Похожие презентации:
Липиды. Неомыляемые липиды
1.
ОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙМЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
КАФЕДРА ХИМИИ
ЛИПИДЫ
1. Неомыляемые липиды.
2. Простые омыляемые липиды.
3. Сложные омыляемые липиды.
Лектор: Ирина Петровна Степанова, доктор
биологических наук, профессор, зав. кафедрой химии
2.
Медико-биологическое значение темыЛипиды входят в состав
клеточных мембран,
участвуют в многочисленных
процессах in vivo.
С нарушениями метаболизма
липидов связаны некоторые
наследственные заболевания
(болезнь Ниманна-Пика, болезнь
Гоше).
3.
Медико-биологическое значение темыНекоторые
липиды являются
лекарственными
средствами.
4.
ЛипидыЛипиды (от греч. lipo – жир) –
сложные гидрофобные органические
вещества, разнородные по составу и
выполняющие в организме
разнообразные функции.
5.
липидыO
O
Oil
droplet
O
O
6.
липидыOil
droplet
7.
Классификация липидов по нахождению ворганизме
липиды
РЕЗЕРВНЫЕ
СТРУКТУРНЫЕ
8.
Классификация липидов по способности кгидролизу
липиды
неомыляемые
терпены
стероиды
омыляемые
простые
сложные
9.
Неомыляемые липиды• Низкомолекулярные регуляторы
(тромбоксаны, лейкотриены,
простагландины, простациклин),
• витамины (все жирорастворимые
витамины D, E, F, K, A),
• гормоны (стероидные половые гормоны,
глюкокортикоиды и
минералокортикоиды),
• пигменты (каротин, ликопин),
• феромоны (цитраль, грандизол).
9
10.
Терпены и терпеноидыТерпены (от лат. Oleum Terebinthinae –
скипидар) и терпеноиды – природные соединения,
углеродный скелет которых построен из остатков
углеводорода – изопрена (С5).
(С5Н8)n
11.
терпены и терпеноидыВ молекуле терпенов и терпеноидов первый
атом углерода («голова») одного изопренового
звена соединяется с последним атомом углерода
(«хвостом») другого звена (правило Ружички).
β-оцимен
12.
терпены и терпеноидыПравило Ружички
C
CH2
C
C
CH2 CH2
C
CH3 H
CH3 H
CH3 H
CH3 H
H
C
CH2 CH2
C
C
CH2 CH2
C
CH3
C
CH2 CH2
C
CH2
По принципу «голова к хвосту» связаны изопреновые
звенья в натуральном каучуке.
n
13.
терпены и терпеноидыОсобенно богаты терпенами и
терпеноидами эфирные масла и
смолы. Перегонка живицы
(терпентина) даёт скипидар и
канифоль.
Скипидар – наружное местнораздражающее средство;
применяется как растворитель,
сырьё в производстве камфоры,
терпингидрата, флотоагентов,
ядохимикатов.
Получение живицы
подсочкой сосны
14.
терпены и терпеноидыCH3
C
HC
CH
H3C
C
H2C
a-пинен
CH3
CH2
C
H
В состав живичного скипидара входит до 80%
a-пинена.
15.
Классификация терпеновТип терпена
Число
изопреновых
звеньев
Число
атомов
углерода
монотерпены
2
10
сесквитерпены
3
15
дитерпены
4
20
тритерпены
6
30
тетратерпены
8
40
16.
МонотерпеныCH2OH
CHO
O
OH
лимонен
(лимон)
гераниол
(роза)
гераниаль
(листья лимона)
камфора
(камфорное дерево)
ментол
(мята)
17.
монотерпеныЦитраль (E гераниаль и Z нераль) бесцветная или светло-жёлтая
вязкая жидкость с сильным запахом
лимона. Цитраль используют как
антисептик и
противовоспалительное средство,
как сырье при получении витамина A.
Входит в состав препаратов для глаз,
понижает кровяное давление.
Melissa officinalis
Lavandula
18.
монотерпеныКамфора (бесцветные
легколетучие кристаллы с
характерным запахом) –
лекарственное вещество из
группы стимуляторов
нервной деятельности,
компонент камфорного
спирта и других местных
раздражающих и
антисептических
препаратов.
