Lipidy Lipids Tomáš Kučera 2011 Tisková verze
Print version
Prezentace
Presentation
Lipidy
Slide 1a
Lipidy
Lipidy
Slide 1b
Lipidy • nepolární (hydrofobní) látky biologického původu, rozpustné v organických rozpouštědlech (ve vodě omezeně či vůbec)
Lipidy
Slide 1c
Lipidy • nepolární (hydrofobní) látky biologického původu, rozpustné v organických rozpouštědlech (ve vodě omezeně či vůbec)
Hlavní funkce lipidů
Lipidy
Slide 1d
Lipidy • nepolární (hydrofobní) látky biologického původu, rozpustné v organických rozpouštědlech (ve vodě omezeně či vůbec)
Hlavní funkce lipidů • strukturní složky biologických membrán
Lipidy
Slide 1e
Lipidy • nepolární (hydrofobní) látky biologického původu, rozpustné v organických rozpouštědlech (ve vodě omezeně či vůbec)
Hlavní funkce lipidů • strukturní složky biologických membrán • energetická zásoba (triacylglyceroly)
Lipidy
Slide 1f
Lipidy • nepolární (hydrofobní) látky biologického původu, rozpustné v organických rozpouštědlech (ve vodě omezeně či vůbec)
Hlavní funkce lipidů • strukturní složky biologických membrán • energetická zásoba (triacylglyceroly) • tepelná (a elektrická) izolace
Lipidy
Slide 1g
Lipidy • nepolární (hydrofobní) látky biologického původu, rozpustné v organických rozpouštědlech (ve vodě omezeně či vůbec)
Hlavní funkce lipidů • • • •
strukturní složky biologických membrán energetická zásoba (triacylglyceroly) tepelná (a elektrická) izolace ochrana před infekcí, nárazy a vysušením
Lipidy
Slide 1h
Lipidy • nepolární (hydrofobní) látky biologického původu, rozpustné v organických rozpouštědlech (ve vodě omezeně či vůbec)
Hlavní funkce lipidů • • • • •
strukturní složky biologických membrán energetická zásoba (triacylglyceroly) tepelná (a elektrická) izolace ochrana před infekcí, nárazy a vysušením vitamíny a hormony a jejich prekurzory
Lipidy
Slide 1i
Lipidy • nepolární (hydrofobní) látky biologického původu, rozpustné v organických rozpouštědlech (ve vodě omezeně či vůbec)
Hlavní funkce lipidů • • • • • •
strukturní složky biologických membrán energetická zásoba (triacylglyceroly) tepelná (a elektrická) izolace ochrana před infekcí, nárazy a vysušením vitamíny a hormony a jejich prekurzory žlučové kyseliny – solubilizace lipidů
Lipidy
Slide 2a
Mastné kyseliny
Lipidy
Slide 2b
Mastné kyseliny FA (z angl. fatty acid) • důležitá složka většiny ostatních lipidů
• uhlovodíkový řetězec (4–36 C) s karboxylem na konci
Lipidy
Slide 2c
Mastné kyseliny FA (z angl. fatty acid) • důležitá složka většiny ostatních lipidů
• uhlovodíkový řetězec (4–36 C) s karboxylem na konci • amfipatické
Lipidy
Slide 2d
Mastné kyseliny FA (z angl. fatty acid) • důležitá složka většiny ostatních lipidů
• uhlovodíkový řetězec (4–36 C) s karboxylem na konci • amfipatické • nepolární část • polární část
Lipidy
Slide 2e
Mastné kyseliny FA (z angl. fatty acid) • důležitá složka většiny ostatních lipidů
• uhlovodíkový řetězec (4–36 C) s karboxylem na konci • amfipatické • nepolární část • polární část • 16-C mastná kyselina: CH3–(CH2)14–COO−
Lipidy
Slide 2f
Mastné kyseliny FA (z angl. fatty acid) • důležitá složka většiny ostatních lipidů
• uhlovodíkový řetězec (4–36 C) s karboxylem na konci • amfipatické • nepolární část • polární část • 16-C mastná kyselina: CH3–(CH2)14–COO−
• nasycené nebo nenasycené
Lipidy
Slide 2g
Mastné kyseliny FA (z angl. fatty acid) • důležitá složka většiny ostatních lipidů
• uhlovodíkový řetězec (4–36 C) s karboxylem na konci • amfipatické • nepolární část • polární část • 16-C mastná kyselina: CH3–(CH2)14–COO−
