Сложные липиды часто трудно классифицировать, так как они содержат группировки, позволяющие отнести их к нескольким группам.
Тем не мнее, сложные липиды принято делить на три большие группы:
Фосфолипиды
· Глицерофосфолипиды
- Фосфатиды
- Фосфатидилсерины
- Фосфатидилэтаноламины
- Фосфатдилилхолины (лецитины)
- Плазмалогены
· Сфингомиелины
Сфинголипиды
· Сфингомиелины
· Церамиды
· Цереброзиды
- Галактоцереброзиды
- Глюкоцереброзиды.
Гликолипиды
· Цереброзиды
· Ганглиозиды
Если вы обратили внимание, cфингомиелины входят сразу в две группы (фосфолипидов и cфинголипидов).
А цереброзиды одновременно входят в группы сфинголипидов и гликолипидов.
Это происходит потому, они содержат группировки, позволяющие отнести их к нескольким группам.
Химический состав сложных липидов
Фосфолипиды
Фосфорсодержащие сложные липиды называются фосфолипидами.
Фосфолипиды — это сложные эфиры многоатомных спиртов и высших жирных кислот. В своём составе содержат остаток фосфорной кислоты и соединенную с ней добавочную группу атомов различной химической природы.
К фосфолипидам относятся глицерофосфолипиды и некоторые сфинголипиды (сфингомиелины).
Глицерофосфолипиды – производные L-глицеро-3-фосфата.
Глицеро-3-фосфат – соединение глицерина, в котором атом водорода замещён остатком азотной кислоты.
Цифра 3 означает, что остаток азотной кислоты присоединён к третьему атому углерода в молекуле глицерина.
Глицеро-3-фосфат может существовать в виде двух стереоизомеров (L и D).
Природные глицерофосфолипиды являются производными L -изомера.
Глицерофосфолипиды - главный липидный компонент клеточных мембран.
Среди глицерофосфолипидов наиболее распространены фосфатиды – сложноэфирные производные L- фосфатидовых кислот.
L- фосфатидовые кислоты представляют собой этерефицированный жирными кислотами по спиртовым гидроксильным группам L-глицеро-3-фосфат.
В молекуле L-фосфатидовых кислот остатки жирных кислот образуют эфирные связи с первым и вторым атомами углерода.
Примерами фосфатидов могут служить:
· Фосфатидилсерины,
· Фосфатидилэтаноламины,
· Фосфатилхолины (лецитины).
Всё это соединения, в которых фосфатидовые кислоты этерефицированы по фосфатному гидроксилу серином, этаноламином и холином соответственно.
Плазмалогены.
Плазмолагены – это глицерофосфолипиды, содержащие простую эфирную связь.
Они менее распространены по сравнению со сложноэфирными глицерофосфолипидами.
Плазмолагены содержат остаток винилового спирта, связанный простой эфирной связью с С1 L-глицеро-3-фосфата, как, напрмер, плазмогены с фрагментом этаноламина:
Плазмолагены составляют до 10% от общего количества липидов центральной нервной системы.
Сфинголипиды.
Сфинголипиды – структурные аналоги глицерофосфолипидов, где вместо глицерина используется сфингозин – насыщенный длинноцепочечный двухатомный аминоспирт.
Церамиды
Примером сфинголипидов служат церамиды.
Церамиды — это наиболее простые сфинголипиды. Они содержат только сфингозин, аминогруппа которого ацилирована жирной кислотой, или другими словами, соединена с жирнокислотным ацильным остатком.
АЦИЛИРОВАНИЕ — введение ацильной группы (ацила) RCO (остаток жирной кислоты) в молекулу органического соединения путем замещения атома водорода.
Сфингомиелины.
Важную группу сфинголипидов составляют сфингомиелины. В сфингомиелинах гидроксил у С1 ацилирован фосфорилхолиновой группировкой, поэтому их также можно отнести и к фосфолипидам.
Сфингомиелины были впервые обнаружены в нервной ткани.
Гликолипиды
Гликолипиды - соединения, построенные из липидного и углеводного фрагментов, соединенных ковалентной связью.
Типичные представители гликолипидов – цереброзиды и ганглиозиды – сфингосодержащие липиды (их можно поэтому считать сфинголипидами).