Cinnamomum camphora
19.
монотерпеныМентол (прозрачное
кристаллическое вещество) –
основной компонент мятного
масла, входит в состав
лекарственных средств,
например, валидола,
бороментола, карниланда.
Ментола раствор в
метил изовалерате
20.
СесквитерпеныCH2OH
фарнезол
Фарнезол является промежуточным продуктом в
синтезе более сложных терпенов и терпеноидов.
Является основным пахучим компонентом майского
ландыша.
21.
ДитерпеныCH2OH
фитол
Фитол используют для синтеза витаминов Е и К1,
которые также являются дитерпенами.
22.
Тритерпенысквален
Сквален - предшественник стероидов. Особенно его много
в масле из печени акулы (10%), а также в дрожжах и
оливковом масле.
23.
Тетратерпеныb-каротин
b -Каротин является мощным антиоксидантом,
обладает иммуностимулирующим и адаптогенным
действием.
24.
тетратерпеныb -Каротин служит предшественником витамина А1
(ретинол), который принимает непосредственное
участие в процессах зрения.
CH2OH
ретинол
25.
тетратерпеныR CH
Витамин А в форме цисретиналя образует
фоточувствительный
зрительный пигмент
родопсин.
NH
OC
HN
HC
CO
N
CH
OC
Родопсин
HC R
HN
HC
CO
NH
R
26.
тетратерпены11-цис-ретиналь
CHO
CHO
транс-ретиналь
При воздействии света происходит реакция
фотоизомеризации ретиналя и 11-цис-ретиналь переходит
в транс-ретиналь.
27.
СтероидыСтероиды – производные углеводорода стерана
(циклопентанпергидрофенантрен, гонан).
Холестерол (холестерин)
Желчные кислоты
Стероидные гормоны
Сердечные гликозиды
Витамины (D2, D3)
28.
ХолестеролCholesterol
in membrane
HO
Холестерол - важная составная часть клеточных
мембран. Печень, кишечник, почки, надпочечники, половые
железы человека вырабатывают 80% холестерола,
остальные 20% поступают с пищей.
29.
холестеролЛипопротеины
30.
холестеролАтеросклероз
атеросклеротическая бляшка в
сосудистой стенке
31.
холестеролНарушение равновесия
между содержанием
холестерола и желчных
кислот может привести к
развитию желчнокаменной
болезни.
32.
Стероидные гормоныСтероидные
гормоны
синтезируются
из холестерола.
Кортизол: атомы углерода – серые,
водорода –белые,
кислорода – красные.
33.
стероидные гормоныГлюкокортикостероиды
CH2OH
C O
HO
O
OH
кортизол
34.
стероидные гормоныМинералокортикостероиды
O
HO
O
CH2OH
O
C
CH
альдостерон
35.
стероидные гормоныЭстрогены
OH
17-b-Эстрадиол
HO
36.
стероидные гормоныАндрогены
OH
тестостерон
O
37.
стероидные гормоныГестагены
CH3
C O
O
Прогестерон
38.
стероидные гормоныМногие синтетические гормоны
стероидной природы используются в
силовых видах спорта, в том числе и
бодибилдинге.
39.
Омыляемы липидыОмыляемые липиды
Простые
Сложные
Воски
Фосфолипиды
Жиры, масла
Сфинголипиды
Церамиды
Гликолипиды
40.
Простые липиды. ВоскиВОСКИ – сложные эфиры высших одноатомных
спиртов и высших жирных кислот.
Воски выполняют защитные функции.
O
O
H31C15 C
O
CH 2(CH 2)29CH 3
H31C15
C
O
C31H63
Мирицилпальмитат (содержится в пчелином воске)
41.
воскиO
CH3(CH2)14 C O CH2(CH2)14CH3
Цетилпальмитат (входит в состав спермацета)
Спермацет (содержится в голове кашалота)
используют для приготовления мазей.
42.
воскиЛанолин (от лат. lana — шерсть и лат.
oleum — масло) — шерстяной воск,
животный воск, получаемый при
вываривании шерсти овец.
Ланолин в основном
представляет собой смесь
сложных эфиров одноатомных
и двухатомных спиртов и ВЖК и
около 10% стеринов.
