Основные свойства сложных омыляемых липидов

v Молекулы фосфолипидов амфифильны или бифильны. Состоят из 2-х частей – гидрофобной (с остатками жирных кислот) и гидрофильной (с остатком фосфорной кислоты и азотистым основанием). Остатки жирных кислот и остаток спирта сфингозина (в сфингоФЛ) – это длинные углеводородные цепи. Поэтому эту часть молекул называют «гидрофобный хвост», а полярную часть называют «гидрофильная головка» (рис.3-5).

v При физиологических значениях рН гидрофильная часть молекулы является биполярным ионом.

Рис. 3-5. Амфифильные молекулы глицероФЛ и сфингоФЛ

Так же, как и фосфолипиды, гликоли­пиды тоже молекулы амфифильные. Их полярную часть (гидрофильную го­ловку) составляет остаток молекулы углевода.

v Углеводные цепочки в составе молекул гликолипидов выполняют рецепторную функцию. Они участвуют

а) в процессах межклеточного взаимодействия

б) в контактном торможении клеточного роста

в) в связывании токсинов и обезвреживании ядов

г) в обеспечении иммунной активности определённых клеток крови

v Молекулы гликолипидов и фосфолипидов легко гидролизуются под действием кислоты или ферментов (в живых клетках).

Участие фосфолипидов и гликолипидов в формировании

Клеточных мембран

· Общее свойство всех фосфолипидов и гликолипидов – их амфифильность

· В водном окружении молекулы амфифилов, при определённой их концентрации, легко ассоциируют друг с другом и образуют мицеллы, у которых гидрофобные хвосты располагаются внутри, а полярные головы – снаружи (гидрофобные хвосты «прячутся» от воды).

· Фосфолипиды образуют такие мицеллы при очень низких концентрациях. Причём, они более склонны образовывать не мицеллы, а липидные двойные слои. Такие слои спонтанно формируются за счёт гидрофобных взаимодействий между отдельными молекулами фосфолипидов (они располагаются «хвост к хвосту») (рис. 3-6).

· Двойные слои из молекул фосфолипидов стремятся замкнуться на себя так, чтобы на концах слоёв не было углеводородных цепей, доступных для контакта с водой. Так образуются билипидные везикулы (пузырьки) (рис. 3-7).

Рис. 3-6. Билипидный слой из амфифильных молекул фосфолипидов

Рис. 3-7. Формирование билипидных везикул

· В образовании билипидных слоёв участвуют главным образом глицерофосфолипиды и гликолипиды.

· Сформировавшиеся таким образом липидные бислои образуют основу всех клеточных мембран.

· Билипидные клеточные мембраны включают в себя белковые молекулы. Соотношение липид:белок в мембранах меняется от 1:4 до 4:1. Молекулы белка могут располагаться интегрально или периферически. В состав мембран входят сложные белки – гликопротеины (рис. 3-8).

Интегральные белки пронизывают мембрану, а периферические белки выступают снаружи мембраны, и легко экстрагируются из неё.

Обязательным компонентом любой клеточной мембраны является фосфа­тидилхолин. Кроме него в мембранах присутствует также сфингомиелин. Другие липиды содержатся в разных мембранах в разных соотношениях.

Рис. 3-8. Схема белково-липидного комплекса клеточной мембраны

Липиды в составе мембран обеспечивают её свойство непроницаемости для ионов и многих полярных молекул (избирательная проницаемость мембран). Белки гликопротеины и гликолипиды своими углеводными компонентами отвечают за рецепторные свойства мембран.

ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ

Выберите один или несколько правильных ответов

1. ХОЛЕСТЕРИН – ОСНОВА ВСЕХ СТЕРОИДОВ ОРГАНИЗМА, К КОТОРЫМ ОТНОСЯТСЯ

1) гормоны – эйкозаноиды

2) желчные кислоты

3) витамины – изопреноиды

4) стероидные гормоны

5) витамин Д

2. ОМЫЛЯЕМЫЕ ЛИПИДЫ В ОТЛИЧИЕ ОТ НЕОМЫЛЯЕМЫХ

1) подвергаются гидролизу в присутствие кислоты

2) не растворяются в воде

3) содержат сложноэфирную связь

4) не подвергаются гидролизу

3. ЖИРЫ И МАСЛА ОТЛИЧАЮТСЯ ДРУГ ОТ ДРУГА

1) агрегатным состоянием при комнатной температуре

2) составом жирных кислот

3) количеством жирных кислот

4) растворимостью в воде

4. ОСОБЕННОСТЬЮ ТРИГЛИЦЕРИНОВ ПО СРАВНЕНИЮ С ФОСФОЛИПИДАМИ ЯВЛЯЕТСЯ

1) наличие сложноэфирной связи в молекуле

2) наличие остатков жирных кислот

3) полная гидрофобность молекулы

4) способность к гидролизу

5. МОЛЕКУЛА ГЛИЦЕРИНА И ОСТАТКИ ЖИРНЫХ КИСЛОТ СОЕДИНЯЮТСЯ С ПОМОЩЬЮ

1) простой эфирной связи

2) гликозидной связи

3) сложноэфирной связи

4) амидной связи

6. ХОЛЕСТЕРИН ВКЛЮЧАЕТСЯ В КЛАСС

1) простых омыляемых липидов

2) неомыляемых липидов

3) аминоспиртов

4) сложных омыляемых липидов

7. К ЖЕЛЧНЫМ КИСЛОТАМ ОТНОСЯТСЯ

1) холестерин

2) холевая кислота

3) арахидоновая кислота

4) таурохолевая кислота

8. ГЛАВНОЙ ФУНКЦИЕЙ ДЛЯ ЛИПИДОВ ЯВЛЯЕТСЯ

1) защита внутренних органов от механических повреждений

2) построение клеточных мембран

3) обеспечение избирательной проницаемости клеточных мембран

4) создание энергетических запасов клетки

9. БЛАГОДАРЯ НАЛИЧИЮ ГИДРОФОБНОЙ И ГИДРОФИЛЬНОЙ ЧАСТЕЙ МОЛЕКУЛЫ ФОСФОЛИПИДОВ

1) способны эмульгироваться

2) формируют билипидные слои клеточных мембран

3) обеспечивают избирательную проницаемость клеточных мембран

4) служат основой для образования жировых капсул внутренних органов

10. ОСНОВУ ФОСФОЛИПИДОВ-ГЛИЦЕРИДОВ СОСТАВЛЯЮТ

1) керамид

2) диглицерид

3) сфингозин

4) фосфатидная кислота

11. ОБЩЕЕ В СТРОЕНИИ ФОСФОЛИПИДОВ И ГЛИКОЛИПИДОВ ТО, ЧТО ОНИ

1) содержат углевод

2) включают фосфорную кислоту в молекулу

3) содержат в своём составе глицерин

4) содержат в своём составе сфингозин

5) включают в себя остаток жирной кислоты

12. ГЛИКОЛИПИДЫ ОБЕСПЕЧИВАЮТ

1) клетки энергией

2) рецепторные функции мембран

3) усвоение жирорастворимых витаминов в пищеварительном тракте

4) узнавание клетками друг друга

13. СОСТАВ ЛЕЦИТИНА ОТРАЖАЕТСЯ СХЕМОЙ

1) сфингозин + жирная кислота + фосфорная кислота

2) глицерин + 2 остатка жирных кислот + фосфат + холин

3) глицерин + фосфат + холин

4) керамид + β-галактоза

14. СФИНГОЗИН СВЯЗАН С ОСТАТКОМ ЖИРНОЙ КИСЛОТЫ

1) амидной связью

2) сложно-эфирной связью

3) простой эфирной связью

4) гликозидной связью

15. ФОСФАТИДНАЯ КИСЛОТА ОТНОСИТСЯ К КЛАССУ

1) неомыляемых липидов

2) простых омыляемых липидов

3) сложных омыляемых липидов

4) стероидов

ЗАДАЧИ И КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Выберите правильные утверждения в этом вопросе и в вопросах №2 и 3:

