Lipider (Svenska)

definiera lipider

till skillnad från andra biomolekylgrupper definieras lipider inte av närvaron av specifika strukturella egenskaper. Lipider är olösliga biomolekyler, definierade av en övergripande brist på polaritet som är nödvändig för löslighet i vattenbaserade lösningar. I populärkulturen är fetter synonymt med lipider, vilket ger lipider en negativ roll i kost och hälsa. Lipider spelar dock viktiga roller i många cellulära processer, inklusive energilagring, strukturellt stöd, skydd och kommunikation., Vanliga lipidgrupper inkluderar vaxer, steroider, fetter och fosfolipider.

en typ av lipidmonomer, en fettsyra, består av en karboxylgrupp i slutet av ett linjärt kolväte innehållande minst fyra kolatomer. Eftersom kolvätekedjor är nonpolära är fettsyror med långa kolvätekedjor huvudsakligen hydrofoba (olösliga i vatten) trots att de har en polär funktionell grupp. Till skillnad från andra biomolekylgrupper är fettsyramonomerer inte direkt bundna till varandra i polymerkedjor., Dehydrering syntesreaktioner i lipider bildar en esterbindning mellan karboxylgruppen av en fettsyra och hydroxylgruppen av en alkoholmonomer, såsom glycerol. Monomer och polymerstrukturer varierar mycket beroende på typen av lipid, och inte alla lipidgrupper innehåller fettsyror.

fettsyror kan vara mättade eller omättade. Vi bestämmer mättnadsnivån genom att identifiera de typer av kovalenta bindningar som finns i kolvätekedjan av en fettsyra., Innan du undersöker kolvätekedjan av en fettsyra, identifiera först en dubbelbindning mellan syre och kol i den karboxylfunktionella gruppen, som är närvarande i alla fettsyror och påverkar inte mättnad. Om alla kol-till-kolbindningar i kolvätekedjan är enkla kovalenta bindningar, är fettsyran mättad med så många väteatomer som möjligt. Därför är fettsyran mättad. När en eller flera kol-till-kol-dubbelbindningar är närvarande, är fettsyran inte mättad med väteatomer och kallas omättad., De kolatomer som är involverade i varje dubbelbindning är bundna till en mindre väteatom än de kolatomer som är involverade i varje enskild bindning. Detta är ett omättat tillstånd eftersom byte av en dubbelbindning till en enda bindning skulle öka antalet väteatomer.

graden av mättnad av varje fettsyra i ett fett eller annan lipidpolymer påverkar strukturen och funktionen hos den biomolekylen. I synnerhet har mättade och omättade fettsyror betydande effekter på kostfettutseende, smak, matsmältning och människors hälsa.,

liksom många biomolekyler bildar fettsyror isomerer när en dubbelbindning är närvarande eftersom dubbelbindningen låser atomerna runt den i ett fast läge. De specifika isomererna som finns i en viss lipid har signifikanta effekter på lipidens struktur och funktion i levande organismer. Nästan alla levande organismer syntetiserar och införlivar cis-fettsyror i deras lipider. Cis – fettsyror är isomerer där de fortsatta kolkedjorna i varje ände av dubbelbindningen står i samma riktning., En cisisomer är böjd eller” kinked”, vilket förhindrar cis-fettsyror från att packa nära varandra.

transfettsyror är isomerer som ofta skapas under kommersiell livsmedelsproduktion. I transfettsyror möter de fortsatta kolkedjorna motsatta riktningar runt en dubbelbindning. Transisomerer liknar strukturellt mättade fettsyror eftersom kolvätekedjan inte innehåller en ”kink”.”Både mättade och transfettsyror packas tätt ihop som monomerer och när de är närvarande i fetter.,

vaxer are en klass av lipider som innehåller två monomerer, en fettsyra bunden genom en esterbindning med en alkohol (ett kolväte som innehåller en hydroxylgrupp). Kolvätekedjan i vaxens alkoholmonomer varierar från en kort linjär kedja till komplexa kolringstrukturer. Vaxer ger skyddande hinder för att förhindra vattenförlust och skydda celler. Vaxer skyddar frön och näringsämnen inuti växtfrukter och täcker ytan av växtblad och bildar en nagelband för att förhindra vattenförlust., Bin syntetiserar bivax honungskamrater för att lagra mat och skydda avkommor. Vaxer förhindrar uttorkning från kroppsytor av många insekter och avvisar vatten på ytan av fågelfjädrar och vissa djurpälsar.