43.
воскиКарнаубский воск применяется
как покрытие лекарственных
препаратов в форме таблеток.
Copernicia cerifera
43
44.
Простые липиды. Жиры и маслаЖИРЫ и МАСЛА (ТРИАЦИЛГЛИЦЕРИНЫ) – это
сложные эфиры глицерола (глицерина) и ВЖК, в
которых все три гидроксила ацилированы.
FATTY ACID
FATTY ACID
FATTY ACID
45.
жиры и маслаH
O
H-C----O C-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3
O
H-C----O C-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3
O
жирные кислоты
H-C----O C-CH -CH -CH -CH
2
2
2
H
глицерин
46.
жиры и маслаПростые
Смешанные
H2C
O
CO C17H33
H2C
O
CO C15H31
HC
O
CO C17H33
HC
O
CO C17H33
H2C
O
CO C17H33
H2C
O
CO C17H35
триолеоилглицерин
триолеин
1-пальмитоил-2-олеоил-3-стеароилглицерин
1-пальмито-2-олео-3-стеарин
47.
Физические свойства триацилглицериновТвердые жиры содержат в основном остатки
предельных, растительные масла - непредельных
ВЖК. Жир человека содержит 80% олеиновой и 20%
пальмитиновой кислот.
48.
Масла9
CH3
COOH
C17H33COOH
12
9
CH3
C17H31COOH
COOH
49.
физические свойства жиров и маселМера ненасыщенности липидов - иодное число.
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).
Жировая ткань человека
50.
Высшие жирные кислотыПальмитиновая кислота
CH3(CH2)14-COOнеполярная
часть
полярная
часть
Организм человека синтезирует высшие предельные и
олеиновую кислоты (заменимые ВЖК), остальные
поступают с пищей, особенно с растительными маслами
(незаменимые ВЖК).
51.
жиры и маслаРадикал ВЖК имеет
зигзагообразную
конфигурацию.
молекула ВЖК
52.
жиры и маслаCOOH
C15H31COOH
Пальмитиновая кислота (гексадекановая кислота)
COOH
C17H35COOH
Стеариновая кислота (октадекановая кислота)
53.
жиры и масла9
CH3
COOH
C17H33COOH Олеиновая кислота (цис-октадецен-9-овая кислота)
12
9
COOH
CH3
Линолевая кислота
(цис,цис-октадекадиен-9,12-овая кислота)
C17H31COOH
CH3
15
12
9
C17H29COOH α-Линоленовая кислота
(цис,цис,цис-октадекатриен-9,12,15-овая кислота)
COOH
54.
ω-Номенклатура18:3ω3
(оmega-3 ВЖК)
Линоленовая кислота
18:2ω6
(оmega-6 ВЖК)
Линолевая кислота
18:1ω9
(оmega-9 ВЖК)
Олеиновая кислота
Отсчет положения
двойных связей
производится от
ω–метильной
группы.
55.
Химические свойства триацилглицеринов1. Кислотный гидролиз (образуются глицерол и ВЖК):
H2C
O
CO C17H35
HC
O
CO C17H35 + 3HOH
H2C
O CO C17H35
тристеарин
H2C
OH
HC
OH + 3C 17H35COOH
H2C OH
глицерин
+
H
56.
химические свойства триацилглицеринов2. Ферментативный гидролиз (ферменты
желчи – липазы). В химизме аналогичен
кислотному гидролизу.
3. Щелочной гидролиз (образуются глицерол и
соли ВЖК – мыла).
H2C
O
CO C15H31
HC
O
CO C17H33 + 3NaOH
H2C
O
CO C17H35
H2C
OH
HC
OH
H2C OH
глицерин
t
C17H35COONa стеарат натрия
+ C17H33COONa олеат натрия
C15H31COONa пальмитат натрия
57.
химические свойства триацилглицеринов4.Гидрогенизация
CH2 O
CH
O
CH2 O
O
C C17H33
O
C C17H33
O
C C17H33
Триолеоилглицерин
2-15 атм
Ni, 160-200oC
+ 3 H2
CH2 O
CH
O
CH2 O
O
C C17H35
O
C C17H35
O
C C17H35
Тристеароилглицерин
При гидрогенизации масел частично образуются трансжиры. Есть данные о связи даже следовых количеств
транс-жиров с онкологическими заболеваниями, диабетом,
болезнями печени и др.
