných buniek. Nervové tkanivo je na ne obzvlášť bohaté. Sfingomyelíny sa nachádzajú aj v tkanivách obličiek, pečene a iných orgánov. Pri hydrolýze tvoria sfingomyelíny jednu molekulu mastnej kyseliny, jednu molekulu dvojsýtneho nenasýteného alkoholu sfingozínu, jednu molekulu dusíkatej zásady (častejšie cholínu) a jednu molekulu kyseliny fosforečnej. Všeobecný vzorec sfingomyelínov možno znázorniť takto:

Všeobecný plán konštrukcie molekuly sfingomyelínu v určitom ohľade pripomína štruktúru glycerofosfolipidov. Molekula sfingomyelínu obsahuje polárnu „hlavu“, ktorá súčasne nesie kladný (cholínový zvyšok) aj záporný náboj (zvyšok kyseliny fosforečnej) a dva nepolárne „chvosty“ (dlhý alifatický reťazec sfingozínu a acylový radikál mastnej kyseliny). Napríklad v niektorých sfingomyelínoch izolovaných z mozgu a sleziny sa namiesto sfingozínu našiel alkohol dihydrosfingozín (redukovaný sfingozín):

7.6 Steroidy

Všetky uvažované lipidy sa zvyčajne nazývajú saponifikovateľné, pretože mydlá vznikajú pri ich alkalickej hydrolýze. Existujú však lipidy, ktoré nie sú hydrolyzované, aby sa uvoľnili mastné kyseliny. Tieto lipidy zahŕňajú steroidy. Steroidy sú široko rozšírené zlúčeniny v prírode. Často sa vyskytujú v spojení s tukmi. Dajú sa oddeliť od tuku saponifikáciou (spadajú do nezmydliteľnej frakcie). Všetky steroidy majú vo svojej štruktúre jadro tvorené hydrogenovaným fenantrénom (kruhy A, B a C) a cyklopentánom (kruh D) (obr. 24):

Obrázok 24 - Generalizované jadro steroidov
Medzi steroidy patria napríklad hormóny kôry nadobličiek, žlčové kyseliny, vitamíny D, srdcové glykozidy a ďalšie zlúčeniny. V ľudskom tele zaujímajú medzi steroidmi významné miesto steroly (steroly); steroidné alkoholy. Hlavným predstaviteľom sterolov je cholesterol (cholesterol).

Vzhľadom na komplexnú štruktúru a asymetriu molekuly majú steroidy veľa potenciálnych stereoizomérov. Každý zo šesťuhlíkových kruhov (kruhy A, B a C) steroidného jadra môže nadobudnúť dve rôzne priestorové konformácie – konformáciu „stoličky“ alebo „loďky“.

Cholesterol je zdrojom žlčových kyselín, ako aj steroidných hormónov (pohlavných a kortikoidných) v tele cicavcov. Cholesterol, respektíve produkt jeho oxidácie – 7-dehydrocholesterol, sa vplyvom UV lúčov v pokožke mení na vitamín D3. Fyziologická funkcia cholesterolu je teda rôznorodá.

Cholesterol sa nachádza v živočíšnych tukoch, ale nie v rastlinných. Rastliny a kvasinky obsahujú zlúčeniny podobnú štruktúre ako cholesterol, vrátane ergosterolu.

Ergosterol je prekurzorom vitamínu D. Po vystavení ergosterolu UV žiarením získava schopnosť pôsobiť antirachiticky (pri otvorení kruhu B).

Obnova dvojitej väzby v molekule cholesterolu vedie k tvorbe koprosterolu (koprostanolu). Koprosterol sa nachádza v stolici a tvorí sa v dôsledku obnovy baktériami črevnej mikroflóry dvojitej väzby v cholesterole medzi atómami C 5 a C 6.

Tieto steroly sa na rozdiel od cholesterolu veľmi zle vstrebávajú v čreve, a preto sa v ľudských tkanivách nachádzajú v stopových množstvách.

