Высшие жирные кислоты (ВЖК): строение, конфигурация двойных связей, биологическая роль

Аминоспирты: коламин (2-аминоэтанол), холин. Бетаин как продукт окисления холина. Строение, биологическая роль. Аминофенолы. Катехоламины: дофамин, норадреналин, адреналин. Строение, биологическая роль.

Внутримолекулярное дезаминирование

Внутримолекулярное дезаминирование характерно для гистидина. Реакцию катализирует гистидаза (гистидин-аммиаклиаза). Эта реакция происходит только в печени и коже.

Гидролитиическое дезаминирование происходит при помощи фермента аденозин дезаминаза и выглядит следующим образом:

R-CH(NH₂)-COOH + H₂O----> R-CH(OH)-COOH +NH₃

В результате образуются, как мы уже поняли, гидроксикислоты…

Пептидную и белковую молекулу формально можно представить как продукт поликонденсации α-аминокислот, протекающей с обра- зованием пептидной (амидной) связи между мономерными звеньями

Аминоспиртами называют соединения, содержащие в молекуле одновременно амино- и гидроксигруппы.

Эти две функциональные группы непрочно удерживаются у одного атома углерода, в результате чего происходит отщепление аммиака или воды. Простейшим представителем аминоспиртов является 2-аминоэтанол - соединение, в котором обе группы расположены у соседних атомов углерода. 2-Аминоэтанол (тривиальное название коламин) является структурным компонентом сложных липидов - фосфатидилэтаноламинов (см. 10.4.1).

С сильными кислотами 2-аминоэтанол образует устойчивые соли.

Четвертичное аммониевое основание - гидроксид (2-гидрокси- этил)триметиламмония [HOCH2CH2N+(CH3)3]OH- - имеет большое значение как витаминоподобное вещество, регулирующее жировой обмен. Его катион называют холином

В организме холин образуется с участием кофермента S-аде- нозилметионина (SAM), являющегося переносчиком метильных групп. В молекуле этого кофермента метильная группа «активирована» вследствие того, что находится в составе сульфониевой группировки.

При метилировании коламина в реакции участвует атом азота, более нуклеофильный, чем атом кислорода

В результате окисления холина in vivo образуется диполярный ион бетаин, который также может служить источником метильных групп, входящих в состав аммониевой группировки.

Сложноэфирные производные холина выполняют в организме различные биологические функции. Замещенные фосфаты холина являются структурной основой фосфолипидов - фосфатидилхолинов - важнейшего строительного материала клеточных мембран (см. 10.4.1). Сложный эфир холина и уксусной кислоты - ацетилхолин - наиболее распространенный посредник при передаче нервного возбуждения в нервных тканях (нейромедиатор). Он образуется в организме при ацетилировании холина с помощью ацетилкофермента А

Важная роль в организме принадлежит аминоспиртам, содержащим в качестве структурного фрагмента остаток пирокатехина. Они носят общее название катехоламинов. К этой группе относятся представители образующихся в организме биогенных аминов. К катехоламинам принадлежат дофамин, норадреналин и адреналин, выполняющие, как и ацетилхолин, роль нейромедиаторов. Адреналин участвует в регуляции сердечной деятельности, при физиологических стрессах он выделяется в кровь («гормон страха»).

В ароматическом ряду основу важных природных биологически активных соединений и синтетических лекарственных средств составляют и-аминофенол, и-аминобензойная, салициловая и сульфаниловая кислоты.

и-Аминофенол и его производные. Как гетерофункциональное соединение п-аминофенол может образовывать производные по каждой функциональной группе в отдельности и одновременно по двум функциональным группам. Сам п-аминофенол ядовит; интерес для медицины представляет его производное - парацетамол, оказывающий анальгетическое (обезболивающее) и жаропонижающее действие.

21. Липиды как сложная по составу группа органических веществ. Классификация липидов: химическая и функциональная. Биологическая роль липидов.

Липиды составляют большую и достаточно разнородную по химическому составу группу входящих в состав живых клеток органических веществ, растворимых в малополярных органических растворителях (эфире, бензоле, хлороформе и др.) и нерастворимых в воде. В общем виде они рассматриваются как производные жирных кислот.

Особенность строения липидов - присутствие в их молекулах одновременно полярных (гидрофильных) и неполярных (гидрофобных) структурных фрагментов, что придает липидам сродство как к воде, так и к неводной фазе. Липиды относятся к бифильным веществам, что позволяет им осуществлять свои функции на границе раздела фаз.

Липиды делят на простые (двухкомпонентные), если продуктами их гидролиза являются спирты и карбоновые кислоты, и сложные (многокомпонентные), когда в результате их гидролиза кроме этого образуются и другие вещества, например фосфорная кислота и углеводы. К простым липидам относятся воски, жиры и масла, а также церамиды, к сложным - фосфолипиды, сфинголипиды и гликолипиды.