58.
химические свойства триацилглицеринов5. Присоединение иода
O
CH2 O C (CH2)7-CH=CH-(CH2)7-CH3
O
CH O C (CH2)7-CH=CH-(CH2)7-CH3
O
CH2 O C (CH2)7-CH=CH-(CH2)7-CH3
+ 3 I2
O
CH2 O C (CH2)7-CHI-CHI-(CH2)7-CH3
O
CH O C (CH2)7-CHI-CHI-(CH2)7-CH3
O
CH2 O C (CH2)7-CHI-CHI-(CH2)7-CH3
Реакция лежит в основе определения иодного числа масел.
59.
химические свойства триацилглицериновR CH HC CH
H
R'
HO .
6. Окисление - пероксидное
окисление липидов (ПОЛ).
HOH
R CH
. HC CH
R'
R CH CH CH
.
O2
O2
R CH HC CH
R'
R CH CH CH
O O.
HOH
HOH
HO .
HO .
R'
R CH CH CH
O OH
RCOOH
R'
HO O
O
R C
H
R'
.O O
R CH HC CH
O
R'
H
C CH2 R'
R'CH2COOH
O
O
H
H
R CH2 C
C R'
RCH2COOH
R'COOH
Основным субстратом ПОЛ
являются полиненасыщенные цепи
жирных кислот клеточных
мембран и липопротеинов.
Процесс играет важную
физиологическую роль. Однако
интенсификация ПОЛ приводит к
накоплению клеточных дефектов.
60.
Сложные липиды. ГлицерофосфолипидыФОСФОЛИПИДЫ – содержат остаток Н3РО4.
Наиболее распространены ГЛИЦЕРОФОСФОЛИПИДЫ –
производные L- фосфатидовых кислот.
FATTY ACID
FATTY ACID
FATTY ACID
FATTY ACID
P
phosphatide acid
P
HEAD
GROUP
glycerophospholipids
61.
глицерофосфолипидыL-Фосфатидовая кислота
O
O
R2 - остаток R
12
непредельной
ВЖК
C
H2C
O
O
CH
H2C
C
R21 R1-остаток
предельной
ВЖК
O
O
phosphatidate
P
O
O
L-фосфатидовая
кислота (ионизированная форма)
62.
L-фосфатидовая кислота-
Двойная
связь
L-Фосфатидовая кислота является поверхностноактивным веществом.
63.
Строение глицерофосфолипидовO
O
R1
2
C
H2C
O
O
CH
H2C
C
R21
O
O
P
O
glycerophospholipid
O
X
64.
глицерофосфолипидыГлицерофосфолипид
включает:
полярную часть
(остаток глицерола,
карбонильные и фосфатная
группы, полярная
группировка – X);
неполярную часть (остатки
ВЖК).
polar
"kink" due to
double bond
non-polar
65.
глицерофосфолипиды«Глицерофосфолипиды похожи на «девушек, у которых
ноги растут прямо от ушей; ноги — это две длинные
углеводородные цепи (их часто называют хвостами), а
над ними — маленькая голова». Голова легко
растворяется в воде в отличии от ног, которые
предпочитают масла и органические растворители».
66.
Классификация глицерофосфолипидов1. ФОСФАТИДИЛХОЛИНЫ (ЛЕЦИТИНЫ) –
производные L-фосфатидовых кислот и холина.
H2C
CH2
OH
N(CH 3)3
холин
+
67.
фосфатидилхолиныH2C
O
CO
R2 CO O CH
H2C
O
O
O
лецитины
R1
P
-
O
+
CH2
CH2
(H 3C) 3 N
При кислотности крови рН =7,34 ионные группировки в
фосфатидах ионизированы.
68.
фосфатидилхолиныO
C
O
C
O
CH2
O
CH
CH2
гидрофобные “хвосты”
O
O P O
CH2
OCH2
+
N
H3C
CH3
CH3
гидрофильная “голова”
Лецитины являются поверхностно- активными
веществами.
