Биологический каталог




Основы биохимии. Том 1

Автор А.Уайт, Ф.Хендлер, Э.Смит, Р.Хилл, И.Леман

ифилы [amphi (греч.)—оба; phyle (греч.)—сродство] содержат полярные или ионные гидрофильные группировки, а также гидрофобные неполярные углеводородные группировки. Свойства амфифилов в значительной степени определяются природой этих группировок. Так, некоторые липиды, такие, как нейтральные жиры, очень слабо полярны и, как следствие, имеют очень низкое сродство к воде. Они хранятся в клетках, как правило, в безводном состоянии и служат энергетическими «резервуарами». Другие липиды, такие, как фосфоглицериды и сфинголипиды, более полярны; вследствие выраженных амфифильных свойств они являются основными структурными компонентами различных биологических мембран, служащих своеобразными «перегородками» в живой материи. Таким образом, рассмотрение структуры и свойств различных липидов очень важно для понимания их разнообразных биологических функций.

Липиды, входящие в классы I—III, рассмотрены в этой главе; соединения же, образующие IV класс, — в последующих разделах книги.

3.2. Жирные кислоты

В природе жирные кислоты в свободном виде встречаются редко. Однако, образуя эфирные или амидные связи, они входят в состав различных классов липидов, перечисленных выше, а также многих промежуточных продуктов метаболизма липидов. Целесообразно рассмотреть некоторые свойства жирных кислот, которые во многих отношениях сходны с другими амфифильными липида-ми. Биологически важные жирные кислоты характеризуются следующим: 1) являются, как правило, монокарбоновыми кислотами, содержащими одну ионизируемую карбоксильную группу и неполярную ациклическую неразветвленную углеводородную цепь; 2) обычно содержат четное число атомов углерода, хотя в природе встречаются также и жирные кислоты с нечетным числом углеродных атомов; 3) представляют собой либо насыщенные соединения, либо соединения с одной или несколькими двойными связями.

3.2.1. Насыщенные жирные кислоты

Общепринятые названия и формулы некоторых насыщенных жирных кислот приведены в табл. 3.1. При нумерации углеродных атомов первым считается углерод карбоксильной группы (С-1),

56

I. ОСНОВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ КЛЕТКИ

тогда как остальные атомы нумеруются по порядку так, что последним является углерод концевой метальной группы.

Таблица 3.1

Некоторые природные насыщенные жирные кислоты

Суммарная Тривиальное Название по женевской Структурная формула

формула название номенклатуре С2Н4Ог Уксусная Этановая СНзСООН

СзНбОг Пропионовая Пропановая СН3СН2СООН

С^НвОг к-Масляная к-Бутановая СН3(СН2)2СООН

C6Hi202 Капроновая н-Гексановая СН3(СН2)4СООН

C8Hi602 Каприловая н-Октановая СН3(СН2)6СООН

С9Н1802 Пеларгоновая к-Нонановая СН3(СН2)7СООН

СюНгоОг Каприновая к-Декановая СН3(СН2)8СООН

С12Н24О2 Лауриновая к-Додекановая СН3(СН2),оСООН

CuH2802 Миристиновая к-Тетрадекановая CH3(CH2)i2COOH

С16Н32О2 Пальмитиновая3 к-Гексадекановая CH3(CH2)uCOOH

CibH3602 Стеариновая3 к-Октадекановая СН3(СН2) ,6СООН

С20Н40О2 Арахиновая к-Эйкозановая СН3(СН2) 18СООН

С22НИ02 Бегеновая к-Докозановая СН3(СН2)2оСООН

С24Н4в02 Лигноцериновая к-Тетракозановая СНз(СН2)22СООН

С26Н5202 Церотиновая к-Гексакозановая СН3(СН2)24СООН

Монтановая к-Октакозановая СНз(СН2)2бСООН

Преобладает в животных липидах.