steroider är en klass av lipider som innehåller fyra smält (direkt fäst) kolringar. Även om steroider kan binda till fettsyror innehåller steroidmolekyler inte en fettsyrakedja, och monomeren av en steroidbiomolekule är svår att definiera., Steroidringar innehåller vanligtvis en eller några små funktionella grupper inklusive hydroxyler, karbonyler eller karboxyler. Kolesterol och andra steroider som innehåller en hydroxylgrupp kallas steroler. Kolesterol och relaterade steroler är närvarande i djurcellmembran och är prekursorer för syntesen av många vitala steroider och andra sterolderivat.

många steroider och deras derivat utför viktiga cellulära funktioner. Steroidhormoner såsom östrogen och testosteron kontroll reproduktiva processer och utveckling., Gallsalter och fettlösliga vitaminer är lipider härrörande från kolesterol och relaterade lipidmolekyler. Forskare modifierar steroider i laboratorier, syntetiserar medicinska droger som fungerar genom att efterlikna naturliga föreningar i människokroppen. Anabola steroider, en specifik klass av artificiellt tillverkade steroidläkemedel, stimulerar muskeltillväxt och ökad utveckling av sekundära könsegenskaper., Hos individer med metaboliska sjukdomar kan anabola steroider förbättra hälsan genom att återställa normala signaler, men anabolisk steroidanvändning av annars friska individer kan vara extremt skadlig för inre organfunktion.

funktionella grupper av lipider

denna aktivitet testar din förmåga att identifiera funktionella grupper av monomerer som finns i lipider.

fetter

I motsats till populär tro är inte alla fetter dåliga. Fetter spelar viktiga roller som energibutiker, isolering för att skydda vitala organ och komponenter i många cellulära strukturer., Till skillnad från växter använder djur fettmolekyler som långsiktiga energibutiker eftersom strukturen hos en fettmolekyl ger mer energi per kovalent bindning än kolhydrater ger. Hos djur, där rörlighet är viktig för överlevnad, tillåter fetter att mer energi lagras i mindre utrymme och massa i en kropp.

fetter är en klass av lipider som innehåller två typer av monomerer, fettsyror och glycerol. Glycerol är en tre kolbiomolekule innehållande tre hydroxylgrupper, en bunden till varje kolatom., Dehydreringssyntes skapar en esterlänk mellan karboxylgruppen av fettsyror och en hydroxylgrupp i glycerol. De flesta fetter är triglycerider, innehållande en fettsyra bunden till var och en av de tre hydroxylgrupperna. Monoglycerider och diglycerider, som innehåller en eller två fettsyror, utför viktiga cellulära roller men är inte en signifikant del av de flesta levande organismer. Även om många fetter och fettsyror syntetiseras direkt i celler, måste vissa fettsyror erhållas genom dietintag av fetter och krävs för korrekt cellulär funktion.,

det kemiska beteendet hos ett fett är beroende av fettsyrasammansättning, där varje sträng kan variera i kedjans längd och mättnadsnivå. Mättade fettsyror är ganska linjära och packa ihop nära genom hydrofoba interaktioner. Triglycerider som innehåller tre mättade fettsyror kallas mättade fetter. Nära packning av mättade fetter främjar stabilitet och orsakar mättade fetter att bilda fasta ämnen vid rumstemperatur.,

eftersom omättade cis-fettsyror bildar kinked strukturer, förhindras nära förpackning av omättade fetter när en eller flera cis-fettsyror är närvarande i triglyceriden. Omättade fetter packar inte ihop lätt i en stabil konformation och är främst flytande vid rumstemperatur.

