Definere Lipider
i Motsetning til andre biomolecule grupper, lipider er ikke definert ved tilstedeværelse av spesifikke strukturelle egenskaper. Lipider er uløselig biomolecules, definert av en generell mangel på polaritet nødvendig for oppløselig i vann-baserte løsninger. I populærkulturen, fett er synonymt med lipider, noe som gir lipider en negativ rolle i kosthold og helse. Imidlertid, lipider spiller viktige roller i mange cellulære prosesser, inkludert energi lagring, strukturell støtte, beskyttelse og kommunikasjon., Felles lipid grupper inkluderer voks, steroider, fett, og fosfolipider.
En type lipid monomer, en fettsyre, består av en carboxyl gruppe på slutten av en lineær hydrokarboner som inneholder minst fire karbonatomer. Fordi hydrokarbon-kjedene er upolare, fettsyrer med lang hydrokarbon-kjedene er hovedsakelig hydrofobe (ikke oppløselig i vann) til tross for å ha en polar funksjonell gruppe. I motsetning til andre biomolecule grupper, fettsyrer monomers ikke er direkte bundet til hverandre i polymere kjeder., Dehydrering syntese reaksjoner i lipider utgjør en ester sammenhengen mellom carboxyl gruppe av en fettsyrer og hydroksyl gruppe av alkohol monomer som glyserol. Monomer og polymer strukturer varierer mye avhengig av lipid, og ikke alle lipid grupper inneholder fettsyrer.
Fettsyrer kan være mettede eller umettede. Vi fastslå metning nivå ved å identifisere typer av covalent obligasjoner til stede i hydrokarbon-kjeden av en fettsyre., Før å undersøke hvilke kjeden av en fettsyre, først identifisere en oksygen-til-karbon dobbeltbindingen i carboxyl funksjonelle gruppen, som er til stede i alle fettsyrene, og ikke påvirker, metning. Hvis alle karbon-til-båndene i hydrokarbon-kjeden er enkelt covalent obligasjoner, fettsyrer er mettet med så mange hydrogenatomer som mulig. Derfor, den fatty acid er mettet. Når ett eller flere karbon-til-karbon dobbeltbindinger er til stede, fatty acid er ikke mettet med hydrogen atomer og kalles umettet., Karbon-atomer som er involvert i hvert dobbeltbindingen er bundet til en mindre hydrogen atom enn karbon-atomer som er involvert i hver enkelt obligasjon. Dette er en umettet stat, fordi det å endre en dobbel binding til én bond ville øke antall hydrogenatomer.
graden av metning av hver fettsyrer i et fat eller andre lipid polymer påvirker struktur og funksjon av at biomolecule. I særdeleshet, mettede og umettede fettsyrer som har betydelig effekt på fett utseende, smak, fordøyelse og helse.,
Som mange biomolecules, fettsyrer form isomerene når en dobbeltbindingen er til stede fordi den doble bindingen låser atomene rundt det i en fast posisjon. Den spesifikke isomerene til stede i en bestemt lipid ha betydelige effekter på lipid er struktur og funksjon i levende organismer. Nesten alle levende organismer syntetisere og innlemme cis-fettsyrer inn i deres lipider. Cis-fettsyrer er isomerene som fortsetter karbon kjettinger på hver ende av den doble bindingen ansiktet i samme retning., En cis-isomeren er bøyd eller «bøyd,» forebygge cis-fettsyrer fra pakking tett sammen.