8 Chémia sacharidov

Po prvýkrát bol termín "sacharidy" navrhnutý profesorom Dorpat (teraz Tartu) University K.G. Schmidt v roku 1844. Vtedy sa predpokladalo, že všetky sacharidy majú všeobecný vzorec C m (H 2 O) n, t.j. sacharidy + voda. Odtiaľ pochádza názov „sacharidy“. Napríklad glukóza a fruktóza majú vzorec C(H20)6, trstinový cukor (sacharóza) C12(H20)11, škrob [C6(H20)5]n atď. Následne sa ukázalo, že množstvo zlúčenín patriacich do triedy uhľohydrátov svojimi vlastnosťami obsahuje vodík a kyslík v trochu inom pomere, ako je uvedené vo všeobecnom vzorci (napríklad deoxyribóza C 5 H 10 O 4). V roku 1927 navrhla Medzinárodná komisia pre reformu chemickej nomenklatúry nahradiť pojem „sacharidy“ pojmom „glycidy“, ale starý názov „sacharidy“ sa udomácnil a je všeobecne uznávaný.

Chémia uhľohydrátov zaujíma jedno z popredných miest v histórii vývoja organickej chémie. Za prvý možno považovať trstinový cukor organická zlúčenina izolované v chemicky čistej forme. Vyrobil v roku 1861 A.M. Butlerova syntéza (mimo tela) uhľohydrátov z formaldehydu bola prvou syntézou zástupcov jednej z troch hlavných tried látok (bielkoviny, lipidy, sacharidy), ktoré tvoria živé organizmy. Chemická štruktúra najjednoduchšie sacharidy boli objasnené v koniec XIX V. ako výsledok základného výskumu E. Fishera. Významný príspevok k štúdiu sacharidov urobili domáci vedci A.A. Colley, P.P. Shorygin, N.K. Kochetkov a ďalší.V 20. rokoch 20. storočia položili práce anglického bádateľa W. Hewortha základy štruktúrnej chémie polysacharidov. Od druhej polovice XX storočia. dochádza k rýchlemu rozvoju chémie a biochémie uhľohydrátov v dôsledku ich dôležitého biologického významu.

FEDERÁLNA AGENTÚRA PRE ZDRAVIE A SOCIÁLNY ROZVOJ

ŠTÁTNA VZDELÁVACIA INŠTITÚCIA VYSOKÉHO ODBORNÉHO ŠKOLSTVA RUSKO ŠTÁTNA LEKÁRSKA UNIVERZITA FEDERÁLNEJ AGENTÚRY PRE ZDRAVOTNÍCTVO A SOCIÁLNY ROZVOJ

sfingolipidov.

Ich biosyntéza a biologická úloha

Skupina Nikitin Pavel 112

Sfingolipidy sú skupinou komplexných lipidov, ktorých základom molekuly sú alifatické aminoalkoholy, z ktorých sú najčastejšie sfingozín a cerebrín.

CH3(CH2)12 CH CH CH CH CH2OH CH3; (CH2)12 CH2CH CH CH CH2OH

OH NH2 OH OH NH2

sfingozín cerebrín (fytosfingozín)

Sfingolipidy sú rozdelené do 2 hlavných skupín:

sfingofosfolipidy obsahujúce zvyšky kyseliny fosforečnej a cholínu (sfingomyelíny) alebo kyseliny fosforečnej a inozitylglykozid (fytosfingolipidy);

sfingoglykolipidy obsahujúce monosacharidy (zvyčajne galaktózu) alebo oligosacharidy (cerebrozidy) ; a zvyšky kyseliny sialovej (gangliozidy) .

Sfingomyelíny sú najbežnejšie sfingolipidy. Nachádzajú sa najmä v membránach živočíšnych a rastlinných buniek. Nervové tkanivo je na ne obzvlášť bohaté; sfingomyelíny sa nachádzajú aj v tkanivách obličiek, pečene a iných orgánov. Pri hydrolýze tvoria sfingomyelíny jednu molekulu mastnej kyseliny, jednu molekulu mastnej kyseliny, jednu molekulu dvojsýtneho nenasýteného aminoalkoholu sfingozínu, jednu molekulu dusíkatej bázy (častejšie je to cholín) a jednu molekulu kyseliny fosforečnej. sfingomyelíny patria do triedy fosfolipidov. Všeobecná štruktúra sfingomyelínov vyzerá takto:

