Lipider

definition af lipider

i modsætning til andre biomolekylgrupper defineres lipider ikke ved tilstedeværelsen af specifikke strukturelle egenskaber. Lipider er uopløselige biomolekyler, defineret ved en generel mangel på polaritet, der er nødvendig for opløselighed i vandbaserede opløsninger. I populærkulturen er fedtstoffer synonyme med lipider, hvilket giver lipider en negativ rolle i kost og sundhed. Lipider spiller imidlertid vigtige roller i mange cellulære processer, herunder energilagring, strukturel støtte, beskyttelse og kommunikation., Fælles lipid grupper omfatter voks, steroider, fedt, og phospholipider.

en type lipidmonomer, en fedtsyre, består af en Carbo .ylgruppe ved enden af et lineært carbonhydrid indeholdende mindst fire carbonatomer. Fordi carbonhydridkæder er ikke-polære, er fedtsyrer med lange carbonhydridkæder hovedsageligt hydrofobe (uopløselige i vand) på trods af at de har en polær funktionel gruppe. I modsætning til andre biomolekylgrupper er fedtsyremonomerer ikke direkte bundet til hinanden i polymerkæder., Dehydreringssyntesereaktioner i lipider danner en esterbinding mellem Carbo .ylgruppen af en fedtsyre og hydro .ylgruppen af en alkoholmonomer, såsom glycerol. Monomer – og polymerstrukturer varierer meget afhængigt af typen af lipid, og ikke alle lipidgrupper indeholder fedtsyrer.

fedtsyrer kan være mættede eller umættede. Vi bestemmer mætningsniveauet ved at identificere de typer af kovalente bindinger, der er til stede i carbonhydridkæden af en fedtsyre., Før gennemgangen af kulbrinte kæde af en fedtsyre, først identificere et ilt-til-carbon-dobbeltbinding i carboxylgrupper funktionel gruppe, som er til stede i alle fedtsyrer og påvirker ikke mætning. Hvis alle carbon-til-carbon-bindinger i carbonhydridkæden er enkeltkovalente bindinger, er fedtsyren mættet med så mange hydrogenatomer som muligt. Derfor er fedtsyren mættet. Når en eller flere carbon-til-carbon-dobbeltbindinger er til stede, er fedtsyren ikke mættet med hydrogenatomer og kaldes umættet., De carbonatomer, der er involveret i hver dobbeltbinding, er bundet til et mindre hydrogenatom end de carbonatomer, der er involveret i hver enkelt binding. Dette er en umættet tilstand, fordi ændring af en dobbeltbinding til en enkelt binding ville øge antallet af hydrogenatomer.

graden af mætning af hver fedtsyre i en fedt eller anden lipidpolymer påvirker strukturen og funktionen af det biomolekyle. Især har mættede og umættede fedtsyrer betydelige virkninger på kostfedtudseende, smag, fordøjelse og menneskers sundhed.,

som mange biomolekyler danner fedtsyrer isomerer, når en dobbeltbinding er til stede, fordi dobbeltbindingen låser atomerne omkring den i en fast position. De specifikke isomerer, der er til stede i et bestemt lipid, har betydelige virkninger på lipidets struktur og funktion i levende organismer. Næsten alle levende organismer syntetiserer og inkorporerer cis-fedtsyrer i deres lipider. Cis-fedtsyrer er isomerer, hvor de fortsatte carbonkæder i hver ende af dobbeltbindingen vender i samme retning., En cis-isomer er bøjet eller” knækket”, hvilket forhindrer cis-fedtsyrer i at pakke tæt sammen.

transfedtsyrer er isomerer, der ofte skabes under kommerciel fødevareproduktion. I transfedtsyrer står de fortsatte carbonkæder overfor modsatte retninger omkring en dobbeltbinding. Trans-isomerer ligner strukturelt mættede fedtsyrer, fordi carbonhydridkæden ikke indeholder en ” kink.”Både mættede og transfedtsyrer pakker tæt sammen som monomerer, og når de er til stede i fedtstoffer . ,

Voks are en klasse af lipider, der indeholder to monomerer, en fedtsyre bundet gennem en ester kobling til en alkohol (en kulbrinte, der indeholder en hydroxyl gruppe). Carbonhydridkæden i alkoholmonomeren af voks varierer fra en kort lineær kæde til komplekse carbonringstrukturer. Voks giver beskyttende barrierer for at forhindre vandtab og beskytte celler. Voks beskytter frø og næringsstoffer inde i plantefrugter og belægger overfladen på planteblade og danner en neglebånd for at forhindre vandtab., Bier syntetiserer bivoks honningkager til opbevaring af mad og beskyttelse af afkom. Voks forhindrer dehydrering fra kropsoverflader af mange insekter og afviser vand på overfladen af fuglefjeder og nogle dyreskind.