Trans-fettsyrer er isomerene ofte opprettet under kommersiell matproduksjon. I trans-fettsyrer, fortsetter karbon kjeder ansikt motsatte retninger rundt en dobbel binding. Trans-isomerene er strukturelt lik mettede fettsyrer fordi hydrokarbon-kjeden inneholder ikke en «kink.»Både mettet og trans-fettsyrer pack tett sammen som monomers og når de er tilstede i fett.,
Voks ar
e en klasse av lipider som inneholder to monomere, fører en fettsyrer bundet gjennom en ester link til en alkohol (en hydrokarbon som inneholder en hydroksyl gruppe). Hydrokarbon-kjeden i alkohol monomer av voks varierer fra kort lineær kjede til komplekse karbon ring strukturer. Voks som gir beskyttende barrierer for å hindre at vann tap og beskytte celler. Voks beskytte frø og næringsstoffer inne i anlegget frukt og strøk på overflaten av plante blader, danner en cuticle for å hindre at vann tap., Bier syntetisere bivoks honeycombs for oppbevaring av mat-og beskytte barn. Voks forhindre dehydrering fra kroppens overflater av mange insekter og frastøte vann på overflaten av fuglefjær, hvalbein og noen dyr pelsverk.
Steroider er en klasse av lipider inneholder fire smeltet (direkte tilkoblet) karbonringer. Selv om steroider kan binde seg til fettsyrer, steroidet molekylet ikke inneholder en fettsyre som kjede, og monomer av et steroid biomolecule er vanskelig å definere., Steroid ringer vanligvis inneholde én eller et par små funksjonelle grupper, inkludert hydroxyls, carbonyls, eller carboxyls. Kolesterol og andre steroider som inneholder en hydroksyl gruppe og kalles sterols. Kolesterol og relaterte steroler er til stede i dyr cellemembraner og er forløpere for syntese av mange viktige steroider og andre sterol derivater.
Mange steroider og deres derivater utføre viktige cellulære funksjoner. Steroid hormoner, slik som østrogen og testosteron kontroll reproduktive prosesser og utvikling., Galle salter og fettløselige vitaminer er lipider avledet fra kolesterol og relaterte kalles lipid-molekyler. Forskere endre steroider i laboratorier, syntetisere legemidler som virker ved å etterligne naturlige stoffer i kroppen. Anabole steroider, en bestemt klasse av kunstig produsert steroider narkotika, stimulere muskelvekst og økt utvikling av sekundære kjønnskarakteristika., I personer med metabolske sykdommer, anabole steroider kan forbedre helsen ved å gjenopprette normal signaler, men anabole steroider bruk av ellers friske personer kan være svært skadelig for indre organ funksjon.
Funksjonelle Grupper av Lipider
Denne aktiviteten tester din evne til å identifisere funksjonelle grupper av monomers funnet i lipider.
Fett
i Motsetning til populære tro, ikke alt fett er dårlig. Fett spille viktige roller som lagrer energi, isolasjon for å beskytte vitale organer, og komponenter av mange cellulære strukturer., I motsetning til planter, dyr bruke fett molekyler som langsiktig energilagre fordi strukturen av en fettstoffet gir mer energi per covalent bond enn karbohydrater gir. I dyr, hvor mobilitet er viktig for å overleve, fett tillate mer energi for å bli lagret på mindre plass og masse i kroppen.
Fett er en klasse av lipider inneholder to typer monomere, fører fettsyrer og glyserol. Glyserol er en tre-karbon biomolecule inneholder tre hydroksylgrupper, en bundet til hvert karbonatom., Dehydrering syntese skaper en ester sammenhengen mellom carboxyl gruppe av fettsyrer og en hydroksyl gruppe i glyserol. Mest fett som triglyserider, som inneholder en fettsyrer bundet til hver av de tre hydroksylgrupper. Monoglycerides og diglycerides, som inneholder ett eller to fettsyrer henholdsvis utføre viktige cellulære roller, men er ikke en betydelig del av de fleste levende organismer. Selv om mange av fett og fettsyrer er syntetisert direkte i cellene, noen fettsyrer må innhentes gjennom inntak av fett og er nødvendig for riktig cellular funksjon.,
kjemisk oppførsel av en fett er avhengig av fettsyre sammensetning, hvor hver strand kan variere i chain lengde og metning nivå. Mettede fettsyrer er ganske lineær og pakke sammen tett gjennom hydrofobe interaksjoner. Triglyserider inneholder tre mettede fettsyrer kalles mettet fett. I nærheten pakking av mettet fett fremmer stabilitet og fører til mettet fett å danne faste stoffer ved romtemperatur.,
Fordi umettede cis-fettsyrer form bøyd strukturer, i nærheten pakking av umettet fett som er forhindret når ett eller flere cis-fettsyrer er til stede i triglyserid. Umettet fett ikke pakke sammen lett i en stabil konformasjon og er i hovedsak flytende ved romtemperatur.