Konformácia molekuly sfingomyelínu je v určitom ohľade podobná konformácii glycerofosfolipidov. Molekula sfingomyelínu obsahuje polárnu „hlavu“, ktorá súčasne nesie pozitívny (cholínový zvyšok) aj negatívny (zvyšok kyseliny fosforečnej) náboj, a dva nepolárne „chvosty“ (dlhý alifatický reťazec sfingozínu a esterifikovanej mastnej kyseliny ). Treba poznamenať, že v niektorých sfingomyelínoch, napríklad izolovaných z mozgu a sleziny, sa namiesto sfingozínu našiel alkohol dihydrosfingozín (redukovaný sfingozín).

Glykolipidy sú komplexné lipidy obsahujúce sacharidové skupiny v molekule (často D-galaktózový zvyšok). Glykolipidy hrajú zásadnú úlohu vo fungovaní biologických membrán. Nachádzajú sa prevažne v mozgovom tkanive, ale nachádzajú sa aj v krvných bunkách a iných tkanivách. Existujú tri hlavné skupiny glykolipidov: cerebrozidy, sulfatidy a gangliozidy.

Cerebrozidy neobsahujú ani kyselinu fosforečnú, ani cholín. Zahŕňajú hexózu (zvyčajne D-galaktózu), ktorá je éterovo viazaná na hydroxylovú skupinu aminoalkoholu sfingozínu. Okrem toho cerebrosid obsahuje mastnú kyselinu. Medzi týmito mastnými kyselinami sú najbežnejšie lignocerová, nervónová a cerebrónová kyselina, t. j. mastné kyseliny s 24 atómami uhlíka. Štruktúra cerebrosidov môže byť znázornená nasledujúcou schémou;

Najviac študovanými zástupcami cerebrosidov sú nervon obsahujúci kyselinu nervónovú, cerebron obsahujúci kyselinu cerebrónovú a kerazín obsahujúci kyselinu glygnocyrovú. Obsah cerebrosidov je obzvlášť vysoký v membránach nervových buniek (v myelínovej pošve).

Gangliozidy Hydrolýzou gangliozidov je možné detegovať vyššie mastné kyseliny, sfingozínalkohol, D-glukózu a D-galaktózu, ako aj deriváty aminosacharidov: N-acetylglukózamín a kyselinu N-acetylneuramínovú. Ten sa v tele syntetizuje z glukozamínu a má nasledujúci vzorec:

Štrukturálne sú gangliozidy do značnej miery podobné cerebrozidom, len s tým rozdielom, že namiesto jediného galaktózového zvyšku obsahujú komplexný oligosacharid. Jedným z najjednoduchších gangliozidov je hematozid izolovaný zo strómy erytrocytov:

Na rozdiel od cerebrozidov a sulfatidov sa gangliozidy nachádzajú prevažne v sivej hmote mozgu a sú sústredené v plazmatických membránach nervových a gliových buniek.

Všetky vyššie diskutované lipidy sa bežne nazývajú saponifikovateľné, pretože mydlá vznikajú počas ich hydrolýzy.

Biosyntéza sfingolipidov

Sfingolipidy môžu byť syntetizované z iných zlúčenín. Na ich syntézu je potrebný predovšetkým sfingozín, ktorý vzniká v priebehu niekoľkých po sebe nasledujúcich reakcií z palmitoyl-CoA a serínu; aktivované mastné kyseliny sú potrebné vo forme derivátov acyl-CoA; tiež potrebné
alebo aktivovaný cholín vo forme CDP-cholínu na syntézu sfingomyelínov, alebo aktivované sacharidové monoméry vo forme ich UDP derivátov na syntézu cerebrozidov alebo gangliozidov.

