11

LipidyLipidy

Zakład Chemii MedycznejZakład Chemii MedycznejPomorskiej Akademii MedycznejPomorskiej Akademii Medycznej

22

LipidyLipidy

Substancje organiczne, występujące w organizmach żywych, nierozpuszczalne

w wodzie, ale dające się ekstrahować rozpuszczalnikami organicznymi

(np. chloroformem, acetonem, benzenem)

33

Biologiczne funkcje lipidówBiologiczne funkcje lipidów Są Są materiałem budulcowymmateriałem budulcowym ( (fosfolipidy, cholesterol, fosfolipidy, cholesterol,

glikolipidy)glikolipidy)

Decydują o Decydują o właściwościach dynamicznychwłaściwościach dynamicznych błony błony komórkowej komórkowej

Są Są prekursorami hormonówprekursorami hormonów steroidowych (cholesterol) steroidowych (cholesterol) i hormonów tkankowych (kwasy tłuszczowe) i hormonów tkankowych (kwasy tłuszczowe)

StanowiąStanowią substrat dla syntezy kwasów tłuszczowychsubstrat dla syntezy kwasów tłuszczowych i niektórych witamini niektórych witamin

Biorą udział w zjawiskachBiorą udział w zjawiskach immunologicznychimmunologicznych (eikozanoidy)(eikozanoidy)

44

Podział lipidówPodział lipidów (1)(1)

A.A. Lipidy prosteLipidy proste – – estry kwasów estry kwasów tłuszczowychtłuszczowych z różnymi alkoholamiz różnymi alkoholami

a)a) Tłuszcze właściweTłuszcze właściwe – estry kwasów – estry kwasów tłuszczowych z tłuszczowych z glicerolemglicerolem

b)b) WoskiWoski – estry kwasów tłuszczowych z – estry kwasów tłuszczowych z wyższymi wyższymi alkoholami jednowodorotlenowymialkoholami jednowodorotlenowymi

B.B. Lipidy złożoneLipidy złożone

55

Podział lipidówPodział lipidów (2)(2)

B.B. Lipidy złożoneLipidy złożone – – estry zawierające estry zawierające dodatkowe grupy funkcyjnedodatkowe grupy funkcyjne

a)a) FosfolipidyFosfolipidy – zawierają resztę kwasu – zawierają resztę kwasu fosforowego i zasady azotowej lub fosforowego i zasady azotowej lub aminoalkoholu.aminoalkoholu. glicerofosfolipidy glicerofosfolipidy – zawierające glicerol– zawierające glicerol SfingolipidySfingolipidy – zawierające sfingozynę – zawierające sfingozynę

b)b) GlikolipidyGlikolipidy – zawierają kwasy tłuszczowe, – zawierają kwasy tłuszczowe, alkohol sfingozynę i węglowodanalkohol sfingozynę i węglowodan

c)c) Inne lipidy złożoneInne lipidy złożone – sulfolipidy, aminolipidy, – sulfolipidy, aminolipidy, lipoproteinylipoproteiny

66

Podział lipidówPodział lipidów (3)(3)

C.C. Prekursory i pochodne lipidówPrekursory i pochodne lipidówa)a) kwasy tłuszczowe, kwasy tłuszczowe,

b)b) glicerol, glicerol,

c)c) alkohole inne niż glicerol, alkohole inne niż glicerol,

d)d) sterole i lipidy izoprenowe, sterole i lipidy izoprenowe,

e)e) witaminy rozpuszczalne w tłuszczach, witaminy rozpuszczalne w tłuszczach,

f)f) hormonyhormony

77

KWASY TŁUSZCZOWEKWASY TŁUSZCZOWEStruktura i właściwościStruktura i właściwości

Kwasy tłuszczowe są monokarboksylowymi kwasami o Kwasy tłuszczowe są monokarboksylowymi kwasami o łańcuchach węglowodorowych. łańcuchach węglowodorowych.

Łańcuch węglowodorowy KT ma charakter hydrofobowyŁańcuch węglowodorowy KT ma charakter hydrofobowyGrupa karboksylowa KT jest polarnaGrupa karboksylowa KT jest polarna

arachidowyarachidowy

stearynowystearynowy

palmitynowypalmitynowy

arachidonowyarachidonowy

erukowyerukowy

oleinowyoleinowy

linolowylinolowy

linolenowlinolenowyy

88

KWASY TŁUSZCZOWEKWASY TŁUSZCZOWEStruktura i właściwościStruktura i właściwości

Kwasy tłuszczowe nasycone, zawierające Kwasy tłuszczowe nasycone, zawierające ponad 10 atomów węgla w łańcuchu:ponad 10 atomów węgla w łańcuchu:są substancjami stałymisą nierozpuszczalnymi w wodzieich temperatura topnienia wzrasta wraz z długością łańcucha

