Структурные компоненты липидов

Было установлено, что в состав липидов входят карбоновые кислоты предельного и непредельного ряда. Эти кислоты являются монокарбоновыми, имеют в своем составе углеводородную цепь преимущественно нормального (неразветвленного) строения с четным числом атомов углерода и могут содержать другие функциональные группы, например, - OH. Исключение составляют изовалериановая кислота и некоторые циклические кислоты, которые содержатся в довольно редко встречающихся липидах. Натуральные и синтетические алифатические кислоты иногда называют «жирными», а длинноцепочечные (от С₁₅ и выше) - «высшими». В тканях человека и животных присутствует около 70 жирных кислот, но биологическое значение имеют не более 20.

Несмотря на большое разнообразие жирных кислот в состав липидов в основном входят кислоты, содержащие 16, 18, 20 и 22 атомов углерода, т.е. высшие. Наиболее распространенными являются пальмитиновая и стеариновая кислоты, которые входят в состав твердых жиров и некоторых твердых растительных масел (пальмовое масло, масло какао). В жидких растительных маслах они содержатся в значительно меньших количествах, при этом доминирующей является пальмитиновая кислота. В сливочном масле содержатся карбоновые кислоты, имеющие в углеводородном радикале циклогексановое кольцо.

Низкомолекулярные жирные кислоты встречаются реже.

Таблица 1. Важнейшие жирные кислоты, входящие в состав липидов.

Названия кислот	Формула
Тривиальное	Систематическое
Капроновая	Гексановая	CH3 - (CH2)4 - COOH
Каприловая	Октановая	CH3 - (CH2)6 - COOH
Каприновая	Декановая	CH3 - (CH2)8 - COOH
Лауриновая	Додекановая	CH3 - (CH2)10 - COOH
Миристиновая	Тетрадекановая	CH3 - (CH2)12 - COOH
Пальмитиновая
Гексадекановая	CH3 - (CH2)14 - COOH
Стеариновая	Октадекановая	CH3 - (CH2)16 - COOH

Ненасыщенные кислоты встречаются в составе липидов чаще, чем насыщенные. Число атомов углерода в ненасыщенных кислотах липидов бывает различным, но преобладающими являются кислоты с 18 и 20 атомами углерода. Ближайшая к карбоксильной группе двойная связь обычно находится между 9 и 10 атомами углерода. В полиеновых кислотах двойные связи отделены друг от друга метиленовой группой. Наличие двойной связи исключает свободное вращение заместителей, что приводит к существованию у ненасыщенных кислот геометрических (цис- и транс-) изомеров. В природных липидах ненасыщенные (моно- и полиеновые) кислоты почти всегда содержатся в цис-конфигурации. Это объясняется тем, что цис-конфигурация способствует более плотной упаковке углеводородных цепей при формировании липидного слоя клеточных мембран. Кислоты, содержащие в радикале тройные связи, встречаются довольно редко.

Ненасыщенные кислоты, входящие в состав липидов, приведены в табл. 2.

Таблица 2. Основные ненасыщенные кислоты, входящие в состав липидов.

Названия кислот	Условное обозначение^*	Формула
Тривиальное	Систематическое
Моноеновые
олеиновая	цис-октадецен-9-овая	18: 1
Полиеновые
линолевая	цис, цис-октадекадиен- 9,12-овая	18: 2
α-линоленовая	цис, цис, цис-окта-декатриен-9,12,15-овая	18: 3
арахидоновая	цис, цис, цис, цис-эйко-затетраен-5,8,11,14-овая	20: 4

* Первая цифра обозначает общее число атомов углерода в цепи, вторая - число двойных связей.

Из всех непредельных кислот, содержащихся в природных липидах, наиболее распространена олеиновая кислота. Во многих липидах ее содержание превышает 50%. Также широко распространены линолевая и линоленовая кислоты: в заметных количествах они содержатся в растительных маслах, а для животных организмов являются незаменимыми.

В состав липидов входят одно-, двух- и многоатомные спирты. Эти спирты могут быть как насыщенными, так и ненасыщенными, но в основном они содержат неразветвленный углеводородный фрагмент и четное число атомов углерода.

Одноатомные спирты, выделенные из липидов путем их гидролиза, имеют в своем составе предельный длинноцепочечный радикал и содержат гидроксильную группу в положении 1. Такие спирты получили название «высших». Некоторые из них приведены в табл. 3.

Таблица 3. Одноатомные спирты, входящие в состав липидов.

Название	Число атомов углерода	Формула
Тривиальное	Систематическое
цетиловый	гексадеканол-1		C16H33OH
стеариловый	октадеканол-1		C18H37OH
мелиссиловый	триаконтанол-1		C30H61OH
мирициловый	гентриаконтанол-1		C31H63OH

В состав природных липидов чаще всего входят цетиловый, стеариловый, мелиссиловый и мирициловый спирты. Наиболее богаты высшими спиртами воски.

Большинство природных липидов относятся к глицеролипидам, т.е. являются производными трехатомного спирта - глицерина:

В состав природных липидов могут также входить другие линейные (этиленгликоль, пропандиолы, бутандиолы) и циклические полиолы (инозит).

Кроме отмеченных полиолов в состав липидов могут входить аминоспирты, различающиеся длиной, строением и степенью ненасыщенности углеводородной цепи. Наиболее известным из таких аминоспиртов является сфингозин - ненасыщенный двухатомный спирт с длиной цепи С₁₈ и его насыщенный аналог - сфинганин.

Остатки фосфорной и алкилфосфоновой кислот входят в состав фосфолипидов и фосфонолипидов:

Примерами азотистых оснований, входящих в состав некоторых липидов, являются аминоспирты и α-аминокислоты:

2-аминоэтанол (коламин)
триметил-2-гидроксиэтиламмоний (холин)
2-амино-3-гидроксипропановая кислота (серин)

Составными частями некоторых липидов (гликолипидов) являются моносахариды:

или олигосахариды.

Классификация липидов

В настоящее время липиды классифицируют по различным признакам, однако ни одна из предложенных классификаций не является исчерпывающей.

Наиболее распространенной является классификация липидов по их отношению к кислотному (или щелочному) гидролизу. Щелочной гидролиз по сложноэфирной связи также называют омылением, поэтому липиды, которые подвергаются гидролизу, называют омыляемыми, а которые не подвергаются - неомыляемыми. Большинство липидов являются омыляемыми, к неомыляемым относится небольшая, но многообразная группа липидов (терпены, стероиды).

Липиды также делятся на простые и сложные. К простым относят липиды, в состав которых входят только атомы углерода, водорода и кислорода.

В табл. Приведена сводная классификация омыляемых липидов.

Дата добавления: 2014-01-05