O
1
LIPIDI
O CR
O
■ Naziv potiče od grčke reči lipos, mast.
■ Lipidi su biomolekuli koji se nalaze u
biljnim i životinjskim tkivima; rastvorni su u
nepolarnim organskim rastvaračima
(hloroform, dietil-etar, benzen, aceton), a
slabo rastvorni ili nerastvorni u vodi.
■ Imaju višestruku ulogu u živim organizmima
(u tkivima ćelija ili u tečnostima koje one
sadrže):
• osnovna strukturna komponenta
ćelijskih membrana i utiču na
njihovu propustljivost
• stvaraju kontakte među ćelijama
• čine važnu grupu rezervnih
materija za čuvanje energije kod
organizama
• imaju zaštitnu ulogu (kod kože,
krzna, perja, listova biljaka)
HO
O CR''
mast ili ulje
(triacilglicerol
tzv. triglicerid)
O CR'
O
O P O
O-
+
N(CH3)3
lecitin
(fosfolipid)
H3C
H3C
H
H
HO
HO
H holesterol
(steroid iz podgrupe
zoosterola)
vitamin A
(terpenoid)
O CR
O glicerofosfolipid
esterifikovana
O CR' nekim alkoholom
O
O P OH
OH
L-fosfatidinska kis.
NH2
O
OH
glikozidna
veza
gliceroglikolipid
1
OH
O
miricil-palmitat
pcelinji vosak (pcelinje sace)
OH
• složeni
12
o fosfolipidi (glicerofosfolipidi,
OH
sfingozin
derivati L-fosfatidinske
(CH2)12CH3
3
kiseline ; sfingofosfolipidi,
derivati sfingozina)
OH
o sfingolipidi (derivati aminoO
alkohola sfingozina)
N C(CH2)22CH3
H O
o steroidi
O P O
+
N(CH3)3
o glikolipidi (glicero- i
O
sfingomijelin
sfingoglikolipidi – sadrže
(sfingolipid)
ostatke
O
ugljenihhidrata (β-D- ostatak D-glukoze
O CR
O
(glukozilgrupa)
glukoze, β-DOH
O CR'
galaktoze)).
O
limonen
(terpen)
O CR
O
2
C OCH2(CH2)29CH3
• prosti
o masti i ulja (triacigliceroli tzv.
trigliceridi – estri masnih
kiselina1 i glicerola)
o voskovi (estri masnih kiselina1
i masnih alkohola2)
O CR'
O
O
• učestvuju u predaji nervnih
impulsa
• ispoljavaju hormonsko ili
vitaminsko delovanje.
■ Lipidi uključuju mnoštvo
strkukturnih tipova.
■ Lipidi:
O
CH3(CH2)14
Masne kiseline su monokarboksilne kiseline, dugih ugljeničnih lanaca (zasićene ili
nezasićene) sa parnim brojem C-atoma. U prirodi su najrasprostranjenije one koje sadrže
16 i 18 C-atoma.
2
Masni alkoholi su monohidroksilni alifatični alkoholi dugog niza sa parnim brojem Catoma (najčešće od 8 do 22 C-atoma). Hidroksilna grupa se nalazi na terminalnom Catomu. Niz (ređe) može biti nezasićen i razgranat.
3
L-fosfatidinska kiselina – OH-grupe na C1 i C2, u strukturi glicerola, su esterifikovane
masnim kiselinama a ona na C3 je esterifikovana fosfornom kiselinom (H3PO4).
3
4
■ Podela lipida na osnovu sposobnosti da podležu
hidrolizi u baznoj sredini (saponifikacija):
• osapunjivi (mogu se saponifikovati)
o masti i ulja
o voskovi
O
o fosfolipidi
kamfor
(terpenoid)
o sfingolipidi
o lipoproteini4 (biohemijski sklop (kompleks)
koji se satoji iz lipida i proteina)
• neosapunjivi (ne mogu se saponifikovati)
o steroidi
R
steroli (fito-, zoo- i
G
(rep)
izopren
(glava)
mikosteroli)
R
G
žučne kiseline
steroidni hormoni
R
R
5
o terpeni (izoprenoidi –
na ovaj nacin se formiraju
ugljovodonici izgrađeni od
lanci ili prstenovi
O H
dve ili više izoprenskih
CO H
jedinica, tzv. C5 jedinica)
o prostaglandini6.