Biologická úloha

I. účasť na práci imunitného systému

a) Metabolizmus sfingolipidov v bunkách imunitného systému a tvorba sekundárnych lipidových poslov - ceramid, sfingozín, sfingozín-1-fosfát a ceramid-1-fosfát - sú súčasťou jedného signalizačného systému, ktorý riadi dozrievanie, diferenciáciu aktivácia a proliferácia lymfocytov v reakcii na antigény a mitogény a programovaná bunková smrť po efektorovej funkcii.

b) Produkty sfingomyelínového cyklu, ako aj inhibítor ceramidsyntázy - fumonizín B1 - ovplyvňujú expresiu povrchových antigénov T lymfocytov - CD3, CD4, CD8, CD25, CD45, menia rovnováhu medzi subpopuláciami lymfocytov, inhibujú DNA syntéza v normálnych bunkách týmusu a sleziny a proliferatívna odpoveď na mitogény a potlačenie vývoja imunitnej odpovede na T-dependentné antigény in vivo.

Skoré fázy primárnej imunitnej odpovede sú charakterizované proliferáciou špecifických prekurzorov v špecifickom mikroprostredí lymfoidného tkaniva, diferenciáciou na efektorové lymfocyty a migráciou z lymfoidných orgánov do krvi a tkanív. Migrácia T lymfocytov závisí najmä od distribúcie antigénu v nelymfoidných orgánoch a lokálnej aktivácie lymfocytov molekulami mononukleárnych systémov.

c) Ovplyvňuje expresiu adhéznych molekúl a MHC, ako aj faktorov bunkovej migrácie, sfingolipidy regulujú riadený pohyb aktivovaných lymfocytov v tkanivách. Interakcia všetkých typov efektorových buniek vedie k odstráneniu cudzieho antigénu z tela. Pôsobenie sfingolipidov sa realizuje na úrovni cieľov spoločných pre signálne dráhy komplexu TCR/CD3 a sfingomyelínový cyklus. Sfingolipidy sú nevyhnutnou a nenahraditeľnou súčasťou imunitného systému a v dôsledku toho dôležitou súčasťou celého organizmu.

II- Účasť na štruktúre a fungovaní bunkových membrán.

Sfingolipidy sú prítomné v membránach živočíšnych a rastlinných buniek; sú hlavnou zložkou myelínovej pošvy miazgových nervov a mozgových lipidov. Tukové usadeniny takmer nie sú obsiahnuté.

Aplikácia v medicíne

Sfingolipidy sa používajú na liečbu rakoviny. Mnoho typov nádorových buniek a novotvarov môže byť zničených expozíciou vedúcou k zvýšeniu koncentrácie sfingolipidového ceramidu. Existuje mnoho spôsobov, ako zvýšiť množstvo sfingolipidového ceramidu v nádore, ale ich použitie je komplikované skutočnosťou, že sfingolipidový ceramid hrá ústrednú úlohu v bunkovej homeostáze: ľahko sa metabolizuje na iné sfingolipidy, ktoré podporujú rast nádoru, metastázy a pôsobia proti imunitný systém pacienta. Poznamenáva sa potreba zabrániť takejto metabolickej premene na pozadí súčasnej aktivácie enzýmov zapojených do syntézy sfingolipidového ceramidu, sú opísané enzýmy, ktoré by mali byť aktivované alebo inhibované, ako aj liečivá, metabolity a zložky potravy, ktoré modifikujú každý enzým. Zdôrazňuje sa dôležitosť alylalkoholovej skupiny v molekule ceramidového sfingolipidu a množstva protinádorových činidiel, ukazuje sa, že hydroxylová skupina sa podieľa na prenose fosfátu z proteínu na proteín tvorbou fosfátového esteru. Alylhydroxylová skupina môže tiež znížiť počet ketónov v mitochondriálnych ubichinónoch za vzniku reaktívnych foriem kyslíka. Hladinu sfingolipidového ceramidu v nádoroch je možné zvýšiť priamym podaním sfingolipidového ceramidu alebo jeho analógov; stimulácia tvorby sfingolipidového ceramidu z jeho prekurzorov; hydrolýzou sfingomyelínu alebo hydrolýzou glykosfingolipidov; acylácia sfingozínu. Navyše vyššia koncentrácia sfingolipidového ceramidu môže byť spôsobená spomalením jeho premeny na sfingomyelín.