hälsoeffekterna av dietfetter varierar beroende på mättnadsnivån hos de fettsyror som finns i fettet. Ett enkelomättat fett innehåller minst en fettsyra med en dubbelbindning mellan kol och kol. Mer än en fettsyra i ett enkelomättat fett kan innehålla en enda dubbelbindning., Om någon enskild fettsyra innehåller mer än en dubbelbindning definieras emellertid hela fettet som fleromättat. Många fleromättade fetter innehåller flera fettsyror med mer än en dubbelbindning.

växter tenderar att syntetisera och lagra energi i omättade fetter. I den mänskliga kosten är de flesta matfetter som härrör från växtkällor flytande vid rumstemperatur och kallas oljor. De flesta djur syntetiserar och lagrar energi i mättade fetter. Livsmedelsfetter som härrör från djur är vanligtvis fasta vid rumstemperatur, såsom smör och svamp., Till skillnad från fetter som produceras av de flesta djur är fetter som härrör från fisk främst omättade.

tidigare vetenskapliga studier visade att dieter med hög fetthalt ökade hälsoriskerna. Som svar började livsmedelstillverkare att syntetisera och sälja modifierade vegetabiliska fetter som kallas hydrerade fetter som delar liknande konsistens och smakegenskaper med mättade animaliska fetter. Hydrerade fetter skapas genom att kemiskt tillsätta väteatomer till omättade fetter tills de blir mättade., Under processen mättar många fettsyror och omvandlar sedan spontant tillbaka till ett dubbelbundet tillstånd, men i en trans-isomerform istället för en cisisomerform. Fetter som innehåller transfettsyror (transfetter) skapas också genom exponering för extrem värme, till exempel när oljor överhettas under fritering.

Även om några transfettsyror syntetiseras i levande celler, innehåller de flesta naturligt förekommande omättade fettsyrorna cis – dubbelbindningar. Till skillnad från cis-fetter packar transfetter tätt ihop och bildar fasta ämnen vid rumstemperatur., Eftersom transfettstrukturen inte förekommer ofta i naturen är artificiellt skapade transfetter svåra för människor att bryta ner. Nya vetenskapliga studier har visat att en kost som är hög i transfats ökar risken för hjärtsjukdom och andra negativa hälsoeffekter. Populära medier har publicerat frågan, och många tillverkare har minskat sin användning av hydrerade fetter som svar på konsumenternas hälsoproblem.

bygga och bryta fetter

kan du identifiera reaktanter och produkter i triglyceridsyntes och hydrolys?,

identifiera mättnadsnivån för de fettsyror som ingår i varje livsmedelsprodukt.

fosfolipider

levande celler är komplexa livsenheter som är beroende av fosfolipidernas unika struktur. Fosfolipider bildar ett lipidmembran runt en Cells inre, skyddar cellen genom att tillhandahålla en selektiv barriär som reglerar rörelsen av molekyler mellan insidan och utsidan av cellen., Förstå den unika strukturen av fosfolipidbiomolekyler ger insikt i hur fosfolipidbarriärer bildar och skyddar celler.

till skillnad från de flesta lipider är fosfolipider delvis lösliga i vatten. Lipidmonomerer innehåller i allmänhet en eller flera polära funktionella grupper. Dehydrationssyntesreaktioner placerar emellertid elektronegativa atomer inuti esterlänkar, som omger polargrupperna med stora hydrofoba områden. Den huvudsakligen hydrofoba strukturen gör de flesta fetter olösliga i vatten., Däremot innehåller fosfolipider en speciell monomerenhet, en starkt polär eller jonisk fosfathaltig grupp som lägger till löslighet i ena änden av lipiden.