Температуры кипения и плавления жирных кислот возрастают с увеличением длины углеводородной цепи. Насыщенные жирные кислоты с четным числом углеродных атомов являются при комнатной температуре жидкостями, если общее число углеродных атомов меньше 10, или твердыми, если углеродная цепь более длинная.

Жирные кислоты являются слабыми кислотами и диссоциируют в водных растворах

RCOOH ч—> RCOO- + H+

[H+] [RCOO-] [RCOOH] : PK = -!g*

Значения констант диссоциации для всех насыщенных жирных кислот очень близки между собой (р/С«4,85), а также соответствующей константе уксусной кислоты (р/(=4,76). Исключение составляет первый член этого ряда — муравьиная кислота (vK=3,75). Таким образом, в водных растворах неионизированная

3. липиды

57

форма жирной кислоты (RCOOH) является преобладающей при рН<.рД', тогда как ионизированная форма (RCOO~) преобладает при рН>р/(. Поведение слабых кислот в растворах более детально рассмотрено в разд. 4.2.1.

Смесь жирных кислот, получаемая при гидролизе липидов из различных природных источников, обычно содержит как насыщенные, так и ненасыщенные жирные кислоты. В типичных липндах животного происхождения преобладающей насыщенной жирной кислотой является пальмитиновая (Ci6), второе место занимает стеариновая кислота (Ci8). Более короткие жирные кислоты (Си и Ci2), так же как и более длинные (до Сгв), встречаются лишь в небольших количествах. Жирные кислоты, содержащие 10 или меньше углеродных атомов, вообще редко встречаются в животных липидах.

3.2.2. Ненасыщенные жирные кислоты

Названия и структуры наиболее распространенных ненасыщенных жирных кислот приведены в табл. 3.2. В названиях этих соединений по женевской номенклатуре число углеродных атомов в молекуле указывается таким же способом, что и для соответствующих насыщенных кислот (с помощью греческих числительных), а число двойных связей — с помощью суффиксов («ен» — одна, «диен»— две, «триен» — три связи и т. д.). Положение двойной связи обозначается номером ближайшего к карбоксильной группе атома углерода, участвующего в образовании этой связи. Так, например, двойная связь в чис-9-гексадеценовой кислоте находится между девятым и десятым углеродными атомами, а двойные связи в цш>9,12-октадекадиеновой кислоте расположены между 9—10 и 12—13 атомами углерода.

Ненасыщенность жирных кислот г<ис-ряда существенно влияет на их свойства. Так, с увеличением числа двойных связей значительно снижается температура плавления жирных кислот, возрастает их растворимость в неполярных растворителях (табл. 3.3). Все обычные ненасыщенные жирные кислоты, встречающиеся в природе, при комнатной температуре — жидкости.

Одиночная двойная связь в жирных кислотах животного происхождения обычно находится в 9,10-положении. Двумя преобладающими мононенасыщенными жирными кислотами животных липидов являются олеиновая и пальмитоолеиновая.

сн3-(сн2)-сн=сн-(сн2)7-соон сн3-(сн2)5-сн=сн-(сн2)7 -соон

олеиновая ииЛлогпа пальмитоолеиновая кислота

Олеиновая кислота является более широко распространенной в природе и превалирует в количественном отношении.

Таблица 3.2

Некоторые природные ненасыщенные жирные кислоты

оо

Суммарная формула Тривиальное название Название в женевской ? оменклатуре'' Структурная формула

Пальмитоолеи-новая8 9-Гексадеценовая СН3(СН2)5СН = СН(СН2)гСООН

Олеиновая3 Ч«с-9-Октадецеио-вая граис-9-Октадеце-новая СН3(СН2)7СН = СН(СН2)7СООН

CieH3402 Элаидиновая СНз (СН2) 7СН = СН (СН2) тСООН

Вакценовая И-Октадеценовая СНз(СН2)5СН=СН(СН2)9СООН

Cl 8^32^2 Линолевая3 Ч«с,Ч«с-9,12-Окта-декадиеновая CH3(CH2)4CH = CHCH2CH=CH(CH2)7COOH

