Омыляемые Липиды

1. Лекция ЛИПИДЫ

ОМСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ МЕДИЦИНСКАЯ
АКАДЕМИЯ
КАФЕДРА ОБЩЕЙ И БИООРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ
Органическая химия
Лекция
ЛИПИДЫ
1.
2.
3.
4.
Классификация.
Биологическая роль и основные функции.
Химические свойства. Гидролиз триацилглицеринов.
Сложные липиды(фосфолипиды, сфинголипиды,
гликолипиды).
Лектор: кандидат биологических наук, доцент

2. Цели лекции:

1.
2.
3.
Обучающая - Сформировать знания о
строении, номенклатуре и реакционной
способности омыляемых липидов.
Развивающая – Расширить кругозор
обучающихся на основе интеграции знаний;
развивать логическое мышление.
Воспитательная – Содействовать
формированию у обучающихся устойчивого
интереса к изучению дисциплины
«Органическая химия»

3.

К
липидам относят сложные органические
вещества растительного и животного
происхождения, разнородные по составу и
выполняющие в организме разнообразные
функции.
Они нерастворимы в воде, но
растворяются в неполярных или
малополярных органических растворителях
(бензоле, эфире и др.).
По способности к гидролизу липиды
классифицируют на:
1. Омыляемые (подвергаются гидролизу);
2. Неомыляемые (гидролизу не
подвергаются);

4.

Омыляемые липиды классифицируются:

5.

Липиды
Простые
Сложные
Воски
Фосфолипиды
Жиры, масла
Сфинголипиды
Церамиды
Гликолипиды

6.

Простые липиды включают:
1.ВОСКИ – сложные эфиры высших
одноатомных спиртов и высших жирных
кислот
Например, МИРИЦИЛПАЛЬМИТАТ (содержится в
пчелином воске).
Воск выполняет главным образом защитную
функцию.

7.

Спермацет содержится в голове кашалота. Его
используют
как
нейтральную
основу
для
приготовления разнообразных мазей.
Ланолин представляет собой смесь диэфиров
двухатомных спиртов и жирных кислот с 18-24
атомами
углерода
и
около
10%
стеринов.
Используется как основа мазей и косметических
препаратов.

8.

Карнаубский воск широко применяется для создания
глянцевых покрытий, применяется в качестве
ингредиента для многих косметических составов, где
он используется в качестве загустителя, различных
препаратах по уходу за кожей и т. д. Также
используется в медицине как покрытие лекарственных
препаратов в форме таблеток.
Карнаубский
воск (бразильский
воск, пальмовый воск) —
воск из листьев пальмы
Copernicia cerifera,
произрастающей в северовосточных штатах Бразилии
Пиауи, Сеара и Риу-Гранди-дуНорти.

9.

2. ЖИРЫ
и МАСЛА – это сложные эфиры
глицерина и высших жирных кислот, в
которых все три гидроксила этерифицированы
(ацилированы). В природе встречаются в основном
полные эфиры глицерина. Поэтому их называют
ТРИГЛИЦЕРИДЫ или ТРИАЦИЛГЛИЦЕРИНЫ.
O
CH2 OH HO C C17H35
O
CH OH HO C C17H35
O
CH2 OH HO C C17H35
CH2 O
CH
O
CH2 O
O
C C17H35
O
C C17H35 +
O
C C17H35
3 H2O

10.

Различают простые и смешанные
триацилглицерины:
1,2,3-три- О-олеоилглицерин
1-О-пальмитоил-2- О-олеоил-3-О-стеароилглицерин

11.

Твердые
жиры содержат
триглицериды, в состав
которых входят высшие
предельные кислоты
(стеариновая,
пальмитиновая,
лигноцириновая и др.).
COOH
C17H35COOH
Стеариновая кислота
COOH
C15H31COOH
Пальмитиновая кислота

12.

Растительные масла
содержат непредельные
кислоты (олеиновую,
линолевую, линоленовую и др.).
9
CH3
C17H33COOH
12
CH3
CH3
C17H31COOH
15
12
COOH
Олеиновая кислота
9
COOH
Линолевая кислота
9
C17H29COOH Линоленовая кислота
COOH

13.

В состав природных жиров в основном входят
кислоты с числом атомов углерода (16-18), т. е. четным,
цепь неразветлена.
Кислота
Соевое Подсолнечное Оливковое Кукурузное Льняное
масло
масло
масло
масло
масло
Пальмитиновая
6
-
9
15
12
Стеариновая
4
9
2
Олеиновая
22
39
82
24
19
Линолевая
49
46
4
61
16
Линоленовая
10
-
-
-
52

14.

