Lipidek

meghatározó lipidek

a többi biomolekulacsoporttól eltérően a lipideket nem specifikus szerkezeti jellemzők jelenléte határozza meg. A lipidek oldhatatlan biomolekulák, amelyeket a vízalapú oldatokban való oldhatósághoz szükséges polaritás általános hiánya határoz meg. A népszerű kultúrában a zsírok szinonimája a lipideknek, így a lipidek negatív szerepet játszanak az étrendben és az egészségben. A lipidek azonban létfontosságú szerepet játszanak számos sejtfolyamatban, beleértve az energiatárolást, a szerkezeti támogatást, a védelmet és a kommunikációt., A gyakori lipidcsoportok közé tartoznak a viaszok, szteroidok, zsírok és foszfolipidek.

a lipid monomer egyik típusa, egy zsírsav, egy legalább négy szénatomot tartalmazó lineáris szénhidrogén végén egy karboxilcsoportból áll. Mivel a szénhidrogénláncok nem polárisak, a hosszú szénhidrogénláncokkal rendelkező zsírsavak elsősorban hidrofób (vízben oldhatatlan), annak ellenére, hogy egy poláris funkcionális csoportjuk van. Más biomolekulacsoportokkal ellentétben a zsírsav-monomerek nem kötődnek közvetlenül egymáshoz a polimer láncokban., A lipidek dehidratációs szintézis reakciói észterkapcsolatot képeznek a zsírsav karboxilcsoportja és az alkohol-monomer, például a glicerin hidroxilcsoportja között. A Monomer és a polimer szerkezetek nagymértékben különböznek a lipid típusától függően, és nem minden lipidcsoport tartalmaz zsírsavakat.

a zsírsavak telítetlenek vagy telítetlenek lehetnek. A telítettségi szintet úgy határozzuk meg, hogy azonosítjuk a zsírsav szénhidrogénláncában jelen lévő kovalens kötések típusát., Mielőtt megvizsgálná a zsírsav szénhidrogénláncát, először azonosítsa az oxigén-szén kettős kötést a karboxil funkcionális csoportban, amely minden zsírsavban jelen van, és nem befolyásolja a telítettséget. Ha a szénhidrogénláncban lévő összes szén-szén kötés egyetlen kovalens kötés, akkor a zsírsav a lehető legtöbb hidrogénatommal telített. Ezért a zsírsav telített. Ha egy vagy több szén-szén kettős kötés van jelen, a zsírsav nem telített hidrogénatomokkal, telítetlennek nevezik., Az egyes kettős kötésekben részt vevő szénatomok eggyel kevesebb hidrogénatomhoz vannak kötve, mint az egyes kötésekben részt vevő szénatomok. Ez telítetlen állapot, mivel a kettős kötés egyetlen kötéssé történő megváltoztatása növelné a hidrogénatomok számát.

az egyes zsírsavak zsírban vagy más lipid polimerben való telítettségének mértéke befolyásolja a biomolekula szerkezetét és funkcióját. Különösen a telített és telítetlen zsírsavak jelentős hatással vannak az étrendi zsír megjelenésére, ízére, emésztésére és az emberi egészségre.,

mint sok biomolekula, a zsírsavak izomereket képeznek, amikor kettős kötés van jelen, mert a kettős kötés rögzített helyzetbe zárja az atomokat. Az adott lipidben jelen lévő specifikus izomerek jelentős hatással vannak a lipid szerkezetére és működésére az élő szervezetekben. Szinte minden élő szervezet szintetizálja és beépíti a cisz-zsírsavakat lipidjeikbe. A cisz-zsírsavak olyan izomerek, amelyekben a kettős kötés mindkét végén lévő folyamatos szénláncok ugyanabba az irányba mutatnak., A cisz-izomer meghajlik vagy” meggyullad”, megakadályozva a cisz-zsírsavak szoros csomagolását.

a transz-zsírsavak izomerek, amelyeket gyakran kereskedelmi élelmiszer-termelés során hoznak létre. A transz-zsírsavakban a folyamatos szénláncok ellentétes irányba néznek a kettős kötés körül. A transz-izomerek szerkezetileg hasonlóak a telített zsírsavakhoz, mivel a szénhidrogénlánc nem tartalmaz “kink” – et.”Mind a telített, mind a transz-zsírsavak szorosan együtt vannak monomerekként, és amikor zsírokban vannak jelen.,