Steroider er en klasse af lipider, der indeholder fire sammenvoksede (direkte tilsluttet) carbon-ringe. Selvom steroider kan binde til fedtsyrer, indeholder steroidmolekyler ikke en fedtsyrekæde, og monomeren af et steroidbiomolekyle er vanskeligt at definere., Steroid ringe indeholder normalt en eller et par små funktionelle grupper, herunder hydro .yler, carbonyler, eller Carbo .yler. Kolesterol og andre steroider, der indeholder en hydro .ylgruppe, kaldes steroler. Kolesterol og beslægtede Steroler er til stede i dyrecellemembraner og er forstadier til syntese af mange vitale steroider og andre sterolderivater.

mange steroider og deres derivater udfører vitale cellulære funktioner. Steroidhormoner såsom østrogen og testosteron kontrol reproduktive processer og udvikling., Galdesalte og fedtopløselige vitaminer er lipider afledt af kolesterol og beslægtede lipidmolekyler. Forskere modificerer steroider i laboratorier, syntetiserer medicinske lægemidler, der virker ved at efterligne naturlige forbindelser i menneskekroppen. Anabolske steroider, en bestemt klasse kunstigt fremstillede steroidlægemidler, stimulerer muskelvækst og øget udvikling af sekundære kønskarakteristika., Hos personer med metaboliske sygdomme, anabolske steroider kan forbedre helbredet ved at genoprette normale signaler, men anabolske steroid brug af ellers raske personer, kan være yderst skadelig for det indre organers funktion.

Funktionelle Grupper af Lipider

Denne aktivitet tester din evne til at identificere funktionelle grupper af monomerer, der findes i lipider.

fedtstoffer

i modsætning til hvad man tror, er ikke alle fedtstoffer dårlige. Fedtstoffer spiller vigtige roller som energilagre, isolering for at beskytte vitale organer og komponenter i mange cellulære strukturer., I modsætning til planter bruger dyr fedtmolekyler som langsigtede energilagre, fordi strukturen af et fedtmolekyle giver mere energi pr. Hos dyr, hvor mobilitet er vigtig for overlevelse, tillader fedt mere energi at blive opbevaret på mindre plads og masse i en krop.

fedtstoffer er en klasse af lipider, der indeholder to slags monomerer, fedtsyrer og glycerol. Glycerol er et tre carbonbiomolekyle indeholdende tre hydro .ylgrupper, en bundet til hvert carbonatom., Dehydrering syntese skaber en esterbinding mellem Carbo .ylgruppen af fedtsyrer og en hydro .ylgruppe i glycerol. De fleste fedtstoffer er triglycerider, der indeholder en fedtsyre bundet til hver af de tre hydro .ylgrupper. Monoglycerider og diglycerider, der indeholder henholdsvis en eller to fedtsyrer, udfører vigtige cellulære roller, men er ikke en væsentlig bestanddel af de fleste levende organismer. Selvom mange fedtstoffer og fedtsyrer syntetiseres direkte i celler, skal nogle fedtsyrer opnås gennem diætindtagelse af fedtstoffer og er nødvendige for korrekt cellulær funktion.,

et fedts kemiske opførsel er afhængig af fedtsyresammensætning, hvor hver streng kan variere i kædelængde og mætningsniveau. Mættede fedtsyrer er ret lineære og pakker tæt sammen gennem hydrofobe interaktioner. Triglycerider indeholdende tre mættede fedtsyrer kaldes mættede fedtstoffer. Tæt pakning af mættede fedtstoffer fremmer stabilitet og får mættede fedtstoffer til at danne faste stoffer ved stuetemperatur.,

da umættede cis-fedtsyrer danner kinkede strukturer, forhindres tæt pakning af umættede fedtstoffer, når en eller flere cis-fedtsyrer er til stede i triglyceridet. Umættede fedtstoffer pakker ikke let sammen i en stabil konformation og er primært flydende ved stuetemperatur.

