Омыляемые и неомыляемые липиды. (Лекция 7)

1. ОМЫЛЯЕМЫЕ И НЕОМЫЛЯЕМЫЕ ЛИПИДЫ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«БАШКИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
МИНИСТЕРСТВА ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
КАФЕДРА ОБЩЕЙ ХИМИИ
Лекция № 7
ОМЫЛЯЕМЫЕ И НЕОМЫЛЯЕМЫЕ
ЛИПИДЫ

2. Биологическая роль липидов

Резерв и источник энергии

3.

Развитие атеросклероза
Здоровая
артерия
Жировая Переходное
Атерома
полоска повреждение
Действие факторов риска
С первых
десятилетий жизни
С 30 лет
Зрелая Разрыв бляшки
Тромбоз
бляшка
ИБС
С 40 лет

4. Жировое перерождение печени

5.

Классификация липидов
ЛИПИДЫ
простые
Спирт + ЖК
сложные
Спирт + ЖК + дополнительный
компонент

6.

ЛИПИДЫ
неомыляемые
омыляемые
простые
• воски
• масла, жиры
• церамиды
сложные
• фосфолипиды
• сфинголипиды
• стероиды
• терпеноиды

7. Структурные компоненты липидов СПИРТЫ

8. Жирные кислоты тканей человека

Название
кислоты
Сn : m
ω
Структура кислот
Насыщенные
Миристиновая
Пальмитиновая
Стеариновая
14 : 0
16 : 0
СН3–(СН2)12–СООН
СН3–(СН2)14–СООН
18 : 0
СН3–(СН2)16–СООН
Моноеновые
Пальмитолеиновая
Олеиновая
16 : 1Δ9
СН3–(СН2)5СН=СН(СН2)7–СООН
18 : 1Δ9
СН3–(СН2)7СН=СН(СН2)7–СООН
Полиеновые
Линолевая
18 : 2Δ 9, 12
6
Линоленовая
18 : 3 Δ 9, 12, 15
3
Арахидоновая
20 : 4 Δ 5, 8,11, 14
6
СН3–(СН2)4СН=СН-СН2-СН=СН(СН2)7–СООН
СН3–СН2 -СН=СН-СН2-СН=СН-СН2СН=СН-(СН2)7–СООН
СН3–(СН2)4СН=СН-СН2 -СН=СН-СН2СН=СН-СН2-СН=СН-(СН2)3–СООН

9.

Высшие карбоновые кислоты
насыщенные
• пальмитиновая
• стеариновая
ненасыщенные
• олеиновая
Полиненасыщенные
• линолевая
• линоленовая
• арахидоновая

10.

Насыщенная ВЖК
O
C15 H31 -C
OH
пальмитиновая
кислота
16
1
HOOC
CH
3

11.

Насыщенная ВЖК
O
C17 H35 -C
OH
стеариновая
кислота
18
1
HOOC
CH
3

12.

Ненасыщенная
C17 H33 -COOH
ВЖК
олеиновая кислота
1
HOOC
9
CH3-(CH2)7
10
(CH2)7-COOH
C
C
H
H
цис-изомер
CH
3

13.

Полиненасыщенная ВЖК
линолевая кислота
C17 H31 -COOH
13
12
10
9
CH
-(CH
)4-CH=CH-CH
-CH=CH-(CH
)7-COO
3
2
2
2
CH
3
1
HOOC
9
12
10
13

14.

Полиненасыщенная ВЖК
C17 H29 -COOH
16
15
линоленовая кислота
13
12
10
9
CH
-CH
-CH=CH-CH
-CH=CH-CH
-CH=CH-(
)
-CO
3
2
2
2
2
7
1
HOOC
9
12
10
13
15
CH
16
3

15.

Полиненасыщенная ВЖК
9
8
6 5
1
COOH
20
CH
3
11 12
14 15
арахидоновая кислота

16. ПРОСТЫЕ ЛИПИДЫ Воска -

ПРОСТЫЕ ЛИПИДЫ
Воска O
C15H31-C
O-CH
2-(CH
2)14-CH
3
цетилпальмитат
O
C15H31-C
O-CH
2-(CH
2)29-CH
3
мирицилпальмитат

17.

Жиры и масла (триацилглицерины) - сложные
эфиры трехатомного спирта - глицерина и
высших карбоновых кислот.