Viaszok are egy osztály, a lipidek, amelyek két monomerek, egy zsírsav ragasztott keresztül észter emelőmű, hogy egy alkohol (szénhidrogén, amely egy hidroxil-csoport). A viaszok alkohol-monomerében lévő szénhidrogénlánc a rövid lineáris lánctól a komplex széngyűrűs szerkezetekig változik. A viaszok védelmet nyújtanak a vízveszteség megelőzése és a sejtek védelme érdekében. A viaszok védik a magokat és a tápanyagokat a növényi gyümölcsökben, és bevonják a növényi levelek felületét, kutikulát képezve a vízveszteség megelőzése érdekében., A méhek méhviasz méhsejteket szintetizálnak az élelmiszerek tárolására és az utódok védelmére. A viaszok sok rovar testfelületéről megakadályozzák a kiszáradást, és elriasztják a vizet a madártollak és néhány állatszőrzet felszínén.

a szteroidok a négy olvasztott (közvetlenül csatlakoztatott) széngyűrűt tartalmazó lipidek egy csoportja. Bár a szteroidok kötődhetnek a zsírsavakhoz, a szteroid molekulák nem tartalmaznak zsírsavláncot, és a szteroid biomolekula monomerjét nehéz meghatározni., A szteroid gyűrűk általában egy vagy néhány kis funkcionális csoportot tartalmaznak, beleértve a hidroxileket, karbonilokat vagy karboxilokat. A hidroxilcsoportot tartalmazó koleszterint és egyéb szterineket szteroloknak nevezzük. A koleszterin és a hozzá kapcsolódó szterinek jelen vannak az állati sejtmembránokban, és előfutárai számos létfontosságú szteroid és más szterinszármazék szintézisének.

sok szteroid és származékuk létfontosságú sejtfunkciókat végez. Szteroid hormonok, mint az ösztrogén és a tesztoszteron kontroll reprodukciós folyamatok és a fejlődés., Az epesók és a zsírban oldódó vitaminok a koleszterinből és a kapcsolódó lipidmolekulákból származó lipidek. A tudósok módosítják a szteroidokat a laboratóriumokban, szintetizálva olyan orvosi gyógyszereket, amelyek az emberi test természetes vegyületeinek utánzásával működnek. Anabolikus szteroidok, egy adott osztály mesterségesen előállított szteroid gyógyszerek, serkentik az izomnövekedést és fokozott fejlődését másodlagos nemi jellemzők., Az egyének anyagcsere-betegségek, anabolikus szteroidok javíthatja az egészséget helyreállításával normális jeleket, de anabolikus szteroid használata egyébként egészséges egyének rendkívül káros lehet a belső szerv működését.

a lipidek funkcionális csoportjai

Ez a tevékenység teszteli a lipidekben található monomerek funkcionális csoportjainak azonosítását.

zsírok

A közhiedelemmel ellentétben nem minden zsír rossz. A zsírok alapvető szerepet játszanak az energia tárolásában, a szigetelésben, hogy megvédjék a létfontosságú szerveket, valamint számos sejtszerkezet összetevőit., A növényekkel ellentétben az állatok zsírmolekulákat használnak hosszú távú energiatartalékként, mivel a zsírmolekula szerkezete több energiát biztosít kovalens kötésenként,mint a szénhidrátok. Az állatoknál, ahol a mobilitás fontos a túléléshez, a zsírok több energiát tárolnak kevesebb térben és tömegben a testben.

a zsírok a lipidek egy csoportja, amely kétféle monomert, zsírsavat és glicerint tartalmaz. A glicerin egy három szén-biomolekula, amely három hidroxilcsoportot tartalmaz, amelyek mindegyik szénatomhoz kapcsolódnak., A dehidratációs szintézis észterkapcsolatot hoz létre a zsírsavak karboxilcsoportja és a glicerin hidroxilcsoportja között. A legtöbb zsír trigliceridek, amelyek a három hidroxilcsoport mindegyikéhez kötődő zsírsavat tartalmaznak. Az egy vagy két zsírsavat tartalmazó monogliceridek és digliceridek fontos celluláris szerepet töltenek be, de a legtöbb élő szervezet nem jelentős alkotóelemei. Bár sok zsír és zsírsav közvetlenül a sejtekben szintetizálódik, bizonyos zsírsavakat a zsírok étrendi bevitelével kell előállítani, és a megfelelő sejtfunkcióhoz szükségesek.,

a zsír kémiai viselkedése a zsírsav összetételétől függ, ahol az egyes szálak lánchossza és telítettségi szintje változhat. A telített zsírsavak meglehetősen lineárisak, és hidrofób kölcsönhatások révén szorosan összepakolnak. A három telített zsírsavat tartalmazó triglicerideket telített zsíroknak nevezik. A telített zsírok szoros csomagolása elősegíti a stabilitást, így a telített zsírok szobahőmérsékleten szilárd anyagokat képeznek.,

mivel a telítetlen cisz-zsírsavak megrepedt szerkezeteket képeznek, a telítetlen zsírok szoros csomagolása megakadályozható, ha egy vagy több cisz-zsírsav van jelen a trigliceridben. A telítetlen zsírok nem csomagolják össze könnyen stabil konformációban, és elsősorban szobahőmérsékleten folyékonyak.