de sundhedsmæssige virkninger af diætfedt varierer afhængigt af mætningsniveauet for de fedtsyrer, der er til stede i fedtet. Et enkeltumættet fedt indeholder mindst en fedtsyre med en carbon-til-carbon dobbeltbinding. Mere end en fedtsyre i et enkeltumættet fedt kan indeholde en enkelt dobbeltbinding., Men hvis en individuel fedtsyre indeholder mere end en dobbeltbinding, defineres hele fedtet som flerumættet. Mange flerumættede fedtstoffer indeholder flere fedtsyrer med mere end en dobbeltbinding.

planter har tendens til at syntetisere og opbevare energi i umættede fedtstoffer. I den menneskelige kost er de fleste madfedt, der stammer fra plantekilder, flydende ved stuetemperatur og kaldes olier. De fleste dyr syntetiserer og opbevarer energi i mættet fedt. Madfedt, der stammer fra dyr, er typisk faste ved stuetemperatur, såsom smør og svinefedt., I modsætning til fedtstoffer produceret af de fleste dyr er fedtstoffer afledt af fisk primært umættede.

tidligere videnskabelige undersøgelser viste, at kostvaner med højt indhold af animalsk fedt øgede sundhedsrisici. Som svar begyndte fødevareproducenter at syntetisere og sælge modificerede plantefedt kaldet hydrogenerede fedtstoffer, der deler lignende tekstur og smagskarakteristika med mættede animalske fedtstoffer. Hydrogenerede fedtstoffer skabes ved kemisk tilsætning af hydrogenatomer i umættede fedtstoffer, indtil de bliver mættede., Under processen mættes mange fedtsyrer og omdannes derefter spontant tilbage til en dobbeltbundet tilstand, men i en trans-isomerform i stedet for en cis-isomerform. Fedtstoffer, der indeholder transfedtsyrer (transfedt), skabes også ved udsættelse for ekstrem varme, såsom når olier overophedes under friturestegning.

selvom nogle få transfedtsyrer syntetiseres i levende celler, indeholder de fleste naturligt forekommende umættede fedtsyrer cis-dobbeltbindinger. I modsætning til cis-fedtstoffer pakker transfedt tæt sammen og danner faste stoffer ved stuetemperatur., Fordi transfedtstrukturen ikke forekommer hyppigt i naturen, er kunstigt skabte transfedtstoffer vanskelige for mennesker at nedbryde. Nylige videnskabelige undersøgelser har vist, at en diæt, der er høj i transfater, øger risikoen for hjertesygdomme og andre negative sundhedsmæssige konsekvenser. Populære medier har offentliggjort spørgsmålet, og mange producenter har reduceret deres brug af hydrogenerede fedtstoffer som reaktion på forbrugernes sundhedsmæssige bekymringer.

opbygning og nedbrydning af fedtstoffer

kan du identificere reaktanterne og produkterne i triglyceridsyntese og hydrolyse?,

identifying Food Fats

Brug denne aktivitet til at praktisere identifikation af mætningsniveauet for fedtsyrerne omfattende hvert fødevareprodukt.

phospholipider

levende celler er komplekse enheder af livet, der er afhængige af den unikke struktur af phospholipider. Fosfolipider danner en lipidmembran omkring en celles indre, beskytter cellen ved at tilvejebringe en selektiv barriere, der regulerer bevægelse af molekyler mellem indersiden og ydersiden af cellen., At forstå den unikke struktur af phospholipidbiomolekyler giver indsigt i, hvordan phospholipidbarrierer dannes og beskytter celler.

i modsætning til de fleste lipider er phospholipider delvist opløselige i vand. Lipidmonomerer indeholder generelt en eller flere polære funktionelle grupper. Imidlertid placerer dehydreringssyntesereaktioner de elektronegative atomer inde i esterforbindelser, der omgiver de polære grupper med store hydrofobe områder. Den hovedsageligt hydrofobe struktur gør de fleste fedtstoffer uopløselige i vand., I modsætning hertil indeholder phospholipider en speciel monomerenhed, en stærkt polær eller ionisk phosphatholdig gruppe, der tilføjer opløselighed til den ene ende af lipidet.

