BIOKÉMIA Simonné Prof. Dr. Sarkadi Livia egyetemi tanár e-mail:
[email protected]
LIPIDEK
Lipidek • Lipidek ~ lipoidok ~ zsírszerű anyagok (görög lipos „zsír”) • kémiailag igen változatos vegyületcsoportok gyűjtőneve • apoláris oldószerben oldódnak • vízben nem, vagy csak csekély mértékben oldódnak • Nagyszámú különböző szerkezetű vegyület sorolható ide • A lipidek sokszor nagy molekulatömegűek, de kevés kivételtől eltekintve nem polimer molekulák
A lipidek csoportosítása a kémiai szerkezet alapján • Egyszerű lipidek (nem hidrolizálható): - Eikozanoidok (prosztaglandinok) - Terpének - Szteroidok - Karotinoidok
A lipidek csoportosítása a kémiai szerkezet alapján • Elszappanosítható/hidrolizálható (összetett) lipidek - Triacilglicerinek (trigliceridek) - Foszfolipidek (foszfogliceridek, szfingolipidek) - Glikolipidek (galaktolipidek, szulfolipidek, glikoszfingolipidek) - Viaszok
A lipidek csoportosítása • Semleges (neutrális) lipidek – mono-, di-, triacilglicerinek – szterinek, szterinészterek – karotinoidok – viaszok – tokoferolok • Poláris lipidek – foszfolipidek (glicerin- és szfingozin foszfolipidek) – glikolipidek (glicerin- és szfingozin glikolipidek)
A lipidek csoportosítása • Egyszerű lipidek – acilglicerinek – viaszok
• Összetett lipidek – foszfolipidek (lecitinek, kefalinok, szerin foszfatidok, inozit foszfatidok, plazmogének, szfingomielin) – glikolipidek (glicerin alapú glikolipidek, cerebrozidok, gangliozidok)
• Származék lipidek – – – – –
eikozanoidok terpének karotinoidok szterinek zsíroldható vitaminok
Lipidek csoportosítása szerkezet szerint
Lipidek csoportosítása funkció szerint
A lipidek biológiai szerepe • energiatárolás, tápanyag raktározás (trigliceridek: zsírok, olajok) • biológiai membránok fő alkotórészei (foszfolipidek, glikolipidek, szterinek) • enzim kofaktorok • elektronszállítók • fényabszorbeáló molekulák • hidrofób horgonyok • emulzifikáló anyagok • hormonok (pl. szteroidok)
A lipidek biológiai szerepe • • • • •
Vitamin funkció (A, D, E, K) Jelátvitel (pl. foszfatid-inozit-4,5-difoszfát) Hőszigetelő funkció (pl. fókáknál) Védőréteg növényi „felszíneken” (viaszok) Illat kialakítás (pl. limonén – narancs illat fő illat komponense) • Ízanyagok oldása • Elégedettség, teltségérzés kialakítása
Zsírsavak szerkezete
Ω
ß
α
3
2
1
CH3 — (CH2) n— CH2 — CH2 — COOH
Természetes zsírsavak szerkezete
A legfontosabb telített zsírsavak Név
Jelölés
Név
Jelölés
Ecetsav
2:0
Mirisztinsav
14:0
Vajsav
4:0
Palmitinsav
16:0
Kapronsav
6:0
Sztearinsav
18:0
Kaprilsav
8:0
Arachinsav
20:0
Kaprinsav
10:0
Belénsav
22:0
Laurinsav
12:0
Lignocerinsav
24:0
A két leggyakoribb telített zsírsav
palmitinsav 16:0
sztearinsav 18:0
Esszenciális zsírsavak
ω− −3 és ω− −6
9 9
6 ω ω
3 15
12 12
9 9
Néhány telítetlen zsírsav triviális neve • • • • • • • • • •
mirisztolajsav palmitolajsav olajsav linolsav alfa-linolénsav gamma-linolénsav arachidonsav eikozapentaénsav erukasav dokozahexaénsav
14:1 (9) 16:1 (9) 18:1 (9) 18:2 (9,12) 18:3 (9,12,15) 18:3 (6,9,12) 20:4 (5,8,11,14) 20:5 (5,8,11,14,17) 22:1 (13) 22:6 (4,7,10,13,16,19)
Zsírsavak jelölése
transz és cisz olajsav 18:1 (9) 9.