az étkezési zsírok egészségügyi hatásai a zsírban lévő zsírsavak telítettségi szintjétől függően különböznek. Az egyszeresen telítetlen zsír legalább egy zsírsavat tartalmaz, egy szén-szén kettős kötéssel. Az egyszeresen telítetlen zsírban egynél több zsírsav tartalmazhat egyetlen kettős kötést., Ha azonban bármely egyes zsírsav egynél több kettős kötést tartalmaz, akkor a teljes zsírt többszörösen telítetlennek kell tekinteni. Sok többszörösen telítetlen zsír több zsírsavat tartalmaz, egynél több kettős kötéssel.

a növények általában telítetlen zsírokban szintetizálják és tárolják az energiát. Az emberi étrendben a növényi forrásokból származó legtöbb élelmiszerzsír szobahőmérsékleten folyékony, olajoknak nevezik. A legtöbb állat telített zsírokban szintetizálja és tárolja az energiát. Az állatokból származó élelmiszerzsírok jellemzően szobahőmérsékleten szilárdak, mint például a vaj és a szalonna., A legtöbb állat által termelt zsíroktól eltérően a halakból származó zsírok elsősorban telítetlenek.

korábbi tudományos vizsgálatok azt mutatták, hogy az állati zsírban magas étrend növelte az egészségügyi kockázatokat. Válaszul az élelmiszergyártók elkezdték szintetizálni és eladni a hidrogénezett zsíroknak nevezett módosított növényi zsírokat, amelyek hasonló textúrájú és ízjellemzőkkel rendelkeznek telített állati zsírokkal. A hidrogénezett zsírokat úgy hozzák létre, hogy kémiailag hidrogénatomokat adnak telítetlen zsírokba, amíg telítetté nem válnak., A folyamat során sok zsírsav telítődik, majd spontán visszatér kettős kötésű állapotba, de transz-izomer formában a cisz-izomer forma helyett. A transzzsírsavakat (transzzsírokat) tartalmazó zsírokat szélsőséges hőnek való kitettség is létrehozza, például amikor az olajokat túlhevítik a mély sütés során.

bár néhány transz-zsírsavat szintetizálnak az élő sejtekben, a természetben előforduló telítetlen zsírsavak többsége cisz kettős kötést tartalmaz. A cisz-zsíroktól eltérően a transz-zsírok szorosan együtt vannak, szobahőmérsékleten szilárd anyagokat képeznek., Mivel a transzzsírszerkezet nem jelenik meg gyakran a természetben, a mesterségesen létrehozott transzzsírok nehezen bomlanak le az emberek számára. A legújabb tudományos vizsgálatok kimutatták, hogy a magas transzfúziós étrend növeli a szívbetegség kockázatát és más negatív egészségügyi következményeket. A népszerű média nyilvánosságra hozta a kérdést, és sok gyártó csökkentette a hidrogénezett zsírok használatát a fogyasztók egészségügyi aggályaira reagálva.

zsírok építése és lebontása

meg tudja-e határozni a triglicerid szintézisben és hidrolízisben lévő reagenseket és termékeket?,

azonos Élelmiszerzsírok

használja ezt a tevékenységet az egyes élelmiszertermékeket tartalmazó zsírsavak telítettségi szintjének meghatározására.

foszfolipidek

az élő sejtek az élet összetett egységei, amelyek a foszfolipidek egyedi szerkezetére támaszkodnak. A foszfolipidek lipidmembránt képeznek a sejt belseje körül, védve a sejtet azáltal, hogy szelektív gátat biztosítanak, amely szabályozza a molekulák mozgását a sejt belseje és külső része között., A foszfolipid biomolekulák egyedi szerkezetének megértése betekintést nyújt a foszfolipid gátak kialakulásának és a sejtek védelmének módjába.

a legtöbb lipidtől eltérően a foszfolipidek részben vízben oldódnak. A Lipid monomerek általában egy vagy több poláris funkcionális csoportot tartalmaznak. A dehidratációs szintézis reakciói azonban az elektronegatív atomokat az észterkapcsolatokban helyezik el, a poláris csoportokat nagy hidrofób területekkel körülvéve. A főként hidrofób szerkezet a legtöbb zsírt vízben oldhatatlanná teszi., Ezzel szemben a foszfolipidek tartalmaznak egy speciális monomer egységet, egy erősen poláris vagy ionos foszfát tartalmú csoportot, amely oldhatóságot ad a lipid egyik végéhez.

