Слайд 3
Основные функции:
1. Они являются структурными компонентами клеточных мембран. В составе мембран находятся фосфолипиды и гликолипиды, т.е. вещества с выраженными дифильными свойствами и холестерол.
2. Липиды служат источником энергии и высокоэнергетическим запасным веществом. При окислении 1г жира выделяется 9,3 ккал энергии. Эту роль выполняют главным образом ацилглицеролы или воска.
3. Липиды играют защитную роль в организме. Они входят в состав оболочки многих микроорганизмов, покровных клеток растений и животных. Жировые сумки вокруг почек и сердца предохраняют органы от ударов.
4. Подкожно-жировая клетчатка выполняет теплоизолирующую функцию у животных.
Слайд 4,5
В составе большинства липидов имеются жирные кислоты. Есть насыщенные и ненасыщенные жирные кислоты. Ненасыщенные жирные кислоты содержат двойные связи, а насыщенные только одинарные. У животных и растений ненасыщенных жирных кислот примерно в 2 раза больше, чем насыщенных.
Слайд 6, 7
Встречаются производные жирных кислот: оксикислоты и кислоты с кольцом циклопропана в углеводородном радикале. Основная масса природных жирных кислот состоит из чётного числа углеродных атомов - от 14 до 24, чаще всего 16-18: пальмитиновая, стеариновая, олеиновая и линолевая.
Слайд 8, 9
Высшие жирные кислоты не растворяются в воде. Натриевые и калиевые соли высших жирных кислот (мыла) дифильны. Дифильные молекулы состоят как бы из двух частей: из гидрофильной "головы" - СООК и гидрофобного "хвоста" - углеводородного радикала. Также дифильными свойствами обладают фосфолипиды, гликолипиды, моно- и диацилглицеролы. На поверхности воды такие соединения образуют пленку толщиной всего в одну молекулу, в которой гидрофильные головы контактируют с водой, а гидрофобные хвосты выступают на поверхности, образуя своеобразный частокол (частокол Лэнгмюра).
В толще воды дифильные соединения образуют мицеллы шаровидные структуры, у которых хвосты обращены вовнутрь, а головы к наружи. Если дифильными веществами смочить отверстие в перегородке, опущенной в воду, то в таком отверстии формируется липидный бислой, напоминающий мембрану. Он не проницаем для ионов и для большинства полярных соединений.
Если суспензию липидов в воде обработать ультразвуком то образуются пузырьки. Пузырьки называются липосомами. В липосомах сферическая двуслойная липидная пленка ограничивает водное пространство.
Липосомы можно отмыть от окружающего раствора. При этом состав внутреннего содержимого липосом не изменяется. Описанным способом липосомы можно загрузить самыми различными веществами. Липосомы встраиваются в мембраны клеток, и находящееся внутри их вещество попадает в клетку, например, лекарства, нуклеиновые кислоты, аминокислоты, гормоны и другие.
Слайд 9
Спирты, образующие липиды.
Жирные кислоты в липидах образуют эфирную связь со спиртами: глицеролом, сфингозином, в сложных липидах присутствуют этаноламин, холин, инозит, серин. Строго говоря, спиртами являются глицерол и инозит. Дигидросфингозин, сфингозин, этаноламин и холин - аминоспирты, а серин - спиртоаминокислота.
Слайд 10
Классификация липидов
Все липиды можно разделить на две группы: неомыляемые, не содержащие жирных кислот в своем составе, и омыляемые, содержащие жирную кислоту. К неомыляемым липидам относятся стероиды и терпены. Омыляемые делятся на простые (при гидролизе получаются жирные кислоты и спирты): воска, триглицериды и сложные (кроме жирных кислот, спиртов при гидролизе образуются и другие вещества): фосфолипиды, гликолипиды.
Фосфолипиды и гликолипиды могут быть построены на основе спирта глицерола (глицерофосфолипиды и глицерогликолипиды) и спирта сфингозина (сфингофосфолипиды и сфингогликолипиды).
Слайд 11
Слайд 12
Ацилглицеролы
Ацилглицеролы часто называют нейтральными жирами. Это сложные эфиры трехатомного спирта глицерола и высших кислот.
Основная масса нейтральных жиров относится к триацилглицеролам, но встречаются диацилглицеролы и моноацилглицеролы, у которых не все углеродные атомы глицерола связаны с кислотой. Если в триацилглицероле все жирные кислоты одинаковые, то его называют простым. Если же в триацилглицероле жирные кислоты разные, то его называют смешанным.
Физические свойства триацилглицеролов - плотность, температура плавления - определяются его жирнокислотным составом. Чем больше в липиде ненасыщенных жирных кислот, тем мягче его консистенция при комнатной температуре.
Триацилглицеролы гидролизуются кислотами, щелочами и специфическими ферментами. Под действием щелочей из триацилглицеролов образуются соли жирных кислот, называемые мылами, и глицерол.