69.
глицерофосфолипиды2.ФОСФАТИДИЛЭТАНОЛАМИНЫ (КОЛАМИНКЕФАЛИНЫ) производные L-фосфатидовых кислот и этаноламина.
H2C
CH2
NH2
OH
этаноламин
70.
фосфатидилэтаноламиныH2C
H33C17 CO O
O
CH
H2C
C15H31
O
O
O
H
H
H
CO
P
-
O
+
CH2
CH2
N
коламинкефалин
71.
глицерофосфолипиды3.ФОСФАТИДИЛСЕРИНЫ (СЕРИНКЕФАЛИНЫ) производные L-фосфатидовых кислот и
аминокислоты серин.
H2C
CH COOH
OH NH2
серин
72.
фосфатидилсериныH2C
H33C17 CO O
O
CO
CH
H2C
O
O
O
Фосфатидилсерины
участвуют в организме в
синтезе
коламинкефалинов путем
декарбоксилирования.
C15H31
P
-
O
H
+
CH2
N
H
CH
H
COOH
73.
глицерофосфолипиды4.ФОСФАТИДИЛИНОЗИТЫ
(ФОСФАТИДИЛИНОЗИТОЛЫ) – производные
L-фосфатидовых кислот и спирта инозита (инозитола).
Инозит – многоатомный спирт циклического строения.
OH
HO
OH
HO
OH
OH
инозит
74.
фосфатидилинозитыO
O
R12
C
H2 C
O
O
CH
H2 C
C
R2
1
O
O
P
O
O
H
OH
OH
H
OH
phosphatidylinositol
OH
H
H
H
H
OH
Фосфатидилинозитолы
содержатся в ткани мозга,
обусловливают процессы,
связанные
с
общим
обменом липидов, белков и
углеводов, относятся к
кислым
глицерофосфолипидам.
75.
Химические свойства глицерофосфолипидов1) Кислотный гидролиз:
H2C
O
CO
C15 H31
OH
H33 C17 CO O
CH
OH
HO
OH
+ 4H 2O
O
H2C
O
P
O
OH
OH
HO
фосфатидилинозитол
OH
H2C
OH
HC
OH
H2C
OH
HO
OH
+
C17 H33 COOH
+
OH
HO
OH
H3PO4
C15 H31 COOH
+
H
76.
химические свойства глицерофосфалипидов2. Ферментативный гидролиз (фермент желчи –
липаза) в химизме аналогичен кислотному.
Фосфолипазы A2 гидролизуют фосфолипиды
плазматической мембраны. При этом высвобождается
арахидоновая кислота, из которой синтезируются
эйкозаноиды: простагландины, простациклины,
тромбоксаны и лейкотриены.
77.
химические свойства глицерофосфалипидов3) Щелочной гидролиз:
фосфотидилэтаноламин
H2C
CH CH2
OH OH OH
+
H2C
OH
5NaOH
+
CH2
NH2
-HOH
C17H33COONa
+ C15H31COONa
Na 3PO 4
78.
химические свойства глицерофосфалипидов4) фосфолипиды в ходе метаболизма могут
переходить друг в друга:
Фосфатидилсерин
-CO2
Фосфатидилдекарбоксилирование этаноламин
3SAM (-CH3)
метилирование
фосфатидилхолин
79.
СфинголипидыСфинголипиды – производные ациклического
ненасыщенного двухатомного спирта – сфингозина.
H2C OH
H
H
C
C
NH2
OH
OH
H2 C
OH
H
C
CH
H3N+
CH
HC
HC
(CH2 )12
CH
(CH2)12
CH3
сфингозин
sphingosine
CH3
При кислотности крови
рН 7,34 амино-группа в
сфингозине ионизирована.
80.
ЦерамидыВ состав сфинголипидов входят ЦЕРАМИДЫ –
N-ацилированные производные сфингозина и ВЖК,
например лигноцириновой:
OH
церамид
H2 C
O
ceramide
OH
H
C
CH
NH
CH
C
HC
R
(CH2 )12
CH3
81.
Сложные липиды. СфингомиелиныСФИНГОМИЕЛИНЫ – это производные церамида.