В зависимости от способности к гидролизу липиды подразделяют на омыляемые и неомыляемые

Омыляемые липиды подразделяют на простые и сложные. Простые липиды – сложные эфиры жирных кислот с различными спиртами.

1. Ацилглицеролы (ацилглицерины, глицериды) представляют собой сложные эфиры трехатомного спирта глицерина и высших жирных кислот.

2. Воски – сложные эфиры высших жирных кислот и одно- или двухатомных спиртов.

Сложные липиды – сложные эфиры жирных кислот и спиртов, содержащие другие компоненты.

1. Фосфолипиды – сложные эфиры, содержащие остаток фосфорной кислоты и другие компоненты:

а) глицерофосфолипиды (содержат спирт глицерин) б) сфингофосфолипиды (содержат спирт сфингозин).

2. Гликолипиды (гликосфинголипиды).

Неомыляемые липиды выполняют в организме роль низкомолекулярных биорегуляторов, к ним относятся терпены, стероиды, жирорастворимые витамины, простагландины

У позвоночных воски секретируются железами кожи (дермы) и выполняют функцию защитного покрытия, смягчающего кожу и предохраняющего ее от воды. Восковым секретом покрыты также волосы, шерсть, мех. К животным воскам относятся спермацет (С16Н33–О–СО–С15Н31) – цетилпальмитат, получаемый из черепной полости кашалота, и пчелиный воск (С31Н63–О–СО–С15Н31) – мирицилпальмитат. Овечью шерсть покрывает ланолин – сложная смесь различных восков, кислот и спиртов. Ланолин образует устойчивые эмульсии с водой. Животные воски используются в фармации и косметике для приготовления различных мазей и кремов.

При гидролизе фосфолипидов образуются не только жирные кислоты, многоатомные спирты, но и фосфорная кислота. В зависимости от входящего спирта фосфолипиды подразделяют на глицерофосфолипиды и сфингофосфолипиды. Наиболее распространенными в тканях животных являются глицерофосфолипиды, в составе которых еще содержатся и азотистые соединения: этаноламин, серин или холин.

В зависимости от характера азотистого соединения, присоединенного к фосфорной кислоте, глицерофосфолипиды подразделяются на:

- фосфатидилхолины (лецитины);

- фосфатидилэтаноламины (кефалины);

- фосфатидилсерины

Из глицерофосфолипидов в организме животных и человека в наибольшем количестве встречаются фосфатидилхолины и фосфатидилэтаноламины, они метаболически связаны друг с другом и являются главными липидными компонентами клеточных мембран.

Сфингомиелин – наиболее распространенный сфинголипид

Сфингомиелины находятся в основном в мембранах животных клеток. Особенно богата ими нервная ткань.

Витамин А – ретинол. Известны три витамина группы А: А1, А2 и цис-форма витамина А. С химической точки зрения ретинол представляет собой циклический непредельный одноатомный спирт, состоящий из β-иононового кольца, двух остатков изопрена и первичной спиртовой группы.

При недостатке витамина А у человека и животных наблюдается торможение роста, снижение массы тела, общее истощение организма, специфическое поражение кожи и слизистых оболочек. К наиболее ранним специфическим признакам гиповитаминоза А относится «куриная» или ночная слепота, при которой снижается острота зрения в сумерках, хотя днем больные видят нормально. Это связано с тем, что витамин А играет важную роль в процессе светоощущения. Основным светочувствительным пигментом сетчатки является сложный белок родопсин (зрительный пурпур), который синтезируется в палочках сетчатки из липопротеина опсина и ретиналя. На свету родопсин расщепляется на белок опсин и транс-ретиналь (неактивная форма витамина А). Для синтеза родопсина в темноте необходима активная форма цис-ретиналя, который синтезируется из транс-изомера при участии специфических ферментов (дегидрогеназы и изомеразы). При недостатке витамина А синтез родопсина снижается, что и ведет к понижению остроты зрения в сумерках.

В настоящее время известно около 20000 стероидов, более 100 из них применяются в медицине.

Основные скелеты стероидов: холестан – корневое название скелета стеринов, – холан – название желчных кислот, – прегнан – название скелетов гестагенов и кортикостероидов, – эстран – название скелета эстрогенов, – андростан – название скелета мужских половых гормонов.

