|
|
Биоорганическая химияс=о I \ / сн.,—о— сн, н,< НгС; сн2 N / Фосфатидовая кислота СНг НгС. (i 2-дияцил sn-глицерофосфорная н,с/ сн^ кислотв» чсн. н2с/ Фосфатидовая кислота найдена во многих природных источни Н2С^ ках — тканях животных, растениях и микроорганизмах. Хотя ее ^ содержание, как правило, невелико (I—5% от общего количества у фосфолипидов), она играет существенную роль как предшествен- ник биосинтеза других сросфолипидов В то же время фосфатидовая ?Ш СН? кислота служит исходным веществом для химического синтеза / ' |_| -/ фосфолипидов; для ее получения используется расщепление природ- - \ 2 >ч ных фосфолипидов фосфолипазой D (из капусты). СН» Один из важнейших представителей глицерофоссролипидов — Ш q НС фосфатидилхояин Он широко распространен в тканях высших животных и растений, где его содержание достигает 50% от суммы Фосфатидовая кислота . . - , , (1-лальмитоил-2-олаоил- фосфолипидов. Интересно, что в бактериальных клетках фосфати in-глицарофосфорная кислота) ДИЛХОЛИИ Не Содержится О CHs'—О—С—R I R —С—О—с—н I CHs О— —О—CH,CH,N(CH,), Отдельные классы липидов Фосфатидилхолин (1,2-диацил-т—глицерофосфоиолин] СН, СН -N1 СН, СНз СН О Благодаря присутствию сильноосновной хрлиновой группы (рК около 13,0) и кислотной фосфатной группы фосфатидилхолин представляет собой цвиттер-ион в широком диапазоне рН. В качестве гидрофобных цепей в фосфатидилхолине присутствуют остатки насыщенных и ненасыщенных жирных кислот с 16—22 углеродными атомами, но преобладающими являются Оь- и Cih-кислоты. В природных фосфатидилхолинах насыщенные кислоты занимают в основном первое положение а ненасыщенные второе положение в молекуле глицерина. О—СН о=с' сн, ,сн. НС. сн Игс Н последнее время игачительыый интерес привлекает колинсодержащии гли-церофисфолипид необычного строения, нашваемыи тромбоцитактивнрующим фактором НС II НС CHi—с—О—С—Н I СН. О—(CHJnCH п 15 млн 17 СНа -О— -О—CHXH.N(CHi)i Тромбоцит активирующий фактор (1-алкил-2-ацвтил-ю-глицвро-3-фосфояолин) Н.С, НС Фосфатиднгиогим (1-пальмитоил -2-олвоил- Uii обладает чрезвычайно мощным и разносторонним биологическим действием. sn-глнцерофосфохолии) В концентрациях менее 1 нМ тромбоцитактивирующий фактор изменяет морфологию тромбоцитов, вызывает их агроанию и приводит к высвобождению 5 гидр к ентриптамина. Предполагается, что в качестве хнмнче кого медиатора тромбоцит активирующий фактор участвует в |vi .витии ряда острых аллергических и воспалительных реакции у животных н человека. 526 Липиды К важнейшим фосфолипидным компонентам клеточных мембран относится также фосфатидилэтанолимин О II О СН,—О-С— R I R -С-О—С—н I 'СН2—О— -О -CHiCHjNH Фосфатидилэтаноламим (1,2-диацил-1п-глицарофосфоэтаноламин) И I N С Ни Н СН, О СН -О СН НзС СН2 СН Н,С Он содержится в тканях животных и растений в несколько меньших количествах, чем фосфатидилхолин (15—30% от общего количества фосфолипидов), но является одним из основных компонентов многих бактериальных клеток. В состав фосфатидилэтаноламина животного происхождения обычно входят жирные кислоты той же длины, что и в фосфатидилхолине. Бактериальный фосфатидилэтаноламин характеризуется высоким содержанием насыщенных и разветвленных жирных кислот и поэтому более устойчив. I-Алкильные и 1-алкенильные формы фосфатндилэтаноламина также широко распространены в природе и содержатся, например, в головном и костном мозге, сердечной мышце, тканях моллюсков и других морских организмов, а также в некоторых простейших. СН. НгС. Н.