helseeffekter av kosttilskudd fett variere avhengig av metning nivå av fettsyrer finnes i fett. En enumettet fett inneholder minst en fettsyre med en karbon-til-karbon dobbeltbindingen. Mer enn én fettsyrer i en enumettet fett kan inneholde en enkelt dobbeltbindingen., Imidlertid, hvis noen individuelle fettsyrer inneholder mer enn en dobbel binding, hele fett er definert som flerumettet. Mange flerumettet fett inneholder flere fettsyrer med mer enn en dobbel binding.
Planter har en tendens til å fremstille og lagre energi i umettet fett. I den menneskelige kosthold, mest mat fettstoffer utvunnet fra planter kilder er flytende ved romtemperatur og er kalt oljer. De fleste dyr syntetisere og lagre energi i mettet fett. Mat fett stammer fra dyr er vanligvis faste ved romtemperatur, slik som smør og smult., I motsetning til fett produsert av de fleste dyr, fettstoffer utvunnet fra fisk er hovedsakelig umettet.
Siste vitenskapelige studier indikert at en diett høy i animalsk fett økt helserisiko. I respons, mat produsentene begynte å produsere og selge modifisert plante fett kalles hydrogenert fett som deler samme tekstur og smak egenskaper med mettet animalsk fett. Hydrogenert fett er laget av kjemisk legge til hydrogen atomer til umettet fett før de blir mettet., I løpet av prosessen, mange fettsyrer mette og så spontant konvertere tilbake til en dobbel-bundet tilstand, men i en trans-isomeren form i stedet for en cis-isomeren form. Fett inneholder trans-fettsyrer (trans-fett) opprettes også ved eksponering for sterk varme, for eksempel når oljer er overopphetet under dyp-steking.
Selv om noen trans-fettsyrer er syntetisert i levende celler, de fleste naturlig forekommende umettede fettsyrer inneholder cis doble obligasjoner. I motsetning til cis-fett, trans-fett pack tett sammen, danner faste stoffer ved romtemperatur., Fordi trans-fett struktur ikke forekommer ofte i naturen, kunstig skapt trans-fett er vanskelig for mennesker å bryte ned. Nyere vitenskapelige studier har vist at en diett høy i transfett øker risikoen for hjertesykdommer og andre negative helsemessige konsekvenser. Populære medier omtalte saken, og mange produsenter har redusert sin bruk av hydrogenert fett i respons til helse bekymringer av forbrukere.
Bygning og Bryte Fett
Kan du identifisere reaktanter og produkter i triglyserid syntese og hydrolyse?,
Idenitfying Mat Fett
Bruk denne aktiviteten til å øve på å identifisere metning nivå av fettsyrer som består av hver matvare.
Fosfolipider
Levende celler er komplekse enheter av livet som er avhengige av den unike strukturen av fosfolipider. Fosfolipider danne en lipid membran rundt en celle ‘ s interiør, beskytte cellen ved å gi en selektiv barriere som regulerer bevegelsen av molekyler mellom innsiden og utsiden av cellen., Forstå den unike strukturen av phospholipid biomolecules gir innsikt i hvordan fosfolipid barrierer form og beskytter cellene.
i Motsetning til de fleste lipider, fosfolipider er delvis løselig i vann. Lipid monomers generelt inneholde en eller flere polar funksjonelle grupper. Imidlertid, dehydrering syntese reaksjoner plasser electronegative atomene inne ester forbindelser, rundt polare grupper med store hydrofobe områder. I hovedsak hydrofobe struktur gjør mest fett uløselig i vann., I kontrast, fosfolipider inneholder en spesiell monomer enhet, en sterkt polar eller ionisk fosfat-som inneholder gruppen som legger til løseligheten til den ene enden av lipid.