Kwasy tłuszczowe nienasyconeKwasy tłuszczowe nienasycone w większości w większości są w temperaturze pokojowe substancjami są w temperaturze pokojowe substancjami płynnymipłynnymi

99

KWASY TŁUSZCZOWEKWASY TŁUSZCZOWEStruktura i właściwościStruktura i właściwości

Nienasycone kwasy tłuszczowe – reaktywność:Nienasycone kwasy tłuszczowe – reaktywność:

uwodnienieuwodnienie

redukcjaredukcja

utlenienieutlenienie

– CH = CH – + H2O – CH(OH) – CH2 –

– CH = CH – + XH2 – CH2CH2 – + X redukcja

R1 – CH = CH –R2 R1 – CHO + R2 – CHOutlenianie

1010

KWASY TŁUSZCZOWEKWASY TŁUSZCZOWEStruktura i właściwościStruktura i właściwości

Ze względu na obecność wiązania podwójnego Ze względu na obecność wiązania podwójnego nienasycone kwasy tłuszczowe mogą występować nienasycone kwasy tłuszczowe mogą występować w dwóch formach stereoizomerycznych: w dwóch formach stereoizomerycznych: cis i cis i

transtrans

Kwas oleinowy Kwas elaidynowy

1111

KWASY TŁUSZCZOWEKWASY TŁUSZCZOWENazewnictwo kwasów tłuszczowychNazewnictwo kwasów tłuszczowych

NazwyNazwy zwyczajowezwyczajowe w większości przypadków w większości przypadków wywodzą się od źródła ich odkryciawywodzą się od źródła ich odkrycia

Nazwy systematyczne wywodzą się od Nazwy systematyczne wywodzą się od liczebników greckichliczebników greckich– stosuje się końcówkęstosuje się końcówkę

––anowyanowy dla kwasów nasyconychdla kwasów nasyconych ––enowyenowy dla kwasów nienasyconychdla kwasów nienasyconych

Kwas oktadekanowy Kwas 9,12 oktadekadienowy

Kwas stearynowy Kwas linolowy

1212

KWASY TŁUSZCZOWEKWASY TŁUSZCZOWENazewnictwo kwasów tłuszczowychNazewnictwo kwasów tłuszczowych

Nazwy systematyczne wywodzą się od Nazwy systematyczne wywodzą się od liczebników greckichliczebników greckich– położenie podwójnego wiązania oznacza się symbolempołożenie podwójnego wiązania oznacza się symbolem

a numery węgli biorących udział w tworzeniu wiązań a numery węgli biorących udział w tworzeniu wiązań podwójnych, liczone są od węgla grupy karboksylowejpodwójnych, liczone są od węgla grupy karboksylowej

– literylitery nn lublub oznaczają miejsce wiązania podwójnego, oznaczają miejsce wiązania podwójnego, licząc od grupy metylowej licząc od grupy metylowej

Kwas tłuszczowy

z wiązaniem cis -9

1313

Nasycone kwasy tłuszczoweNasycone kwasy tłuszczowe

Nazwa Nazwa zwyczajowa zwyczajowa

kwasukwasu

Nazwa Nazwa systematyczna systematyczna

kwasukwasu

Symbol Symbol

kwasukwasu

Wzór Wzór chemiczny chemiczny

kwasukwasu

Temperatura Temperatura topnieniatopnienia

MasłowyMasłowy ButanowyButanowy C 4:0C 4:0 CHCH33(CH(CH22))22COOHCOOH - 7,9- 7,9

KapronowyKapronowy HeksanowyHeksanowy C 6:0C 6:0 CHCH33(CH(CH22))44COOHCOOH - 3,4- 3,4

KaprylowyKaprylowy OktanowyOktanowy C 8:0C 8:0 CHCH33(CH(CH22))66COOHCOOH 16,716,7

KaprylonyKaprylony DekanowyDekanowy C 10:0C 10:0 CHCH33(CH(CH22))88COOHCOOH 31,631,6

LaurynowyLaurynowy DodekanowyDodekanowy C 12:0C 12:0 CHCH33(CH(CH22))1010COOHCOOH 44,244,2

MirystynowMirystynowyy

TetradekanowyTetradekanowy C 14:0C 14:0 CHCH33(CH(CH22))1212COOHCOOH 53,953,9

PalmitynowPalmitynowyy

HeksadekanowyHeksadekanowy C 16:0C 16:0 CHCH33(CH(CH22))1414COOHCOOH 63,063,0

StearynowyStearynowy OktadekanowyOktadekanowy C 18:0C 18:0 CHCH33(CH(CH22))1616COOHCOOH 69,669,6