Жир
человека содержит 80%
олеиновой и 20% пальмитиновой кислот
Организм человека синтезирует высшие
предельные и олеиновую кислоты,
остальные поступают с пищей, особенно с
растительными маслами.

15.

Биологическая роль и основные функции
жиров.
1. Жиры являются основными компонентами
клеточных мембран.
Жидкостно-мозаичная модель мембраны Зингера-Николсона
В полярном растворителе
молекулы фосфолипидов образуют
бислойные мембраны, на внешней и
внутренней поверхностях которых
располагаются гидрофильные концы,
а углеводородные радикалы – во
внутренней части мембраны

16.

2. Участвуют в регуляции деятельности
гормонов, ферментов, процессах биологического
окисления, транспорта различных веществ,
примерно 50% массы мозга составляют липиды.
3. Являются хорошими растворителями ряда
биологически активных веществ, витамина А, Д и
др., что способствует всасыванию их в кишечнике
и усвоению в организме.
4. Выполняют энергетическую функцию; при
окислении 1 г жира выделяется 37,7 – 39,8 кДж.
Это примерно в 2 раза больше ,чем у белков и
углеводов.
5. Защищают внутренние органы от
охлаждения и ушибов.

17.

6. Жиры бифильны (содержат гидрофильные и
гидрофобные группировки) – функционируют на
границе раздела фаз. Поэтому анестезирующие
препараты хорошо растворимые в липидах,
легко проникают через клеточные мембраны.
Недостаток и избыток жиров приводит к
различным патологиям.

18. Химические свойства триацилглицеринов:

I. Подвергаются гидролизу по трем
типам:
а) кислотный гидролиз –при котором
образуется глицерин и высшие жирные
кислоты(ВЖК):

19.

тристеароилглицерин
стеариновая кислота
глицерин

20.

б) ферментативный гидролизпротекает в организме при действии
фермента
желчи – липазы, в
химизме аналогичен кислотному.
в) щелочной гидролиз- при котором
образуется глицерин и соли ВЖК-мыла:

21.

H2C
O
CO C15H31
HC
O
CO C17H33
H2C
O
CO C17H35
+
3NaOH
t
1-пальмитоил-2-олеоил-3-стеароилглицерин
H2C
OH
HC
OH
H2C OH
ãëèöåðèí
C17H35COONa ñòåàðàò íàòðèÿ
+
C17H33COONa îëåàò íàòðèÿ
C15H31COONa ïàëüìèòàò íàòðèÿ

22.

С помощью реакций гидролиза
устанавливают строение липидов и
получают мыла.
В нашем организме гидролиз –
первая стадия утилизации и
метаболизма пищевых жиров в
организме.

23.

2. Гидрогенизация жиров:
CH2 O
CH
O
CH2 O
O
C C17H33
O
C C17H33
O
C C17H33
2-15 атм
Ni, 160-200oC
+ 3 H2
CH2 O
CH
O
CH2 O
O
C C17H35
O
C C17H35
O
C C17H35

24.

3. Присоединение иода:

25.

Содержание в жирах и маслах
непредельных кислот характеризуется
иодным числом. Оно показывает, какая
масса I2 в (г) присоединяется к 100 г масла
(или жира) по месту разрыва двойной
связи. Если и. ч. <70, то это жир (для
сливочного масла и. ч. = 36); если и. ч. >70,
то это масло (растительные масла имеют
и. ч. от 80 до 180; конопляное примерно
150, жир человека примерно 64).

26.

CЛОЖНЫЕ ЛИПИДЫ
I.Фосфолипиды – содержат остаток
Н3РО4.
К
ним относятся
глицерофосфолипиды.
Наиболее распространенные
фосфолипиды – производные
L-фосфатидовых кислот.
L-фосфатидовые кислоты являются
главными компонентами клеточных
мембран

27. Структурная формула L-фосфатидовых кислот: R1-остаток предельной ВЖК R2 –остаток непредельной ВЖК

H2C
R2 CO O
O
CH
H2C
CO R1
O
O
P
O
OH
-

28. Некоторые представители фосфолипидов

1.Фосфатидилэтаноламины (коламинкефалины).
Это производные L-фосфатидовых кислот и
этаноламина.
H2C
CH2
NH2
OH
ýòàíîëàìèí

29.

O
CH2 O C R
O
CH O C R
-H2O
O
CH2 O P OH + HO CH2
OH
CH2
O
CH2 O C R
O
CH O C R
O
CH2 O P O CH2
OH
CH2
NH2
NH2
фосфатидная кислота этаноламин
фосфатидилэтаноламин
(кефалин)

30.

H2C
H33C17 CO O
O
CH
H2C
H
H
H
CO
C15H31
O
O
O
-
N
+
P
O
CH2
CH2
êîëàìèíêåôàëèí
При кислотности крови рН =7, 34 ионные группировки в
фосфатидах ионизированы.