а) Простые липиды представлены двухкомпонентыми веществами – сложными эфирами высших карбоновых кислот и спиртов;

б) Липиды можно рассматривать как класс органических соединений, большинство из которых образованы тремя-четырьмя компонентами, соединёнными сложноэфирными связями;

в) Липиды – органические соединения, нерастворимые в воде, но растворимые в органических растворителях;

г) Неомыляемые липиды представляют собой наиболее сложно организованный класс липидов

2. а) В природных жирах содержатся преимущественно простые триглицериды;

б) Животные жиры более разнообразны по набору высших карбоновых кислот, входящих в их состав, чем растительные жиры;

в) В составе растительных жиров очень высока массовая доля ненасыщенных жирных кислот;

г) В составе бараньего жира содержится много остатков линолевой жирной кислоты

3. а) Фосфолипиды найдены только в нервной ткани человека;

б) Фосфатидилглицерин – обязательная составная часть всех фосфолипидов;

в) Фосфолипиды и гликолипиды обеспечивают избирательную проницаемость клеточных мембран;

г) В состав фосфолипидов входят только насыщенные жирные кислоты

4. Вес клетки Escherichia coli (E. coli) равен приблизительно 2·10¹² г. Липиды в клетке от общего веса составляют 2%. Рассчитайте число молекул липидов в клетке, исходя из допущения, что средняя молекулярная масса липидов равна 700 Да.

5. Сколько изомеров можно составить для триацилглицерина, содержащего пальмитиновую, стеариновую и олеиновую кислоты? Будут ли эти изомеры оптически активны?

6. В жире крысы обнаружили триацилглицерины, содержащие пальмитиновую, стеариновую и линолевую кислоты. Составьте все возможные изомеры молекул L-триацилглицеринов, присутствующих в этом образце жира.

7. В бензоле растворили смесь пальмитил-стеарил-лаурилглицерина и фосфатидной кислоты. Раствор смешали с водой и встряхнули. После расслоения этих фаз, концентрация какого липида в водной фазе будет выше?

8. Установите соответствие между ключевыми словами и смысловыми предложениями:

Ключевые слова: А– Липиды

Б –Стериды

В – Фосфолипиды

Г– Гликолипиды

Д– Триглицерины

Смысловые предложения:

а)В химическом отношении являются сборной группой органических соединений;

б) Являются сложными эфирами жирных кислот и глицерина;

в) Содержат кроме остатка высших кислот и спирта фосфорную кислоту и азотистое основание;

г) Представляют сложные эфиры жирных кислот и полициклических спиртов;

д) Содержат наряду с остатками многоатомного спирта и высшей карбоновой кислоты остаток углевода

9. Смесь липидов содержит а) фосфатидилэтаноламин, б) фосфатидилсерин, в) фосфатидную кислоту и г) галактоцереброзид (найдите формулы этих молекул!). Провели электрофорез этой смеси при рН 7,0. Какие из этих соединений будут оставаться на старте, какие будут двигаться к катоду или аноду?

10. Сравните структуру изопрена (стр. 43), β-каротина и ретинола. Сколько изопреновых единиц содержат а) каротин и б) ретинол?

11. Из фракции клеточных мембран экстрагировали липиды смесью спирта и хлороформа. Затем эти экстрагированные липиды добавили к обработанным мембранам, и их целостность восстановилась. Какие липиды входят в состав мембран и экстрагируются оттуда органическими растворителями? Как себя ведут эти липиды в водном окружении? Почему, после добавления липидов мембраны восстанавливаются?

12. Из предложенных фрагментов составьте формулу фосфатидной кислоты, глицерофосфолипида, сфингофосфолипида, гликолипида, масла и жира:

13. Какие вещества образуются при реакции трилинолеина со следующими реагентами:

а) Н₂/Ni;

б) NaOH/нагревание;

в) Br₂