Fosfolipid monomers inkluderer to fettsyrer og en glyserol molekyl i en struktur som ligner diglycerides. Festet til den tredje hydroksyl av glyserol er en unik monomer som inneholder fosfat gruppe. Den fatty acid segment, eller «hale» av et fosfolipid mangler polaritet og er sterkt hydrofobe., Fosfat gruppe segment, eller «hode» er sterkt hydrofile fordi det er enten ionisk eller sterkt polar.
tilstedeværelsen av en liten polar eller belastet område på en stor, upolare molekyler gjør det delvis løselig i en unik måte. Den hydrofile hodet av molekylet tilknyttede selskaper og danner hydrogen obligasjoner med vann, mens de hydrofobe halen aggregater med hydrofobe molekyler, inkludert andre fosfolipid haler. Molekyler med dette delt struktur kalles amphipathic (gresk for «følelser for både»).,
Såpe og andre tensider dele lignende kjemiske strukturer og vise amphipathic egenskaper i vann, orientering i strukturer kalt micelles. Micelles er sfærisk med upolare haler av tensider samles i midten og hodet grupper orientert til å møte polar løsning.
Fosfolipid struktur forhindrer dannelsen av micelles fordi de to fettsyrer, hvorav den ene er vanligvis umettede, hindre aggregering i et stramt sfære., I stedet, fosfolipider form liposomes, der fosfolipid molekyler danner et dobbelt lag, eller bilayer, i en mye større sammenheng.
for Å visualisere forskjellen mellom micelles og liposomes, tenk å feste en dyne rundt deg. Har du noen gang kjøpt en billig quilt med grov hvit padding som den nederste overflaten? Dette teppet er som en micelle. Den ytre overflaten er myk å ta på (= løselig hoder), mens den indre overflaten er ujevn (= uløselig mynt). Hvis du pakker en «micelle» dyne rundt deg, den indre overflaten er ujevn og ubehagelig., På samme måte, vann er ubehagelig med hydrofobe haler og unngår midten av en micelle.
I motsetning, en høy kvalitet quilt inkluderer en andre lag av mykt materiale på den indre overflaten, og danner en bilayer med grove padding materiale (= uløselig mynt) klemt mellom to myke overflater (= løselig hoder). Dette teppet er som en liposome. Hvis du pakker en «liposome» dyne rundt deg, både indre og ytre overflater er myk (løselig). På samme måte, vann medarbeidere med både på innsiden og utsiden av liposomes.,
lipid membran rundt en levende celle er en kompleks liposome. Både utvendige og innvendige flater av membranen er hydrofile og i stand til å assosiere med vann løsninger. Klemt mellom disse polar overflater, den hydrofobe haler danner en beskyttende barriere, slik at store og polare molekyler er i stand til å krysse membranen lett. Et lipid membran er selektivt gjennomtrengelig, slik at små og upolare molekyler til å krysse gjennom den hydrofobe barriere lett mens du blokkere større og/eller polare molekyler., Levende membraner inneholder mer proteiner og lipider som legger til funksjonalitet. For eksempel, protein kanaler som aquaporins gi tunneler for transport av bestemte molekyler, mens andre proteiner levere meldinger gjennom membranen ved å initiere strukturelle endringer i respons til eksterne signaler.
Ekstra lipider, så som kolesterol endre strukturen av lipid membran i respons til miljømessige forhold, og for å oppnå spesialisert cellulære funksjoner., Selv om kolesterol er merket med en «dårlig» lipid av populære media, kolesterol er en naturlig komponent i de fleste dyr celle membraner. Kolesterol stabilisert fosfolipid membraner ved å samhandle med fatty acid haler, bedre stabilitet under normale forhold og økt fleksibilitet ved lave temperaturer. Kolesterol samhandler med spesielle fosfolipider kalt sphingolipids å forbedre membran protein funksjoner, spesielt i celle-til-celle kommunikasjon.