18. Общая формула жиров

O
CH2 -O- C-R
O
CH -O- C-R'
O
CH2 -O- C-R"
ацил

19.

Классификация
триацилглицеринов
Простые
Смешанные
CH2 -O- CO-C17 H35
CH2 -O-CO-C15 H31
CH -O- CO-C17 H35
CH -O- CO-C17 H33
CH2 -O- CO-C17 H35
тристеарин
CH2 -O- CO-C17 H31
α-пальмито-β-олеоα’-линолеин
тристеароилглицерин
1-пальмитоил-2-олеоил3-линолеоилглицерин

20. Классификация жиров по консистенции

Твердые – жиры
Жидкие – масла
(животного и растительного
происхождения)
остатки насыщенных ВЖК
(растительного происхождения)
CH2 -O- CO-C17 H35
CH2 -O-CO-C17 H33
CH -O- CO-C17 H35
CH -O-CO-C 17 H33
CH2 -O- CO-C17 H35
CH2 -O-CO-C17 H33
остатки ненасыщенных ВЖК

21. Химические свойства жиров

Реакции гидролиза
сложноэфирной связи
• кислотный
• щелочной
(омыление)
Реакции присоединения
Окисление
• мягкое
• жеское
• пероксидное
(прогоркание)
•гидрирование
•галогенирование
(бромирование,
иодирование)

22.

Реакции кислотного гидролиза
CH2 -O- CO-C17 H35
CH -O- CO-C17 H35
CH2 -O- CO-C17 H35
тристеарин
H2O, H+
to
CH2 -OH
CH -OH
CH2 -OH
глицерин
+ 3 C17H35-COOH
стеариновая кислота

23.

Реакции щелочного гидролиза
(омыление)
CH2 -O- CO-C17 H35
CH -O- CO-C17 H35
CH2 -O- CO-C17 H35
H2O
NaOH
to
тристеарин
CH2 -OH
CH -OH
CH2 -OH
глицерин
мыло
+
3 C17H35-COONa
стеарат натрия

24. Реакция присоединения – гидрирования (гидрогенизации)‏

Реакция присоединения –
гидрирования
(гидрогенизации)
CH2 -O-CO-C17 H33
CH -O-CO-C 17 H33
CH2 -O-CO-C17 H33
триолеин
H2, Ni
p, to
CH2 -O-CO-C17 H35
CH -O-CO-C17 H35
CH2 -O-CO-C17 H35
триcтеарин

25. Реакция присоединения – галогенирования (бромирование)‏

Реакция присоединения –
галогенирования (бромирование)
CH
2-O-CO-(CH
2)7-CH=CH-(CH
2)7-CH
3
CH -O-CO-C
H
17
35
Br2, H2O
CH
H
2-O-CO-C
17
35
α-олео-α’,β-дистеарин
CH
2-O-CO-(CH
2)7-CH-CH-(CH
2)7-CH
3
Br Br
CH -O-CO-C
H
17 35
CH
H3 5
2-O-CO-C
17

26.

Реакция мягкого окисления
CH
2-O-CO-(CH
2)7-CH=CH-(CH
2)7-CH
3
CH -O-CO-C
H
17
35
KMnO4 , H2O
CH
H
2-O-CO-C
17
35
α-олео-α’,β-дистеарин
CH
2-O-CO-(CH
2)7-CH-CH-(CH
2)7-CH
3
OH
OH
CH -O-CO-C
H
17 35
CH
H3 5
2-O-CO-C
17
+ MnO2 + KOH

27.

Реакция жесткого окисления
CH
2-O-CO-(CH
2)7-CH=CH-(CH
2)7-CH
3
CH -O-CO-C
H
17
35
KMnO4 , H+
to
CH
H
2-O-CO-C
17
35
α-олео-α’,β-дистеарин
CH2-O-CO-(CH
2)7-COOH
CH -O-CO-C17H35
CH2-O-CO-C17H35
+ HOOC-(CH2 )7 -CH3
+ MnSO4 + K2SO4
+ H2O

28.