С / НС I НСЧ с У НгС CHj Н С сн., НгС. Ф о с фат и д и л этвно ла ми н (I— паль ми той л- 2-олеоил-sn-глицврофосфоэтаноламнн) Среди природных фосгролипидов. содержащих в качестве структурного компонента аминокислоты, наиболее распространенным является фосфатидилсерин 527 Отдельные классы липидов О О СН2—О— С—R R-C-O—С-Н I СНг—О— -О—СН, CH-^NH. о=с—ОН Фосфатидилсерин (1 2 диацил-*п-глицерофосфо-1.-серин) Наличие двух кислотных и одной основной групп в молекуле фосфатидилсерина придает ему кислые свойства. Хотя фосфатидилсерин входит в состав мембран практически всех прокариотических и эукариотических клеток, однако, как правило, он является минорным мембранным компонентом. Больше всего фосфатидилсерина в мозге млекопитающих (около 15% от общего количества фосфолипидов), в тканях других органов, таких как сердце, печень, почки, селезенка и легкие, содержание его составляет менее 10%. Фосфатидилсерин играет важную роль а жизнедеятельности клеток, являясь регулятором активности целого ряда мембра нос вязан ных ферментов. Во многих клетках фосфатидилсерин может выступать в качестве предшественника при биосинтезе фосфатидилэта-ноламина, превращаясь а последний под действием мембранного фермента — фосфатидилсериндекарбоксилазы. N СН, s \ / \ н СН о- о^он I о \ о=сх / о сн н,< НС II НС. сн сн. не Нас: Фосфат идилииоэит [ I лальми тойл 2 олеоил jn глицеро i—фосфо-1 —миоиноэнт) 528 Липиды Важной группой кислых глицерофосфолипидов являются фос-фоинозитиды: фосфатидилинозит, фосфатидилинозитфосфат и фосфатидилинозитдифосфат СН.. -О—С к R—С—О—С—Н I _'э' N ОН f ОН он но У он фос фа tHди лино знi [3 Mi—фосфатидмл jn 1 миоинозит] о II СН2—О—С R R—С—О—С—Н ОН НО J Фо ф ат и д м л и мо jut фос фат [ 3-1 п—фос фати д и л- sri—1"—*лио и но зи т—4'—фосфат] О СНг—О—С R R-C-0-C-H °н НО | ОН сн.—о— о с=о СНг Фосфатидилинозитдифосфат [3-1П-фосфатидип-1П-Г-*лиоинозит-4'. 5"-дифосфат] НС НС Фо фатнд илсври н (I паль ми той л -2-олеоил— in г л ицерофо с ф О L — ери н ) Все фосфоинозитиды содержат в составе полярной группы один и тот же циклитол — миоинозит, гидроксигруппа которого при атоме С-1 соединена с остатком фосфатидовой кислоты. Фосфо- рилирование фосфатидилинозита протекает по гидроксильным 529 группам при атомах С-4 и С-5 миоинозита и приводит к 4'-монофос- фату и 4',5'-дифосфату. Отдельные классы липидов Фосфатидилинозит присутствует почти во всех животных тканях (5—10% липидного фосфора), многих растительных тканях и в ряде микроорганизмов. Больше всего полифосфоинозитидов содержится в нервных тканях. В мозге млекопитающих они составляют около половины фракции инозитсодержащих фосфолипидов. Богаты полифосфоинозитидами синаптосомы и миелиновая оболочка нервных клеток, Фосфатидилглицерин представляет собой производное фосфа-тидовой кислоты, у которого в состав полярной группы входит еще один остаток глицерина. Характерно, что глицерофосфатный остаток, несущий жирные кислоты, имеет обычную для фосфолипидов L-конфигурацию, тогда как у неацилированного остатка глицерина конфигурация противоположная СН?—О—С R СН ОН R С—О -С—Н СИ2—о- сн -он О сн. R и R1—углеводородные радикалы Фосфат и д и л г л ицери и [»,2-лиацил-«п-глицеро-3-фосфо-1 -ш-глицврин) СН2 СНз НО СН о он о \ уСН2 -О—сн ХНя о с СН с=о Фосфатидилглицерин — один из наиболее распространенных фосфолипидов бактерий (70% от общего количества фосфолипидов). Много фосфатидилглицерина (20—30%) содержится также в растениях (40—60% в хлоропластах). в животных тканях он присутствует в минорных количествах (преимущественно в митохондриях). СНг НС НС. СНг СН, Н,С СН, НС Фо с фати до л г л нцер ии (1 - пал», м итом г 2-0 л в о и л - »п гпмц$ро-3— фосфо-1 - вГг-глнцарин) 530 Липиды Дифосфатидипглицерин, называемый также кардиолипином имеет в своем составе три остатка глицерина, четыре остатка жирных