H
6
5
1
9
11
HO
2
15
OH
prostaglandin E2
(PGE2)
4
Tipovi veza između proteina i lipida unutar lipoproteina (međusobno NISU vezani
kovalentnim vezama): vodonične, jonske van der Wals-ove interakcije. Uloga: putem krvi,
transport lipida nerastvornih u vodi do odgovarajućih organa.
5
Kiseonični derivati terpena su terpenoidi.
6
C20 karboksilne kis. koje sadrže petočlani prsten, najmanje jednu C=C vezu i nekoliko
funkcionalnih grupa koje sadrže kiseonik.
20
TRIGLICERIDI
■ Životinjske masti (čvrste na sobnoj t.) i biljna ulja
(tečna na sobnoj t.) su smeše triglicerida
(triacilglicerola).
■ Trigliceridi su tri estri glicerola i viših masnih
kiselina.
■ Hidrolizom triglicerida se dobija glicerol i tri masne
kiseline.
O
O
CH2
O CR
O
CH
O CR'
O
CH2
1) NaOH, H2O
2) HCl, H2O
O CR''
triglicerid
(mast ili ulje)
CH2 OH
CH
OH
CH2 OH
glicerol
+
RCOH
O
R'COH
O
R''COH
masne kiseline
MASNE KISELINE
Najzastupljenije masne kiseline u mastima,
uljima i biološkim membranama
Broj C-atoma :
Struktura
broj C=C veza
Naziv
Zasićene
12:0
CH3(CH2)10COOH
laurinska
14:0
CH3(CH2)12COOH
miristinska
16:0
CH3(CH2)14COOH
palmitinska
18:0
CH3(CH2)16COOH
stearinska
5
Najzastupljenije masne kiseline u mastima,
uljima i biološkim membranama – nastavak
Broj C-atoma :
Struktura
broj C=C veza
Naziv
Nezasićene
16:1
CH3(CH2)5CH=CH(CH2)7COOH
oleopalmitinska
18:1
CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH
oleinska
18:2
CH3(CH2)4(CH=CHCH2)2(CH2)6COOH
linolnaa
18:3
CH3CH2(CH=CHCH2)3(CH2)6COOH
linolenskaa
20:4
CH3(CH2)4(CH=CHCH2)4(CH2)2COOH
arahidonska
6
HIDROGENOVANJE ULJA
Trigliceridi u kojima preovlađuju ostaci zasićenih
masnih kiselina su čvrsti, u suprotnom su tečni.
Katalitičkim hidrogenovanjem (delimičnim ili
potpunim) biljnog ulja se dobijaju čvste biljne masti.
Hidrogenovanje se izvodi dejstvom molekulskog
vodonika u prisustvu katalizatora (Pd, Ni)
• na atmosferskom pritisku ili na povišenom (npr.
20-25 bara)
• na temperaturi od 180–240 oC.
O
a
Esencijalna. Prekursor prostaglandina.
■ Masne kiseline imaju parni broj C atoma,
najrasprostranjenije su one sa 16–18 C-atoma.
■ Nezasićene masne kiseline imaju niže temperature
topljenja od odgovarajućih zasićenih.
■ Nezasićene masne kiseline se u prirodi nalaze u cis
obliku (sve C=C veze su cis)!
■ Dvostruke C=C veze nikad nisu konjugovane!
9
7
5
H
O
3
1
2
O
6
4
O
O
O
9
10
O
H2/Ni
10
11
14
13
oleinska kiselina
cis-9-oktadekenska k.