Цереброзиды
В цереброзидах остаток церамида связан с D-галактозой или D-глюкозой.
Ганглиозиды
Ганглиозиды – богатые углеводами сложные липиды, впервые выделеные из серого вещества мозга.
В стуктурном отношении они сходны с цереброзидами, отличаясь тем, что вместо моносахарида они содержат сложный олигосахарид.
Напомним, что олигосахариды представляют собой углеводы, состоящие из нескольких моносахаридных остатков.
Сложные липиды – структурная основа клеточных мембран.
Характерная особенность сложных липидов – бифильность, обусловленная наличием неполярных гидрофобных и высокополярных ионизированных гидрофильных группировок.
В фосфатидилхолинах, например, углеводородные радикалы жирных кислот образуют два неполярных «хвоста», а карбоксильная, фосфатная и холиновые группы – полярную часть.
На границе раздела фаз такие соединения действуют как превосходные эмульгаторы.
В составе биомембран, ограничивающих живые клетки и их внутриклеточные органеллы, липидные компоненты обеспечивают высокое электрическое сопротивление мембраны, её непроницаемость для ионов и полярных молекул и проницаемость для неполярных веществ.
В частности, большинство анестезирующих препаратов отличается хорошей растворимостью в липидах, что позволяет им проникать через мембраны нервных клеток.
В состав клеточных мембран входят в основном белки и липиды, среди которых преобладают фосфолипиды, составляющие 40-90% от общего количества липидов в мембране.
Строение биомембраны интенсивно изучается в настоящее время. В одной из моделей клеточная мембрана рассматривается как липидный биослой. В таком биослое углеводородные хвосты липидов за счёт гидрофобных взаимодействий удерживаются друг возле друга в вытянутом состоянии во внутренней полости, образуя двойной углеводородный слой. Полярные группы липидов располагаются на внешней поверхности бислоя.
Дополнением рассмотренной модели является жидкостно-мозаичная модель биомембраны, предполагающая, что мембранные белки встроены в жидкую липидную бислойную основу таким образом, что их гидрофобные участки погружены во внутреннюю полость мембраны, а ионизированные остатки аминокислот находятся на её поверхности.
Неомыляемые липиды. Терпены.
Неомыляемые липиды - это второй большой класс липидов.
Вещества этого класса липидов объединяет то, что они не гидролизуются в щелочной или кислой среде.
Ранее мы рассмотрели класс омыляемых липидов. Вещества, относящиеся к этому классу, в отличие от неомыляемых липидов, подвержены гидролизу. В результате гидролиза из омыляемых липидов образуются соли высших карбоновых кислот, т.е. мыла. Отсюда происходит название.
Неомыляемая липидная фракция содержит вещества двух основных типов:
Терпены и
Стероиды.
Первые преобладают в липидах растений, вторые липидах животного происхождения. Между ними имеется много общего – терпены и стероиды построены из одинаковых изопреновых пятиугольных фрагментов, а их биосинтез включает одни и те же исходные и промежуточные вещества.
Соединения, построенные из фрагментов изопрена, имеют общее название изопреноиды.
Один из наиболее распространённых изопреноидов – натуральный каучук – представляет собой полимер изопрена.
Терпены
Под этим названием объединяют ряд углеводородов и их кислородосодержащих производных – спиртов, альдегидов, кетонов, углеродный скелет которых построен из двух, трёх и более звеньев изопрена.
В правой части рисунка изопрен изображён в виде, где атомы углерода не показаны, а показаны только связи между ними.
Сами углеводороды называют терпеновыми углеводородами, а их кислородосодержащие производные (спирты, альдегиды, кетоны) – терпеноидами.
Название «Терпены» происходит от лат. Oleum Terebinthinae — скипидар.
Терпеноидами богаты эфирные масла растений (герани, розы, лаванды, лимона, перечной мяты и др.), смола хвойных деревьев и каучуконосов.
К терпенам относятся и различные растительные пигменты и жирорастворимые витамины.
Группировка терпенового типа (изопреноидная цепь) включена в структуру многих биологически активных соединений.
В большинстве терпенов изопреновые фрагменты соединены друг с другом по принципу «голова к хвосту», как показано на примере мирцена.