ArachidowyArachidowy EikosanowyEikosanowy C 20:0C 20:0 CHCH33(CH(CH22))1818COOHCOOH 75,375,3

BehenowyBehenowy DoeikosanowyDoeikosanowy C 22:0C 22:0 CHCH33(CH(CH22))2020COOHCOOH 79,979,9

1414

Nienasycone kwasy tłuszczoweNienasycone kwasy tłuszczowe

Nazwa Nazwa zwyczajowa zwyczajowa

kwasukwasu

Nazwa Nazwa systematyczna systematyczna

kwasukwasu

Nazwa Nazwa skrótowa skrótowa

kwasukwasuWzór chemiczny kwasuWzór chemiczny kwasu

TetradecenowTetradecenowyy

9 – tetradecenowy9 – tetradecenowy 14:1 14:1 9 9 CHCH33(CH(CH22))33CH=CH(CHCH=CH(CH22))77COOHCOOH

OleinowyOleinowy 9 – oktadecenowy9 – oktadecenowy18:1 18:1 9 9

18:1 (n-9)18:1 (n-9)CHCH33(CH(CH22))77CH=CH(CHCH=CH(CH22))77COOHCOOH

EikosenowyEikosenowy 9 - eikosenowy9 - eikosenowy 20:1 20:1 9 9 CHCH33(CH(CH22))99CH=CH(CHCH=CH(CH22))77COOHCOOH

ErukowyErukowy 13 - doeikosenowy13 - doeikosenowy 22:1 22:1 13 13 CHCH33(CH(CH22))77CH=CH(CHCH=CH(CH22))1111COOHCOOH

NerwonowyNerwonowy 15 - tetraeikosenowy15 - tetraeikosenowy 24:1 24:1 15 15 CHCH33(CH(CH22))77CH=CH(CHCH=CH(CH22))1313COOHCOOH

LinolowyLinolowy 9,12 - 9,12 - oktadekadienowyoktadekadienowy

18:2 18:2 9,12 9,12

18:2 (n-9)18:2 (n-9)CHCH33CH(CH=CHCHCH(CH=CHCH22))33(CH(CH22))66 COOH COOH

LinolenowyLinolenowy 9,12,15 -9,12,15 - oktadekatrienowyoktadekatrienowy

18:3 18:3 9,12,15 9,12,15

18:3 (n-3)18:3 (n-3)CHCH33CHCH22(CH=CHCH(CH=CHCH22))3 3 (CH(CH22))66 COOH COOH

EikosatrienowEikosatrienowyy

5,8,11 - eikosatrienowy5,8,11 - eikosatrienowy20:3 20:3 5,8,11 5,8,11

20:3 (n-9)20:3 (n-9)CHCH33(CH(CH22))77(CH=CHCH(CH=CHCH22))3 3 (CH(CH22))22 COOH COOH

ArachidonowyArachidonowy 5,8,11,14 - 5,8,11,14 - eikosatetraenowyeikosatetraenowy

20:4 20:4 5,8,11,145,8,11,14

20:4 (n-6)20:4 (n-6)

CHCH33(CH(CH22))44(CH=CHCH(CH=CHCH22))4 4 (CH(CH22))2 2

COOHCOOH

1515

NNKT – niezbędne nienasycone kwasy

tłuszczowe

kwas -linolenowy – C 18:3;9,12,15

kwas linolowy – C 18:2;9,12

Kwasy -3 i -6 nie mogą być syntetyzowane w organizmie muszą być dostarczone z pożywieniem

Występują w: olejach roslinnych olejach z ryb

1616

Tłuszcze właściwe (acyloglicerole)Tłuszcze właściwe (acyloglicerole)

ze względu na budowę chemiczną należą do ze względu na budowę chemiczną należą do estrówestrów

składnik alkoholowy – glicerolskładnik alkoholowy – glicerol składnik kwasowy – jednokarboksylowe wyższe kwasy składnik kwasowy – jednokarboksylowe wyższe kwasy

tłuszczowetłuszczowe

najczęściej są to mieszaniny triacylogliceroli najczęściej są to mieszaniny triacylogliceroli różnych kwasów tłuszczowychróżnych kwasów tłuszczowych

1717

Tłuszcze właściwe (acyloglicerole)Tłuszcze właściwe (acyloglicerole)

W acyloglicerolach drugorzędowa grupa W acyloglicerolach drugorzędowa grupa hydroksylowa położona jest po lewej stronie atomu hydroksylowa położona jest po lewej stronie atomu weglawegla

Do oznakowania pozycji kwasów tłuszczowych stosuje Do oznakowania pozycji kwasów tłuszczowych stosuje się system numeracji stereospecyficznej (sn), się system numeracji stereospecyficznej (sn), umieszczając przedrostek umieszczając przedrostek –sn–sn przed nazwą reszty przed nazwą reszty glicerolowej, np. 1,2,3 – triacylo-sn-glicerolglicerolowej, np. 1,2,3 – triacylo-sn-glicerol