Реакция пероксидного окисления
(прогоркание)
под действием кислорода воздуха при хранении
R-CH2 -CH=CH-R'
.
HO
-H2O
R-CH-CH=CH-R'
.
O-O
пероксид
.
R-CH-CH=CH-R'
H2O
.
- HO
O2
R-CH-CH=CH-R'
O
OH
гидропероксид

29.

R-CH-CH=CH-R'
O
R-C
O
+
H
OH
CH=CH-R'
OH
гидропероксид
O2
O
H
C-CH2 -R'
O2
R-COOH
R’-CH2-COOH

30. Церамиды – N-ацилированные производные спирта сфингозина.

31. Сложные липиды 1. Фосфолипиды,их функции

• Структурный компонент
клеточных мембран
• Структурный компонент
транспортных липопротеинов
• Энергетический материал
клеток
• Регулятор

32.

• В группу фосфолипидов входят
глицерофосфолипиды и некоторые
сфинголипиды.
• Являются производными
фосфатидовой кислоты (L-глицеро-3фосфата).
СН2 O
CО R1
СН O
CО R2
OH
СН2 O P OH
O

33. Глицерофосфолипиды

СН2 O
CО R1
СН O
CО R2
OH
СН2 O P O СН2 СН NH2
O
COOH
фосфатидилсерин
(серинкефалин)
СН2 O
CО R1
СН2 O
CО R1
СН O
CО R2
СН O
CО R2
OH
СН2 O P O СН2 СН2 NH2
O
фосфатидилэтаноламин
(кефалин)
OH
CH3
СН2 O P O СН2 СН2 N+ CH3
O
фосфатидилхолин
(лецитин)
CH3

34.

CH2 -O-CO-R Образование серинкефалина
CH -O-CO-R' +
CH2 -O-P-OH
O
H
O
2
HO-CH2 -CH-COOH
OH
фосфатидовая
кислота
NH2
серин
CH2-O-CO-R
CH -O-CO-R'
фосфатидилсерин
(серинкефалин)
CH2-O-P-O-CH
2-CH-COOH
+NH
O O3

35.

CH2 -O-CO-R
CH2 -O-CO-R
CH -O-CO-R'
CH -O-CO-R'
CH2 -O-P-O-CH2 -CH2
CH2 -O-P-O -CH2 -CH2
+ NH
O O3
O
OH
NH2
биполярный ион кефалина

36.

Образование кефалина
CH2 -O-CO-R
CH -O-CO-R'
+
CH2 -O-P-OH
HO-CH2 -CH2
O
OH
- H 2O
NH2
коламин
фосфатидовая
кислота
CH2 -O-CO-R
CH -O-CO-R'
фосфатидилколамин
(кефалин)
CH2 -O-P-O-CH2 -CH2
O
OH
NH2

37.

Образование лецитина
CH2 -O-CO-R
CH -O-CO-R'
CH2 -O-P-OH
O
+
- H 2O
HO-CH2 -CH2
+N(CH )
3 3
OH
холин
фосфатидовая
кислота
CH -O-CO-R фосфатидилхолин
2
(лецитин)
CH -O-CO-R'
CH2-O-P-O-CH2-CH2
+
O ON(CH3)3

38. Переваривание фосфолипидов

фосфолипаза А1
СН2 O CO R1
СН O CO R2
СН2 O PO3H
фосфолипаза А2
фосфолипаза D
N
фосфолипаза С
R1–COOH – насыщенная жк
R2–COOH – ненасыщенная жк

39. Кислотный гидролиз кефалина

CH2 -O-CO-C17 H35
CH2 -OH
H2O, HCl
CH -O-CO-C17 H33
CH2 -O-P-O-CH2 -CH2
O
OH
CH -OH
+
CH2 -OH
глицерин
NH2
C17 H35 -COOH +
стеариновая кислота
CH2 -CH2
+
+
OH NH3 Cl-
C17 H33 -COOH
олеиновая кислота
+
коламина гидрохлорид
H3 PO4

40.

липофильная часть
O
O
CH
O-C
2
C-O
H
O
CH
O-P
2
-O O
+ CH
H
N
2
3
CH
2
гидрофильная
часть

41.

Липидный бислой

42. Липидный бислой

43.