кислот и две фосфатные группы О СНа—О—С—R СНг—О —О—CHj О Г I |1 R—С—О - С—Н НО-С-Н Н—С—О—С—R I I СНг—О- —О СН, R -С—О CHj R—углеводородные радикалы * Дифосфат ид ил лицерин [бис—(I, 2—диацил-sn—глицеро-З-фосфо)— Г.3'—глицерин] В значительных количествах он содержится в большинстве животных тканей (преимущественно в митохондриях). Наибольшее содержание дифосфатидилглицерина (около 10% от суммы фосфолипидов) найдено в сердечной мышце млекопитающих. Кардиоли-пин также распространен в растениях и некоторых бактериях СН, СН О СН О О ОН О ^СН, СН2 О СН О—СН / СНг / СНг О - О о =с °N СН- %С=0 СНг С =0 НгС Н.С НгС Н,С :н сн сн сн Н,С НгС НгС Н-С СН СН СН СН. Н Н Нг "Н СН СНг НС Н '. НС НгС НС СН НС СН :ь н сн2 н,с н си н :н- СНг НС СН НгС НгС СН НгС СН- ЗНг Н'С СН. Н'С НгС СН» НгС СНг СН, н'с Н3С Н3С Дифосфатидилглицарин [бис (1 -пелкмитоил-2 олеоил-хп-глицеро-З-фосфо)—Г, З'-глицерин] Один из основных классов фосфолипидов представлен в биологических мембранах фосфорсодержащими сфинголипидами, являющимися производными церамида, у которого водород первичной гидроксильной группы замещен остатком фосфорной кислоты. Гидрофобная часть фосфорсодержащих сфинголилидов состоит из длинной алифатической цепи аминоспирта сфингозина (и его аналогов), а также остатка жирной кислоты, соединенного со сфин-гозииовым основанием амидной связью. Наиболее широко распространенным представителем этой группы фосфолипидов является сфингомиелин, в состав полярной группы которого входит холии 531 Отдельные классы липидов СН.(СК.)..СН - сн— СН—ОН R С НИ -С—| II I О СНг -О- СН-СН N(CH,)i Сфингомиелин (¦Ч-ацмл-4-сфингенил-1 — фосфохолнн или цврвмид-1-фосфо»олин) Как и фосфатидилхолин, сфингомиелин существует обычно в виде цвиттер иона Он содержит преимущественно насыщенные и моноеновые кислоты, имеющие 18—24 атомов углерода. В состаа жирных кислот входит значительное количество лигиоцериновой (24:0) и нервоновой (24:1) кислот. Главным основанием сфингомиелннов является С,°,-сфингозин, реже встречаются дигидросфингозин и сфингозины, содержащие иное число атомов углерода. Сфингомиелин встречается прежде всего в животных тканях: в значительных количествах в миелине, эритроцитах и почках, в других тканях — в меньших количествах (4—10% от общего количества фосфолипидов). В клетке сфингомиелин локализован преимущественно в плазматической мембране. Некоторые патологические состояния организма связаны с изменением содержания сфиигомиелииа. Так, увеличение содержания сфиигомиелина в стенках аорты отмечено при атеросклерозе. н,счСНз >!+ СНг / \ / \ СН. СНг О— I \ /СНг „NH-СН НгС ^СНг НС CHj НгС НгС, .CHj НгС. СНг НгС СНг СН НгС НгС. НгС НгСч СНа НгС ,СНа НгС. СН, СНа / НгС, Н,С СН, \ СН, СЩННГОМИ.Л.К (М-ст..ронл-4-сфинг.иия-1-фосфохолнн) Гликолипиды. Этот термин относится к обширной и разнообразной группе липидов, у которых гидрофильная полярная головка, состоящая из одного или нескольких углеводных остатков, соединена гликозидной связью с гидрофобной частью ли пи дно й молекулы. В качестве основных углеводных компонентов в составе гликолипидов чаще всего встречаются глюкоза и галактоза, их сульфатированные производные (обычно галактозилсульфат) аминоса-хара (галактозамии и глюкозамии и их N ацетильные производные) и сиаловые кислоты (N ацетил ней рами но вые кислоты). Моногалак омлдиацилглнц рин [3—О-р—D-ra лак топирано ли л—1— п ал ым и тойл— 2—олаои л-sn—глицерин] сн.