9.
delta 9 család: palmitolajsav 16:1 (9) mirisztolajsav 14:1 (9)
ω−6 család esszenciális zsírsavak
6.
6.
linolsav 18:2 (9,12)
6.
γ-linolénsav 18:3 (6,9,12) arachidonsav 20:4 (5,8,11,14)
ω−3 család esszenciális zsírsavak
3.
α-linolénsav 18:3 (9,12,15) 3.
eikozapentaénsav (EPA) 20:5 (5,8,11,14,17)
LIPIDEK glicerintartalmú egyszerű gliceridek
összetett gliceridek
zsírok glikogliceridek foszfogliceridek glikolipidek galaktolipidek
lecitin kefalin
glicerin nélküliek szfingomielin cerebrodzidok viaszok szteroidok terpének prosztaglandin
Triacilglicerin (triglicerid)
Carl Wilhelm Scheele (1742. december 9. – 1786. május 21.) 1779 a glicerin felfedezése
Foszfolipidek (foszfatidok) • A foszfolipidek glicerinből vagy szfingozinból, zsírsav(ak)ból, foszforsavból és polárIs komponensből épülnek fel, mely leggyakrabban nitrogén tartalmú. • Felületaktív anyagok, mivel hidrofil és hidrofób csoportokat egyaránt tartalmaznak. • Fontos szerepük van a biológiai membránok felépítésében. • Az ideg- és agyszövet nagy mennyiségben tartalmaz foszfolipideket. • Élelmiszeripari szerepük emulziók kialakításában, stabilizálásában van (pl. szójalecitin).
poláris rész
A foszfatidok vizes oldata kolloid oldat, micellák jönnek létre
apoláris rész
foszfát glicerin
Hidrofil rész Hidrofób rész
Foszfolipidek biológiai funkciója
A foszfolipidek csoportosítása • Lecitinek (emlős sejtmemrán 18%-a) – glicerin + 2 zsírsav + foszforsav + kolin • Kefalinok (emlős sejtmemrán 10%-a) – glicerin + 2 zsírsav + foszforsav + 2-amino-etanol • Szerin foszfatidok – glicerin + 2 zsírsav + foszforsav + szerin • Inozit foszfatidok (emlős sejtmemrán 5%-a) – glicerin + 2 zsírsav + foszforsav + mio-inozitol • Plazmalogének – glicerin + zsírsav + foszforsav + enol-éter vagy éter 2-amino-etanol vagy kolin • Szfingomielin – ceramid (szfingozin+sztearinsav) + foszforsav + kolin
A foszfatidil – kolin (lecitin) O H2C R2
C O O
C H2C
O C R1 H
O
O P O O
C H2
C H2
+
N
CH3 CH3
CH3
A foszfatidil – etanolamin (kefalin) O H2C R2
C O O
C H2C
O C R1 H
O
O P O O
CH2 CH2 NH2
Szerin foszfatid
Inozit foszfatid
Zsírvak lebontása, β-oxidáció
Zsírsavak lebontása, β-oxidáció A mitokondriumban a zsírsavak a β−oxidáció során bomlanak le, ciklusonként két szénatommal rövidülnek. 1. folyamat: oxidáció, a β-helyzetű kettős kötés kialakulása 2. folyamat: hidratáció, vízfelvétel a kettős kötésre 3. folyamat: dehidrogénezés 4. folyamat: tiolízis, a láncvégről válik le az acetil-CoA, ez rövidíti 2 szénatommal a zsírsavláncot. A maradék aktivált marad, folytatódik a körfolyamat. 5. Az Ac-CoA belép a citrát-körbe oxálecetsavhoz kapcsolódva.
Zsírsavak lebontása, β-oxidáció