СцНзоОг а-Линоленовая 9,12,15-Октадека-триеновая СНзСН2СН = СНСН2СН = СНСН2СН = СН(СН2)7СООН

С^НзоОг ?-Линоленовая 6,9,12-Октадека- гриеновая СН3(СН2)4СН=СНСН2СН=СНСН2СН=СН(СН2)4СООН

CieH3o02 Элеостеарино-вая 9,11,13-Октадека-триеновая СНз (СН2) зСН = СН—СН = СН—СН = СН(СН2) 7соон

C20H32O2 Арахидоновая3 5,8,11,14-Эйкозан-тетраеновая CH3(CH2)4CH = CHCHjCH = CHCH2CH = CHCH5CH = CH(CH2)3COOH

C24H46O2 Нервоновая цнс-15-Тетракозе-новая СНз (СН2) тСН=CH (CH2) 13COOH

о ?

а о

? X ? га

э

о

X га X н

Преобладает в животных лнпндах.

Все кислоты, кроме элаидиновой, обладают цис-конфигуряцн й.

3. липиды

59

Таблица 3.3

Некоторые свойства жирных кислот, содержащих 18 атомов углерода

Кислота Число двойных связей Температура плавления, СС Растворимость в холодном этаноле

Стеариновая 0 70 2,5%

Олеиновая 1 14 Неограниченна

Линолевая 2 5 »

Линоленовая 3 —11 »

Наличие двойной связи создает возможность образования цыс-транс-изомеров. Известны изомерные формы 9-октадеценовой кислоты

Н-С-(СН2)7-СН3 CH3-(CH2)7-C-H

Н-С-(СН2)7-СООН Н-С-(СН2)7-СООН олеиновая кислота-(цис} элаиЭиновая кислота (транс)

Как правило, природные жирные кислоты с одной двойной связью принадлежат к цыс-серии. Однако для других классов соединений это правило не всегда применимо.

Известно немало кислот, содержащих более одной двойной связи. Две двойные связи, расположенные в углеродном скелете следующим образом:

—СН=СН—СН^СН—

называются сопряженными (конъюгированными). Конъюгированные двойные связи обнаружены в жирных кислотах растительного происхождения (элеостеариновая кислота, табл. 3.2), в то время как двойные связи в ненасыщенных жирных кислотах животных липидов обычно входят в дивинилметановую группировку

-СН=СН—СН2-СН=СН—

Наиболее часто встречающимися полиненасыщенными кислотами тканей млекопитающих являются линолевая кислота, содержащая две двойные связи

СН3(СН2)4—СН=СН—СН2—СН=СН—(СН2)7—соон линолевая кислотна

60

I. ОСНОВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ КЛЕТКИ

?-линоленовая с тремя двойными связями

сн3—снг—сн=сн—сн3—сн=сн—сн3—СН=СН—(СН,)Г—соон

а-линоленовая кислота и арахидоновая кислота с четырьмя двойными связями

СН3(СН2)4СН=СНСН2СН=СНСН2СН=СНСН2СН=СН(СН2)3СООН арахиЭоновая кислота

Линоленовая кислота и ее эфиры легко подвергаются окислению, что и определяет физические свойства высыхающих масел, например льняного масла, применяемого в производстве красок. Еще более ненасыщенные жирные кислоты содержат дополнительные двойные связи в районе между первым (карбоксильным) и девятым углеродными атомами. Примерами таких жирных кислот являются ?-линоленовая и арахидоновая кислоты (табл. 3.2), у которых чередование двойных и ординарных связей происходит по дивинилметановому типу.

Важную группу ненасыщенных жирных кислот составляют про-стагландины (гл. 19), образующиеся в ходе метаболизма преимущественно из арахидоновой кислоты. Поскольку простагландины обладают высокой физиологической активностью, становится очевидным большое значение их пре

страница 11
< 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

Скачать книгу "Основы биохимии. Том 1" (7.28Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [обратная связь]

п»ї
Rambler's Top100 Химический каталог

Copyright © 2009
(20.07.2019)