он НО НО J—Оч О—СНг —О СН- I сн—о I он Дигалак оэилдиацилглицерин [З-О— D галактопиренозил-0 -.6 )-0 P-D-галаитопиранолил-1-пальмитоил-2—олеоил-ш-глицерин] Глииерогликолипиды представлены в природе главным образом ликозилдиацилглицеринами (гликозилдиглицеридами), у которых моио ди- и трисахариды связаны гликозидной связью с гидро ксильиой группой диацилглицерииов Моногалактозилдиацилглице-рин, дигалактозилдиацилглицерин и сульфохиновозилдиацилглице-рин с полярной группой в виде су ьфатированного дезоксисахара являются основными липидами хлоропластов CH.sOjH СНг—О I СН—О -СНг л Су л ьф ох и hoi о и л д иаци л г лицври и [6—сульфо—а D-ииновопиреноэил-( 1"—»¦ 3*)-1 '.-ст врой л- 2 -олеои л-кп-тлицерин] Среди гликоглицеролипидов обнаружена также небольшая группа фосфорсодержащих гликолипидов, найденных в основном в бактериальных клетках- В качестве примера можно привести фос-фатидилглюкозаминилглицерин, содержащийся в клетках Bacillus megaterium Отде О—СН I о—СН I , Н,С— о- -о—СНЗ Фосфа идил люиозаминилглицврин [3—т-фосфатидмл 1 —[2 D глюкозаминнл)-1г1 лмцврин] В гликосфинголипидах углеводсодержащая гидрофильная полярная головка соединена гликозиднои связью с концевой гидр ок си метиле но вой группой церамида и образующиеся соединения могут рассматриваться как гликозилцерамиды. Такие липиды встречаются в мозге, селезенке, эритроцитах, почках и печени, где они локализуются преимущественно в плазматических мембранах. Гликозильный фрагмент может быть представлен одним моносахаридным остатком (галактозы или глюкозы) или сложной олигосахаридиой цепью, содержащей D галактозу D глюкозу, D-галактозами и, D-глюкозамии, L-фукозу (6-дезокси-1_-галактозу) и сиаловую кислоту. Простейшим типом гликосфинголипидов являются моиогексо-зилцерамиды, часто называемые цереброзидами Наиболее распространенные представители этого класса липидов — галакто- и Глюкоцереброзиды. Цереброзиды содержатся в тканях животных, растений и в микроорганизмах. Одним из основных гликолипидов мозга является г ал а кто цере бро зид. НО—СН' СН2ОН СН—NH^ НО J— О О—СН2 , ОН Гв/1вктоцвр*брозид (нервен) (1 р-О-галлнтот 534 К ганг ио'шОам относятся гликосфинтлипиды содержащие —¦ один или несколько остатков сиаловой кислоты в олигосахаридной Липиды цепи. Сиаловыми кислотами называют N-ацетильные производные нейраминовой кислоты, которая представляет собой продукт конденсации маннозамина и пировииоградной кислоты. Наиболее часто встречается в ганглиозидах N-ацетил ней рами новая кислота (NeuNAc). Кроме сиаловых кислот в состав гаиглиозидов входят жирные кислоты (преимущественно насыщенные с 16—22 углеродными атомами), сфингозиновые основания (чаще всего С,8- и С сфингозины) гексозы (глюкоза и галактоза) и гексозамины (обычно N-ацетилгалактозамин). Олигосахаридная цепь гаиглиозидов может содержать от 2 до 10 и более углеводных остатков. В качестве примера на рисунке 269 показана полная химическая структура четырех основных гаиглиозидов мозга млекопитающих, принадлежащих к це рам иДолигоса хари дам. Все они построены на основе моносиалоганглиозида См , содер-Рис. 269. Основные ганглнозиды мозга жащего один остаток N-ацетилнейраминовой кислоты. Присоедине-млекопитающих. ние дополнительных остатков сиаловых кислот приводит к дисиало- ганглиозидам Gn,B и GDlbf а также к трисиалоганглиозиду GTlb. В от- 535 личие от других липидов, ганглиозиды способны растворяться ие ~ только в органических растворителях, ио и в воде, где они образуют Отдельные классы липидов мицеллы. Впервые ганглиозиды были обнаружены в ганглиях, откуда и произошло их название. Наиболее богат ганглиозидами мозг, особенно его серое вещество. Позднее они были обнаружены и в других тканях (почка, селезенка, печень, легкие |
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 |
Скачать книгу "Биоорганическая химия" (11.1Mb) |
[каталог] [статьи] [доска объявлений] [обратная связь] |