Группа -ОН у С-1 церамида ацилирована фосфорилхолиновой
или фосфорилэтаноламиновой группировкой (относят также к
фосфолипидам).
OSINE
FATTY ACID
P
HEAD
GROUP
82.
сфингомиелиныO
OH
P
O
H
H
H
+
N
O
O
CH2
CH2 CH
HN
CH
C
CH
CH (CH2)12 CH3
C23 H47
O
CH2
фрагмент
фрагментфосфатидил-холина
фосфорилэтаноламина
фрагмент церамида
83.
сфингомиелиныCH CH CH CH CH2 O
OH NH O
O C
P
O-
O
CH2
+ CH2
N
H3C
CH3
CH3
Гидрофобные “хвосты”
Гидрофильная “голова”
Сфингомиелины являются поверхностно- активными
веществами.
84.
сфингомиелиныСфингомиелины обнаружены в клетках нервной ткани.
85.
Сложные липиды. ГликолипидыГЛИКОЛИПИДЫ - это гликозиды углеводов и
церамида.
OSINE
FATTY ACID
CARBOHYDRATE
Они НЕ СОДЕРЖАТ фосфорную кислоту и связанные с ней
азотистые основания.
86.
Гликолипиды1. Цереброзиды. Включают остаток церамида и
моносахарида (D-глюкоза, D-галактоза),
соединенных b-гликозидной связью.
H2C OH
O
HO
OH
O
OH
CH2 CH
HN
OH
H
H
C23H47
OH
O
H
H
CH (CH2)12 CH3
галактоцереброзид
O
H
OH
C
CH
O
CH 2OH
OH
CH
H2 C
OH
O
cerebroside with
b-galactose head group
H
C
CH
NH
CH
C
HC
R
(CH 2 ) 12
CH 3
Галактоцереброзиды входят
в состав оболочек нервных
клеток.
87.
Гликолипиды2. Ганглиозиды. Они включают остаток церамида и
олигосахарида (например, лактозы или мальтозы),
соединённых b-гликозидной связью.
OH
Остаток мальтозы
O
CH2 CH
HN
CH
C
CH
CH (CH 2)12 CH3
C23H47
O
Ганглиозиды содержатся в сером веществе мозга.
88.
Гликолипиды89.
Клеточные мембраныГидрофильная часть
Гидрофобная часть
Воздух
Вода
Многие
представители
липидов являются
ПАВ. На границе
раздела полярные
группы молекул ПАВ
ориентируются в
сторону более
полярной фазы, а
углеводородный
радикал – в сторону
менее полярной фазы
(правило Ребиндера).
90.
ЛипосомыВ смесях фосфолипидов с водой самопроизвольно
образуются липосомы.
Вода
Липосома
91.
липосомыСтенка липосомы состоит из
одного или нескольких бислоёв
фосфолипидов, в которые могут
быть встроены другие вещества
(например, белки). Внутри
липосом содержится вода или
раствор.
92.
клеточные мембраныМицелла
Вода
С увеличением
концентрации липидов
формируется мембрана
93.
Клеточные мембраны94.
95.
клеточные мембраныБелковая часть мембраны связана с фосфолипидными
слоями как гидрофобными, так и полярными связями.
96.
клеточные мембраныВ образовании клеточных мембран участвуют
фосфолипиды, гликолипиды и холестерол.
фосфолипиды
холестерол
гликолипиды
97.
Жидкостно-мозаичная модель мембраныЗингера-Николсона
C
membrane
N
Фосфолипиды
Белки
C
N
98.
клеточные мембраныВ мембранах имеются
два слоя молекул
фосфолипидов, которые
гидрофильными
концами направлены
наружу, а
гидрофобными – к
центру мембраны.
99.
клеточные мембраныНа полярных группах
молекул фосфолипидов
адсорбированы слои
белков и
полисахаридов.
100.
Мембранный транспорт101.
мембранный транспорт102.
мембранный транспорт103.
Вопросы для самоконтроля1. Приведите классификацию неомыляемых липидов.
2. Охарактеризуйте химические свойства масел и
жиров.
3. Перечислите известные Вам фосфолипиды.
4. Укажите строение гликолипидов.
104.
Спасибоза
Ваше внимание!