Жидкомозаичная модель
клеточной мембраны
молекулы белка

44. Жидкомозаичная модель клеточной мембраны

Классификация сфинголипидов
сфинголипиды
сфингофосфолипиды
сфингомиелины
сфингогликолипиды
ганглиозиды
олигоцерамиды
цереброзиды
глюкоцереброзиды
галактоцереброзиды
цереброзидсульфатиды

45. Классификация сфинголипидов

Функции сфинголипидов
• Структурный компонент
клеточных мембран,
обеспечивающий выполнение
мембранами функций
• Изолирующий компонент
мембран нервных клеток
• Рецепторный аппарат клеток
• Энергетический материал

46. Функции сфинголипидов

Строение сфингофосфолипидов
HN СО R
H3C (CН2)12 СН СН
СН
СН
O
OH
HO
сфингомиелин
СН2
P O
CH3
O СН2 СН2 N+ CH3
CH3

47. Строение сфингофосфолипидов

Строение гликолипидов (сфингогликолипидов)
Цереброзиды
HN СО R
HN СО R
H3C (CН2)12 СН СН
СН
СН2
СН
H3C (CН2)12 СН СН
СН 2ОН
O
СН 2ОН
O
HO
OH
глюкоцереброзид
СН2
СН
OH
O
OH
СН
O
OH
HO
OH
галактоцереброзид
HN СО R
H3C (CН2)12 СН СН
СН
СН2
СН
OH
O
СН 2ОН
HO
цереброзидсульфатид
O
SO3H
OH
OH

48. Строение гликолипидов (сфингогликолипидов) Цереброзиды

Терпеноиды
- это
большой класс
природных соединений с
общей формулой (С5Н8)n,
где n>2

49. Терпеноиды

Структура изопрена
«хвост»
«голова»
СН3
Н
С
СН2
Разветвленный конец
изопреновой единицы –
голова
С
СН2
неразветвленный конец
изопреновой единицы –
хвост

50.

Изопреновое правило
(Л.Ружичка)
.
.
«голова»
«хвост»
«голова»
«хвост»
.
лимонен
.
гераниол
CH2OH

51. Изопреновое правило (Л.Ружичка)‏

Классификация терпенов (C5H8)n
Терпены
• монотерпены (n=2)
• сесквитерпены (n=3)
• дитерпены (n=4)
• тритерпены (n=6)
• тетратерпены (n=8)
• политерпены (n>8)
• ациклические
• моноциклические
• бициклические
• полициклические

52. Классификация терпенов (C5H8)n

Монотерпены – С10Н16
Алифатические
(ациклические)
моноциклические
Циклические
бициклические

53.

Ациклические терпены
O
CH2OH
мирцен
гераниол
C
H
гераниаль
(цитраль)

54.

Моноциклические терпены
H2, Ni
OH
лимонен
ментан
ментол

55. Моноциклические терпены

Бициклические терпены
O
пинан
камфора
камфан

56. Бициклические терпены

Тетратерпены
β-каротин

57.

Дитерпены
Витамин А
β-каротин
[O]
C
H
H
2O
2
Применение: гиповитаминоз и авитаминоз А,
инфекционные заболевания,
заболевания кожи,
заболевания глаз,
эпителиальные опухоли и лейкозы мастопатия и др..

58.

C
H
3
Витамин Е (токоферол)
H
O
H
C
3
C
H
3
O
C
H
3
C
H
3
C
H
3
C
H
3
C
H
3
Значение витамина Е (токоферола):
- вещество-антиоксидант
- Замедляет процесс старения клеток
- Способствует обогащению крови кислородом
- Улучшает питание клеток
- Укрепляет стенки кровеносных сосудов
- Защищает красные кровяные тельца от вредных токсинов
- Предотвращает образование тромбов и способствует их рассасыванию
- Укрепляет сердечную мышцу
Источники витамина Е (токоферола):
Орехи, масла, шпинат, подсолнечное масло и семечки, цельные зерна

59.

Витамин К1
производное 1,4-нафтохинона
O
C
H
3
C
H
3
O
C
H
3
C
H
3
C
H
3
стимулирует свертывание крови
C
H
3

60.

Стероиды
Гонан
пергидроциклопентафенантрен

61. Стероиды

Холестерин

62. Холестерин

Стероидные гормоны
Производные прегнана
Прегнан
Кортикостерон
Прогестерон

63. Стероидные гормоны Производные прегнана

Стероидные гормоны
Тестостерон
Эстрон