Слайд 13
Глицерофосфолипиды
Глицерофосфолипиды построены по той же схеме, что и ацилглицеролы, новодород крайней гидроксильной группы глицерола у них замещен не жирной кислотой, а фосфорной. Простейший глицерофосфолипид - фосфатидная кислота.
Слайд 14
Все остальные глицерофосфолипиды - производные фосфатидной кислоты, к которой присоединяется еще какой-либо спирт: этаноламин, глицерол, холин, серии или инозит.
Слайд 15, 16
Наиболее распространены в животном и растительном мире фосфатидилэтаноламин (кефалин) и фосфатидилхолин (лецитин). Это главные липидные компоненты мембран.
Слайд 17, 18
Фосфатидилсерин и фосфатидиллизин обнаружены в составе бактериальных мембран. Кардиолипин - обязательный компонент мембран бактерий, но обнаружен также в мембранах митохондрий и хлоропластов.
Плазмалогены, в отличие от описанных выше глицерофосфолипидов, по первому атому глицерола замещены не кислотой, а альдегидом.
Слайд 19
Сфингофосфолипиды
Основу сфингофосфолипидов составляют аминоспирты сфингозин или дигидросфингозин. Одним из представителей является сфингомиеин - липид из мембран животных (больше всего в нервной ткани).
Сфингофосфолипиды являются компонентами мембран растений и животных.
Слайд 20
Гликолипиды построены на основе спиртов глицерола или сфингозина. Они содержат жирные кислоты и углевод, но не содержат фосфата.
К гликолипидам относятся ганглиозиды - соединения, обнаруженные на внешней поверхности мембран нервных клеток.
Слайд 21
Воска
Это сложные эфиры высших спиртов и высших жирных кислот. Так, в пчелином воске содержится мирициловый спирт и пальмитиновая кислота, а в воске кашалота спермацете цетиловый спирт и пальмитиновая кислота. В жире овечьей шерсти - ланолине - обнаружены сложные эфиры ланостерола, агностерола и высших жирных кислот.
Воска предохраняют наружные покровы плодов, листьев, перьев, шерсти и кутикулу насекомых от чрезмерного испарения воды и от механических повреждений, накапливаются как источник энергии.
Слайд 22
Стероиды и терпены являются неомыляемыми липидами. К группе стероидов относятся соединения, в структуре которых находится кольцо циклопентанпергидрофенантрена
Представители стероидов - желчные кислоты, половые гормоны, гормоны коры надпочечников, холестерол и др.
Наиболее часто в клетке встречаются стеролы это - стероиды со спиртовой группой. Они входят в состав клеточных мембран. В животных клетках представителем стеролов является холестерол в растительных клетках - фитостерол, эргостерол. У бактерий стеролов нет.
Терпены - производные изопрена. Многие ароматические вещества растений: гераниол, лимонен, ментол, камфора, а также каучук, являются терпенами.
Слайд 24
Цитоплазматические мембраны
Цитоплазматические и другие мембраны клеток состоят из липидов: от 20 до 80% и белков. В липидах мембран животных клеток до 15% холестерола.
На данный момент актуальна предложенная Г. Николсоном и Дж. Сингером в 1972 году жидкостномозаичная структура мембран. Основу мембран составляет жидкий бимолекулярный слой дифильных липидов, обращенных друг к другу гидрофобными "хвостами". Состав липидов внешнего и внутреннего слоев различен. Так, в наружном слое мембраны эритроцитов содержится фосфатидилхолин и фосфатидилсерин, а во внутреннем слое - фосфатидилэтаноламин и сфингомиэлин. Перескок липидов из одного слоя в другой - явление редкое.
Строение мембраны
Белки мембран делятся на периферические (внешние) и интегральные (внутренние). Большинство периферических белков контактируют с интегральными. Между белками и липидами нет валентных связей. В слое липидов белки легко перемещаются в латеральном (боковом) направлении и очень медленно в поперечном.
Функции мембран:
1. Барьер между клеткой и окружающей средой.
2. В мембранах находятся транспортные системы, которые работают в строго определенном направлении.
3. В мембраны встроены ферментные системы, например, тканевого дыхания, фотосинтеза и др.
4. мембранах генерируется и передается нервный импульс.
5. Функция распознавания клеток принадлежит мембранам.
6. Рецепторы гормонов и других веществ также находятся на поверхности мембран.
Для характеристики липидов определяют:
1) Йодное число. Количество двойных связей. Липиды титруют йодом. По двойным связям присоединяется 2 атома йода. Количество связанного 100 г жира йода (в граммах) отражает степень ненасыщенности жирных кислот в липиде.
2) Кислотное число. Количество свободных жирных кислот в липиде. Определяется путем титрования раствора липидов гидроксидом калия. Выражается кислотное число в мг КОН, необходимого для нейтрализации свободных жирных кислот в 1 г жира. Чем выше кислотное число, тем старее, хуже жир.
3) Число омыления, которое отражает количество жирных кислот в жире, как свободных, так и связанных эфирной связью. Число омыления определяется путем титрования полностью гидролизованного липида.
4) Разница между числом омыления и кислотным числом называется эфирным числом.