ω-9 masna kiselina
O
omega, poslenje slovo
12
8
O
ω grckog alfabeta
O
16
15
ω
17
18
■ Omega-3 (ω-3) masne kiseline su one kod kojih je
treći C-atom od kraja ugljeničnog lanca deo C=C veze.
O
O
O
9
O
10
SAPUNI
O
CH2
CH
CH2
O CR
O
O CR'
O
O CR''
triglicerid
(mast ili ulje)
7
presek micele
SAPUNA
FOSFOLIPIDI
O
3NaOH
H2O
CH2
CH
CH2 OH
O
R'' CO- Na+
glicerol
Osim
glicerofosfolipida,
koji su derivati Lfosfatidinske
kiseline (derivat
glicerola), postoje i
sfingofosfolipidi,
derivati aminoalkohola sfingozina.
Na-sapuni
Molekuli sapuna u vodi ne
CO2- glava
plivaju slobodno, odvojeno jedan
rep
hidrofilna
od drugog – nije pravi rastvor!
hidrofobna grupa
grupa
(12-18 C-atoma)
Sapun stvara dispergovane
čestice u obliku micele, od kojih svaka može da sadrži stotine
molekula sapuna.
Micela sapuna
• nepolarni "repovi" se skupljaju u središtu (nerastvorni u
H2O)
• polarne, "–" naelektrisane "glave" su na površini, rastvaraju
se u vodi.
Na
Kako sapun pere?
Na
Na
Na
Na
Na VODENA
Na
Nepolarni krajevi
Na
FAZA
Na
molekula sapuna
ulje ili
necistoca
Na
(repovi) rastvaraju se
Na
Na
ulje ili
u ulju ili u nečistoći, a
necistoca
Na
VODENA
polarni krajevi (glave)
FAZA
Na
Na
Na
ostaju u vodenoj fazi
Na
Na
koja ih okružuje.
Na
Na
Međusobno
ulje ili necistoca
odbijanje istoimenih
POVRŠINA
naelektrisanja ("–"),
onemogućava kapljicama ulja da se spoje (u odsustvu sapuna
su spojene) – nastaje stabilna emulzija u H2O, koja se može
ukloniti ispiranjem.
+
+
O
+
+
R
COCH2
O
R'
COCH
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
polarna
glava
OH
sfingofosfolipid
amidnim vezom
vezan ostatak
masne kis.
O
sfingozin
CH2O P O
Oglicerofosfolipid
O P O
glava
P
O
O P O
H
+
N
H
N+
OH
Jedinjnje
X
–––
H
NH2
etanolamin
+
N(CH3)3 HO
holin
O
+NH
3
–CH2CH2NH3+
–CH2CH2N(CH3)3+
+
-CH2CHNH3
O-
HO
+
repovi
X
HO
O
N C R
H
vezana polarna
fosfo grupa
O
HO
O
O P O X
O-
L-fosfatidinska kis.
(derivat glicerola)
NH 2
OH
glicerofosfolipid
esterifikovana
O P OH
OH
NEpolarni
repovi
+
+
O CR'
O
O-
+
+
O CR
O
Fosfolipidi, tačnije,
glicerofosfolipidi
(fosfoacilgliceroli) se nalaze u
biljnim i životinjskim biološkim
membranama.
R CO- Na+
OH
O
OH +
R' CO- Na+
8
O
L-serin
COO-CH2CHCH2OH
HO OH OH
glicerol
OH
10
9
Fosfatidil-etanolamin – KEFALIN
SFINGOMIJELIN
Fosfatidil-etanolamini
ulaze u sastav bioloških
O
O
membrana.
16
Nalaze se i u nervnom i
O
16
O
moždanom tkivu.
H
+
O P O
U živim ćelijama čine
_
N H
O
25% svih lipida.
H
U sastav kefalina ulaze
različite zasićene (14–18 C-atoma) i nezasićene
(18–22 C-atoma) masne kiseline.