Phospholipidmonomerer indbefatter to fedtsyrer og et glycerolmolekyle i en struktur svarende til diglycerider. Knyttet til den tredje hydro .yl glycerol er en unik monomer indeholdende en phosphatgruppe. Fedtsyresegmentet, eller” hale”, af et phospholipid mangler polaritet og er stærkt hydrofob., Fosfatgruppesegmentet, eller” hoved”, er stærkt hydrofil, fordi det enten er ionisk eller meget polært.

tilstedeværelsen af et lille polært eller ladet område på et stort, ikke-polært molekyle gør det delvist opløseligt på en unik måde. Det hydrofile hoved af molekylet forbinder og danner hydrogenbindinger med vand, mens den hydrofobe hale aggregerer med hydrofobe molekyler, herunder andre phospholipidhaler. Molekyler med denne splittede struktur kaldes amphipathic (græsk for “følelser for begge”).,

sæbe og andre overfladeaktive stoffer deler lignende kemiske strukturer og viser amfipatiske egenskaber i vand, orientering til strukturer kaldet miceller. Miceller er sfæriske med de ikke-polære haler af de overfladeaktive stoffer aggregeret i midten og hovedgrupperne orienteret mod den polære opløsning.

Phospholipidstruktur forhindrer dannelsen af miceller, fordi de to fedtsyrer, hvoraf den ene sædvanligvis er umættede, forhindrer aggregering i en tæt kugle., I stedet danner phospholipider liposomer, hvor phospholipidmolekyler danner et dobbeltlag eller dobbeltlag i en meget større kugle.

for at visualisere forskellen mellem miceller og liposomer, forestil dig at indpakke en dyne omkring dig selv. Har du nogensinde købt en billig dyne med RU hvid polstring som bundfladen? Denne dyne er som en micelle. Den ydre overflade er blød at røre ved (= opløselige hoveder), mens den indre overflade er ru (=uopløselige haler). Hvis du pakker en” micelle ” quuilt omkring dig, er den indre overflade ru og ubehagelig., Tilsvarende er vand ubehageligt med hydrofobe haler og undgår midten af en micelle.

i modsætning hertil inkluderer et dyne af høj kvalitet et andet lag blødt materiale på den indre overflade, der danner et dobbeltlag med ru polstringsmateriale (= uopløselige haler) klemt inde mellem to bløde overflader (= opløselige hoveder). Denne dyne er som et liposom. Hvis du pakker en” liposom ” quuilt omkring dig, er både de indre og ydre overflader bløde (opløselige). Tilsvarende forbinder vand med både indersiden og ydersiden af liposomer.,

lipidmembranen omkring en levende celle er et komplekst liposom. Både de udvendige og indvendige overflader af membranen er hydrofile og i stand til at forbinde med vandopløsninger. Klemt mellem disse polære overflader danner de hydrofobe haler en beskyttende barriere, så store og polære molekyler ikke er i stand til at krydse membranen let. En lipidmembran er selektivt permeabel, så små og ikke-polære molekyler let kan krydse gennem den hydrofobe barriere, mens de blokerer for de større og / eller polære molekyler., Levende membraner indeholder yderligere proteiner og lipider, der tilføjer funktionalitet. For eksempel tilvejebringer proteinkanaler såsom A .uaporiner tunneler til transport af specifikke molekyler, mens andre proteiner leverer meddelelser gennem membranen ved at initiere strukturelle ændringer som reaktion på eksterne signaler.

yderligere lipider, såsom kolesterol, ændrer strukturen af lipidmembraner som reaktion på miljøforhold og til at udføre specialiserede cellulære funktioner., Selvom kolesterol er mærket en” dårlig ” lipid af populære medier, er kolesterol en naturlig komponent i de fleste dyrecellemembraner. Kolesterol stabiliserer fosfolipidmembraner ved at interagere med fedtsyrehaler, forbedre stabiliteten under normale forhold og øge fleksibiliteten ved lave temperaturer. Kolesterol interagerer med specielle phospholipider kaldet sphingolipider for at forbedre membranproteinfunktioner, især i celle-til-celle-kommunikation.