Наиболее распространенным стеролом является холестерин (холестерол), все кольца которого находятся в транс-сочленении. У него имеется двойная связь между С-5 и С-6, следовательно, он является вторичным циклическим ненасыщенным одноатомным спиртом

В организме холестерин является источником образования желчных кислот, стероидных гормонов (половых и кортикостероидов). Продукт окисления холестерина – 7-дегидрохолестерин под действием УФ-лучей в коже превращается в витамин D3. Являясь компонентом клеточных мембран, неэтерифицированный холестерин вместе с фосфолипидами и белками обеспечивает избирательную проницаемость клеточной мембраны. В цитоплазме холестерин находится преимущественно в виде сложных эфиров с жирными кислотами. Таким образом, физиологические функции холестерина весьма разнообразны. Из общего количества холестерина, содержащегося в организме, только, примерно, 20% проступает с пищей, а основное его количество синтезируется в организме из активного ацетата. Нарушение обмена холестерина приводит к отложению его на стенках артерий, что ведет к уменьшению эластичности сосудов (атеросклерозу). Холестерин может накапливаться в виде желчных камней (желчнокаменная болезнь).

К стероидным гормонам относятся кортикостероиды и половые гормоны

(мужские и женские). Предшественником стероидных гормонов является Холестерин

Главными мужскими

половыми гормонами являются андростерон и более активный тестостерон.

Тестостерон обладает также и выраженным анаболическим (тканеобразующим)

эффектом, обуславливая характерную мужскую мускулатуру. Препараты,

подобные по строению тестостерону, например, 19-нортестостерон,

используются культуристами и тяжелоатлетами для наращивания мышечной

ткани, т.к. они усиливают синтез белков. Однако 19-нортестостерон подавляет

сперматогенез.

Женские половые гормоны в настоящее время делят на две группы,

различающиеся химический структурой и биологической функцией: эстрогены

(главный представитель – эстрадиол) и прогестины (главный представитель –

прогестерон). Основным местом синтеза эстрогенов (от греч. oistros – страстное

влечение) являются яичники. Доказано также их образование в надпочечниках,

семенниках и плаценте. В основе эстрогенов лежит скелет эстрана.

Пальмитиновая, стериновая, олеиновая, линолевая, линоленовая(да да, это не опечатка), арахидоновая. Омега-3, омега-6, омега-9 ВЖК.

Высшие жирные кислоты (ВЖК). Многие высшие карбоновые кислоты были впервые выделены из жиров, поэтому они получили название жирных. Биологически важные жирные кислоты могут быть насыщенными и ненасыщенными. Их общие структурные признаки:

• являются монокарбоновыми;

• содержат неразветвленную углеродную цепь;

• включают четное число атомов углерода в цепи;

• имеют цис-конфигурацию двойных связей (если они присутствуют).

Ненасыщенные кислоты содержат одну или несколько двойных связей, имеющих цис-конфигурацию. Ближайшая к карбоксильной группе двойная связь обычно расположена между атомами С-9 и С-10. Если двойных связей несколько, то они отделены друг от друга метиленовой группой СН2.

В настоящее время также применяется собственная номенклатура ненасыщенных ВЖК. В ней концевой атом углерода, независимо от длины цепи, обозначается последней буквой греческого алфавита ω (омега). Отсчет положения двойных связей производится не как обычно от карбоксильной группы, а от метильной группы. Так, линоленовая кислота обозначается как 18:3 ω-3 (омега-3).

Сама линолевая кислота и ненасыщенные кислоты с иным числом атомов углерода, но с расположением двойных связей также у третьего атома углерода, считая от метильной группы, составляют семейство омега-3 ВЖК. Другие типы кислот образуют аналогичные семейства линолевой (омега-6) и олеиновой (омега-9) кислот. Для нормальной жизнедеятельности человека большое значение имеет правильный баланс липидов трех типов кислот: омега-3 (льняное масло, рыбий жир), омега-6 (подсолнечное, кукурузное масла) и омега-9 (оливковое масло) в рационе питания.

Из насыщенных кислот в липидах человеческого организма наиболее важны пальмитиновая С16 и стеариновая С18 а из ненасыщенных - олеиновая С18:1, линолевая С18:2, линоленовая и арахидоновая С20:4

Следует подчеркнуть роль полиненасыщенных линолевой и линоленовой кислот как соединений, незаменимых для человека («витамин F»). В организме они не синтезируются и должны поступать с пищей в количестве около 5 г в день. В природе эти кислоты содержатся в основном в растительных маслах. Они способствуют нормализации липидного профиля плазмы крови. Линетол, представляющий собой смесь этиловых эфиров высших жирных ненасыщенных кислот, используется в качестве гиполипидемического лекарственного средства растительного происхождения

23. Омыляемые простые липиды: а) воски (спермацет, пчелиный воск); б) жиры, масла. Триаглицерины: общая структура, твердые, жидкие. Примеры. Свойства липидов: гидролиз, реакция

Дата добавления: 2014-12-08