Može se izolovati ekstrakcijom iz npr. semena
soje.
Ulazi u sastav
bioloških membrana
11
životinja i ljudi –
mijelinski omotač koji
okružuje aksone
O
HO
neurona.
N
14
Kod ljudi čini 85%
H O
svih sfingolipida.
O P O
+
N
O Uloga: prenos el.
O
signala od
fosforilholin ili
H
O P O
N +H fosgoriletanolamin
neuronskog ćelijskog
OH
tela ka drugim
neuronima ili ka mišićima i žlezdama.
O
Fosfatidil-holin – LECITIN
O
O
O
16
O
6
9
9
10
O
O P O
_
O
+
N
Fosfatidil-holini ulaze
u sastav bioloških
membrana.
Lecitin se može
izolovati ekstrakcijom
(heksan, etanol, aceton,
benzen) iz semena soje,
suncokreta, pamuka,
jaja, mleka itd.
Koristi se kao dodatak hrani i kao emulgator.
Biloške membrane
Glavna funkcija
bioloških membrana je
selektivni
fosfolipidni
transport jona i dvojni
sloj
molekula.
Transport kroz
membranu može biti:
biološka
membrana
fosfolipid
protein
• aktivan (troši se određena energija jer se transport
odvija nasuprot električnog ili koncentracionog
gradijenta)
• pasivan (odvija u smeru koncentracionog
gradijenta).
11
STEROIDI
12
1
2
A
3
4
13
C * D
*
9
* *14 15
8
* 10
*5 B
Raznorodna grupa jedinjenja koja
sadrži tetraciklično jezgro
ciklopentanoperhidrofenantrena.
U skoro svim prirodnim
steroidima, konfiguracija na
sastavu prstenova je:
17
11
16
7
6
• B/C i C/D trans-konfiguracija
5a-serija
5b-serija
H 3C
A
B
H
C H3
1
2
H 3C
9
A 10
5 B
3
4
C
H
H
1
2
H3 C
9
A 10
B
5
3
7
6
11
16
15
CH3
12
17
D
14
8
H
H
H
13
B
5
A/B-cis
5b-steroid
12
4
C H 13
H 8
H
C H 3 11
2
3
1
4
10
9
6
5
H
13
12
8 14
H 7
H
15
16
15
7
6
H
17
D
14
CH3
H
C H3
H
13
C H 3 11
12
17
16
18
H3C
1
2
3
Y
12
11
*C
9 *
A * 10
* B
*
4
5
8
6
CH3 R
13
14
* *
*D
3 R = alifatican niz
17
(bez ili sa nekom
funkc. grupom)
16
15
7
1
10
H
9
5
6
2
4
3
Holesterol, steroidni
alkohol iz grupe
*
11
20
22
C
18
* 13 17 *
zoosterola.
H 14 D
1
9 *
23
*
16
2
Holesterol se sintetiše
24
A * 10 H * 8 H 15
3
B
*
u jetri, a organizam ga
5
7
HO
25
6
4
26
27 izdvaja i iz hrane.
Ulazi u sastav tzv. plazma lipoproteina
(lipoproteini koji cirkulišu u krvnoj plazmi).
Prisustvo fosfolipida i belančevina čini ove
agregate rastvorljivim u vodi.
Lipoproteini krvne plazme se izdvajaju prema
brzini sedimentacije metodom ultracentrifugiranja
(HDL, LDL).
12
H3 C
11
19
polozajima 10 i 13
Holesterol
• 5β-serija (A/B-cis).
A/B-trans
5a-steroid
1 metil-grupa u
STEROLI
• 5α-serija (A/B-trans)
5
Glavne karakteristike strukture većine prirodnih
steroida:
2 Y = OH, OR, >C=O
• A/B mogu imati cis- ili trans-konfiguraciju.
Prema konfiguraciji u položaju 5, postoji:
A
12
8 14
H 7
H
15
17
16
19
21
Download

LIPIDI