Fosfolipidmonomerer innehåller två fettsyror och en glycerolmolekyl i en struktur som liknar diglycerider. Fäst vid den tredje hydroxyl av glycerol är en unik monomer innehållande en fosfatgrupp. Fettsyrasegmentet eller” svansen ” av en fosfolipid saknar polaritet och är starkt hydrofob., Fosfatgruppssegmentet, eller ”huvud”, är starkt hydrofilt eftersom det är antingen joniskt eller mycket polärt.

närvaron av ett litet polärt eller laddat område på en stor, icke-polär molekyl gör den delvis löslig på ett unikt sätt. Den hydrofila huvudet av molekylen associerar och bildar vätebindningar med vatten, medan den hydrofoba svansen aggregerar med hydrofoba molekyler, inklusive andra fosfolipidsvansar. Molekyler med denna splittrade struktur kallas amfipatiska (grekiska för ”känslor för båda”).,

Tvål och andra ytaktiva ämnen delar liknande kemiska strukturer och uppvisar amfipatiska egenskaper i vatten och orienterar sig i strukturer som kallas miceller. Miceller är sfäriska med de icke-polära svansarna av de ytaktiva ämnena aggregerade i mitten och huvudgrupperna inriktade på att möta den polära lösningen.

Fosfolipidstruktur förhindrar bildandet av miceller eftersom de två fettsyrorna, varav en vanligtvis är omättade, förhindrar aggregering i en tät sfär., I stället bildar fosfolipider liposomer, där fosfolipidmolekyler bildar ett dubbelskikt eller tvåskikt i en mycket större sfär.

för att visualisera skillnaden mellan miceller och liposomer, föreställ dig att du lägger ett täcke runt dig själv. Har du någonsin köpt en billig täcke med grov vit stoppning som bottenytan? Detta täcke är som en micelle. Den yttre ytan är mjuk vid beröring (= lösliga huvuden), medan den inre ytan är grov (=olösliga svansar). Om du sätter ihop ett” micelle ” täcke runt dig, är den inre ytan grov och obekväm., På samma sätt är vatten obekväma med hydrofoba svansar och undviker mitten av en micelle.

däremot innehåller en hög kvalitet täcke ett andra skikt av mjukt material på den inre ytan, bildar ett tvåskikt med grov stoppning material (=olösliga svansar) inklämt mellan två mjuka ytor (=lösliga huvuden). Detta täcke är som en liposom. Om du sätter ihop ett ”liposom” täcke runt dig, är både de inre och yttre ytorna mjuka (lösliga). På samma sätt associerar vatten med både insidan och utsidan av liposomer.,

lipidmembranet runt en levande cell är en komplex liposom. Både membranets yttre och inre ytor är hydrofila och kan associera med vattenlösningar. Inklämt mellan dessa polära ytor bildar de hydrofoba svansarna en skyddande barriär så att stora och polära molekyler inte lätt kan korsa membranet. Ett lipidmembran är selektivt permeabelt, vilket gör att små och icke-polära molekyler enkelt kan passera genom den hydrofoba barriären samtidigt som de blockerar de större och/eller polära molekylerna., Levande membran innehåller ytterligare proteiner och lipider som lägger till funktionalitet. Till exempel tillhandahåller proteinkanaler som aquaporiner tunnlar för transport av specifika molekyler, medan andra proteiner levererar meddelanden genom membranet genom att initiera strukturella förändringar som svar på externa signaler.

ytterligare lipider som kolesterol modifierar strukturen hos lipidmembran som svar på miljöförhållanden och för att uppnå specialiserade cellulära funktioner., Även om kolesterol är märkt en ”dålig” lipid av populära medier, är kolesterol en naturlig komponent i de flesta djurcellmembran. Kolesterol stabiliserar fosfolipidmembran genom att interagera med fettsyrasvansar, förbättra stabiliteten under normala förhållanden och öka flexibiliteten vid låga temperaturer. Kolesterol interagerar med speciella fosfolipider som kallas sphingolipider för att förbättra membranproteinfunktionerna, särskilt i cell-till-cell-kommunikation.