Классификация сложных липидов.

 

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.