a foszfolipid monomerek két zsírsavat és egy glicerin molekulát tartalmaznak a digliceridekhez hasonló szerkezetben. A glicerin harmadik hidroxiljához egy egyedülálló monomer, amely foszfátcsoportot tartalmaz. A foszfolipid zsírsav-szegmense vagy “farka” hiányzik a polaritásból, és erősen hidrofób., A foszfátcsoport szegmens, vagy a” fej ” erősen hidrofil, mert ionos vagy erősen poláris.

egy kis poláris vagy töltött terület jelenléte egy nagy, nem poláris molekulán egyedülálló módon részlegesen oldódik. A molekula hidrofil feje hidrogénkötéseket képez a vízzel, míg a hidrofób farok hidrofób molekulákkal, köztük más foszfolipid farokkal aggregálódik. Az osztott szerkezetű molekulákat amphipatikusnak (görögül “mindkettő érzései”) nevezik.,

a szappan és más felületaktív anyagok hasonló kémiai szerkezettel rendelkeznek, és amfipatikus tulajdonságokat mutatnak a vízben, micelláknak nevezett szerkezetekké alakítva. A micellák gömb alakúak, a felületaktív anyagok nem poláris farkával a középpontba, a fejcsoportokkal pedig a poláris megoldással szemben helyezkednek el.

a foszfolipid szerkezet megakadályozza a micellák képződését, mivel a két zsírsav, amelyek közül az egyik általában telítetlen, megakadályozza a szűk gömbbe történő aggregációt., Ehelyett a foszfolipidek liposzómákat képeznek, amelyekben a foszfolipid molekulák kettős réteget vagy kétréteget alkotnak egy sokkal nagyobb szférában.

a micellák és a liposzómák közötti különbség megjelenítéséhez képzelje el, hogy egy paplanot körbevesz. Vásárolt már olcsó paplanot durva fehér párnával, mint az alsó felület? Ez a paplan olyan, mint egy micelle. A külső felület puha tapintású (=oldható fejek), míg a belső felület durva (= oldhatatlan farok). Ha egy” micelle ” paplanot csomagolsz körülötted, a belső felület durva és kényelmetlen., Hasonlóképpen, a víz kényelmetlen hidrofób farok elkerüli a közepén egy micelle.

ezzel szemben a kiváló minőségű paplan tartalmaz egy második réteg puha anyag a belső felületen, amely egy kétrétegű durva padding anyag (=oldhatatlan farok) szendvics két puha felületek (=oldható fejek). Ez a paplan olyan, mint egy liposzóma. Ha egy” liposzóma ” paplanot körbevesz, mind a belső, mind a külső felület puha (oldható). Hasonlóképpen, a víz mind a liposzómák belső, mind külső részéhez kapcsolódik.,

az élő sejt körüli lipidmembrán komplex liposzóma. Mind a membrán külső, mind belső felülete hidrofil, képes vízoldatokkal társulni. A poláris felületek közé szorítva a hidrofób farok védőgátat képez, így a nagy és a poláris molekulák nem képesek könnyen átjutni a membránon. A lipidmembrán szelektíven áteresztő, így a kis és nem poláris molekulák könnyen átjuthatnak a hidrofób gáton, miközben blokkolják a nagyobb és / vagy poláris molekulákat., Az élő membránok további fehérjéket és lipideket tartalmaznak, amelyek funkcionalitást adnak. Például a fehérjecsatornák, például az aquaporinok alagutakat biztosítanak bizonyos molekulák szállítására, míg más fehérjék üzeneteket továbbítanak a membránon keresztül azáltal, hogy strukturális változásokat kezdeményeznek a külső jelekre adott válaszként.

további lipidek, mint például a koleszterin, módosítják a lipidmembránok szerkezetét a környezeti feltételek mellett, és speciális sejtfunkciókat valósítanak meg., Bár a koleszterint a népszerű médiumok “rossz” lipidnek nevezik, a koleszterin a legtöbb állati sejtmembrán természetes összetevője. A koleszterin stabilizálja a foszfolipid membránokat azáltal, hogy kölcsönhatásba lép a zsírsav farokkal, javítja a stabilitást normál körülmények között, és növeli a rugalmasságot alacsony hőmérsékleten. A koleszterin kölcsönhatásba lép a sphingolipideknek nevezett speciális foszfolipidekkel, hogy fokozza a membrán fehérje funkcióit, különösen a sejt-sejt kommunikációban.