31.

Кристаллическая структура 1,2-лауроилфосфатидилэтаноламина
(кефалина)

32.

2. Фосфатидилхолины (лецитины)– производные
фосфатидовых кислот и холина.
Участвуют в построении клеточных мембран.
Холин - триметил-2-гидроксиэтиламмоний
H2C
OH
CH2
N(CH 3)3
+

33.

CH2 O
CH
O
CH2 O
O
C R
O
C R
-H2O
O
P OH + HO CH2
OH
CH2
+
H3C N CH3
CH3
фосфатидная кислота холин
(лецитин)
CH2 O
CH
O
CH2 O
O
C R
O
C R
O
P O CH2
OH
CH2
+
H3C N CH3
CH3
фосфатидилхолин

34.

H2C
O
CO
R2 CO O CH
H2C
R1
O
O
O
P
-
(H 3C) 3 N
+
O
CH2
CH2

35.

3.Фосфатидилсерины (серинкефалины)производные фосфатидовых кислот и
аминокислоты серин.
H2C
CH COOH
OH NH2

36.

CH2 O
CH
O
CH2 O
O
C R
O
C R
-H2O
O
P OH + HO CH2
OH
HC COOH
CH
O
CH2 O
OH
HC COOH
NH2
NH2
фосфатидная кислота
CH2 O
O
C R
O
C R
O
P O CH2
серин
фосфатидилсерин

37.

H2C
H33C17 CO O
O
CO
CH
H2C
C15H31
O
O
O
P
-
O
H
+
CH2
N
H
CH
H
COOH
Фосфатидилсерин участвуют в организме в синтезе
коламинкефалина путем декарбоксилирования.

38.

4.Фосфатидилинозиты-производные
фосфатидовых кислот и спирта инозит.
Инозит-многоатомный спирт циклического
строения.
OH
HO
OH
HO
OH
OH

39.

Фосфатидилинозиты
содержатся в ткани
мозга, обусловливают процессы,
связанные с
общим обменом жиров, белков и углеводов,
входят в группу инозитолов, относятся к кислым
глицерофосфолипидам.

40.

Все фосфолипиды подвергаются
кислотному, щелочному и ферментативному
гидролизу.
Например:
1) кислотный гидролиз фосфатидилинозита:

41.

H2 C
O
CO
C15 H31
OH
H33 C17 CO O
CH
HO
OH
+
O
H2 C
O
P
4H 2O
OH
O
OH
OH
OH
H 2C
OH
HC
OH
H 2C
OH
HO
OH
+
C17 H33 COOH
+
OH
HO
OH
H3PO4
C15 H31 COOH
H
+

42.

2) щелочной гидролиз:
ôîñôîòèäèëýòàíîëàìèí
H2C
CH CH2
OH OH OH
+
H2C
OH
+
CH2
NH2
5NaOH
-HOH
+
C17 H33 COONa
C15 H31 COONa
Na 3PO 4

43.

фосфатидилхолин

44.

3) фосфолипиды взаимно связаны, в ходе
метаболизма могут переходить друг в друга :
Фосфатидилсерин
-CO 2
äåêàðáîêñèëèðîâàíèå
3SAM (-CH 3)
ìåòèëèðîâàíèå
Фосфатидилэтаноламин
фосфатидилхолин

45.

II.Сфинголипиды.
Сфинголипиды являются производными
ациклического ненасыщенного двухатомного
спирта – сфингозина:

46.

Церамиды
Это N-ацилированные производные
сфингозина и высших жирных кислот, например
лигноцириновой ( R=С23Н47):
В незначительных количествах присутствуют в животных и
растительных тканях; чаще входят в состав сложных липидов
сфинголипидов; используются при приготовлении кремов и
мазей.

47.

Сфингомиелины (включают остаток церамида и
фосфорилхолина).
Сфингомиелины обнаружены в клетках нервной ткани.

48. III.ГЛИКОЛИПИДЫ.

Это
сложные липиды, в состав
которых входят остаток церамида, а
также углеводные компоненты.
Они не содержат фосфорную
кислоту и связанные с ней азотистые
основания.

49. Наиболее типичны:

1. Цереброзиды. Они включают остаток
церамида и моносахарида (D-глюкоза,
D-галактоза), которые соединены
-гликозидной связью.
Цереброзиды входят в состав оболочек нервных клеток.

50.

2.Ганглиозиды.
Они включают остаток церамида и
олигосахарида (например, лактозы или
мальтозы), соединённых -гликозидной связью.
Ганглиозиды содержатся в сером веществе
мозга.

51.

Спасибо
за
Ваше внимание!