H2C – OH C 1 sn-1

HO – C – H C 2 sn-2 H2C – OH C 3 sn-3

Glicerol triacyloglicerol O

O H2C – O – C – R1 R2 – C – O – C – H H2C – O – C – R3

O

1818

Podział lipidówPodział lipidów (2)(2)

B.B. Lipidy złożoneLipidy złożone – – estry zawierające estry zawierające dodatkowe grupy funkcyjnedodatkowe grupy funkcyjne

a)a) FosfolipidyFosfolipidy – zawierają resztę kwasu – zawierają resztę kwasu fosforowego i zasady azotowej lub fosforowego i zasady azotowej lub aminoalkoholu.aminoalkoholu. glicerofosfolipidy glicerofosfolipidy – zawierające glicerol– zawierające glicerol sfingolipidysfingolipidy – zawierające sfingozynę – zawierające sfingozynę

b)b) GlikolipidyGlikolipidy – zawierają kwasy tłuszczowe, – zawierają kwasy tłuszczowe, alkohol sfingozynę i węglowodanalkohol sfingozynę i węglowodan

c)c) Inne lipidy złożoneInne lipidy złożone – sulfolipidy, aminolipidy, – sulfolipidy, aminolipidy, lipoproteinylipoproteiny

1919

GlicerofosfolipidyGlicerofosfolipidy

Fosfolipidy zbudowane są Fosfolipidy zbudowane są z czterech z czterech składników:składników:1.1. GliceroluGlicerolu2.2. Dwóch reszt acylowych Dwóch reszt acylowych

połączonych wiązaniami połączonych wiązaniami estrowymi z atomami C1 i estrowymi z atomami C1 i C2 gliceroluC2 glicerolu

3.3. Ortofosforanu Ortofosforanu połączonego wiązaniem połączonego wiązaniem estrowym z węglem C3 estrowym z węglem C3 gliceroluglicerolu

4.4. Innego alkoholu (cholina, Innego alkoholu (cholina, etanoloamina, seryna, etanoloamina, seryna, inozytol, glicerol) inozytol, glicerol) połączonego grupą -OH z połączonego grupą -OH z resztą ortofosforanuresztą ortofosforanu

Kwas fosfatydowy

2020

GlicerofosfolipidyGlicerofosfolipidy

Fosfatydylocholina (lecytyna)

R` - kwas palmitynowyR” – kwas oleinowy

Kwas fosfatydowy + HO – CH2 – CH2 – N(CH3)3 (cholina) +

Kwas fosfatydowy + etanoloamina

Fosfatydyloetyloamina (kefalina)

2121

GlicerofosfolipidyGlicerofosfolipidy

Kwas fosfatydowyKwas fosfatydowy

fosfatydylofosfatydyloetanoloaminaetanoloamina (kefalina)(kefalina)

fosfatydylofosfatydylocholinacholina (lecytyna) (lecytyna)

fosfatydylofosfatydyloserynaseryna

fosftydylofosftydyloinozytolinozytol

didifosfatydylofosfatydyloglicerol glicerol (kardiolipina)(kardiolipina)

2222

SfingofosfolipidySfingofosfolipidy

CeramidyCeramidy SfingomielinySfingomieliny GlikosfingolipidyGlikosfingolipidy

cerebrozydycerebrozydy gangliozydygangliozydy

Zbudowane są z:Zbudowane są z: sfingozyny – długołańcuchowego, jednonienasyconego sfingozyny – długołańcuchowego, jednonienasyconego

aminoalkoholu dihydroksylowegoaminoalkoholu dihydroksylowego długołańcuchowego kwasu tłuszczowegodługołańcuchowego kwasu tłuszczowego ortofosforanuortofosforanu cholinycholiny

2323

SfingofosfolipidySfingofosfolipidy

sfingozyna

+ nienasycony kwas tłuszczowy

ceramid (N- acetylosfingozyna)

+ cholina+ H3PO4

sfingomielina

2424

GlikolipidyGlikolipidy

Zawierają:Zawierają: ceramid ceramid cząsteczkę cukru (jedną lub więcej)cząsteczkę cukru (jedną lub więcej)

galaktozydoceramid

glukozyloceramid (cerebrozyd)

2525

GangliozydyGangliozydy

Pochodne glukozyloceramidu zawierające Pochodne glukozyloceramidu zawierające jedną lub kilka grup kwasu sjalowegojedną lub kilka grup kwasu sjalowego

Gangliozyd GM1

Kwas sjalowy

2626

WoskiWoskiEster 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 ) )

2727