• nasycené nebo nenasycené • volná rotace kolem vazby C–C
Lipidy
Slide 2h
Mastné kyseliny FA (z angl. fatty acid) • důležitá složka většiny ostatních lipidů
• uhlovodíkový řetězec (4–36 C) s karboxylem na konci • amfipatické • nepolární část • polární část • 16-C mastná kyselina: CH3–(CH2)14–COO−
• nasycené nebo nenasycené • volná rotace kolem vazby C–C • žádná rotace kolem vazby C=C
Lipidy
Slide 2i
Mastné kyseliny FA (z angl. fatty acid) • důležitá složka většiny ostatních lipidů
• uhlovodíkový řetězec (4–36 C) s karboxylem na konci • amfipatické • nepolární část • polární část • 16-C mastná kyselina: CH3–(CH2)14–COO−
• nasycené nebo nenasycené • volná rotace kolem vazby C–C • žádná rotace kolem vazby C=C
• esterifikované či „volné“
Lipidy
Slide 2j
Mastné kyseliny FA (z angl. fatty acid) • důležitá složka většiny ostatních lipidů
• uhlovodíkový řetězec (4–36 C) s karboxylem na konci • amfipatické • nepolární část • polární část • 16-C mastná kyselina: CH3–(CH2)14–COO−
• nasycené nebo nenasycené • volná rotace kolem vazby C–C • žádná rotace kolem vazby C=C
• esterifikované či „volné“ • soli s alkalickými kovy – mýdla
Lipidy
Slide 3a
Mastné kyseliny
• různě dlouhé
Lipidy
Slide 3b
Mastné kyseliny
• různě dlouhé • SCFA (< 6 C) • MCFA (6–12 C) • LCFA (12–22 C) • VLCFA (> 22 C)
Lipidy
Slide 3c
Mastné kyseliny
• různě dlouhé • SCFA (< 6 C) • MCFA (6–12 C) • LCFA (12–22 C) • VLCFA (> 22 C) • nižší (< 10 C) • vyšší (> 12 C)
Lipidy
Slide 4a
Mastné kyseliny γ
β
α
O
OH 4
ω
n
3
2
1
Lipidy
Slide 4b
Mastné kyseliny γ
β
α
O
OH 4
ω
3
2
1
n
18-C MK se dvěma cis dvojnými vazbami:
Lipidy
Slide 4c
Mastné kyseliny γ
β
α
O
OH 4
ω
3
2
1
n
18-C MK se dvěma cis dvojnými vazbami: kyselina linolová
Lipidy
Slide 4d
Mastné kyseliny γ
β
α
O
OH 4
ω
3
2
1
n
18-C MK se dvěma cis dvojnými vazbami: kyselina linolová (9,12-oktadekadienová, oktadeka-9,12-dienová)
Lipidy
Slide 4e
Mastné kyseliny γ
β
α
O
OH 4
ω
3
2
1
n
18-C MK se dvěma cis dvojnými vazbami: kyselina linolová (9,12-oktadekadienová, oktadeka-9,12-dienová) cis,cis-C18:2 ∆9,12 či C18:2 cis,cis-ω 6 či cis,cis-C18:2 n–6 all cis-C18:2 ∆9,12 či C18:2 -ω 6 či all cis-C18:2(9,12) C18:2(9c,12c)
Lipidy
Slide 4f
Mastné kyseliny γ
β
α
O
OH 4
ω
3
2
1
n
18-C MK se dvěma cis dvojnými vazbami: kyselina linolová (9,12-oktadekadienová, oktadeka-9,12-dienová) cis,cis-C18:2 ∆9,12 či C18:2 cis,cis-ω 6 či cis,cis-C18:2 n–6 all cis-C18:2 ∆9,12 či C18:2 -ω 6 či all cis-C18:2(9,12) C18:2(9c,12c)
Lipidy
Slide 5a
Mastné kyseliny
• obvykle • lineární uhlovodíkový řetězec
Lipidy
Slide 5b
Mastné kyseliny
• obvykle • lineární uhlovodíkový řetězec • sudý počet uhlíkových atomů
Lipidy
Slide 5c
Mastné kyseliny
• obvykle • lineární uhlovodíkový řetězec • sudý počet uhlíkových atomů • dvojné vazby v cis konfiguraci
Lipidy
Slide 5d
Mastné kyseliny
• obvykle • lineární uhlovodíkový řetězec • sudý počet uhlíkových atomů • dvojné vazby v cis konfiguraci • rigidní ohyb na každé vazbě C=C
Lipidy
Slide 5e
Mastné kyseliny
• obvykle • lineární uhlovodíkový řetězec • sudý počet uhlíkových atomů • dvojné vazby v cis konfiguraci • rigidní ohyb na každé vazbě C=C O OH
kyselina stearová kyselina olejová kyselina linolová kyselina cis-C18:1 n-7
Lipidy
Slide 5f
Mastné kyseliny
• obvykle • lineární uhlovodíkový řetězec • sudý počet uhlíkových atomů • dvojné vazby v cis konfiguraci • rigidní ohyb na každé vazbě C=C O OH
kyselina stearová kyselina olejová kyselina linolová kyselina cis-C18:1 n-7
• teplota tání FA klesá s
Lipidy
Slide 5g
Mastné kyseliny
• obvykle • lineární uhlovodíkový řetězec • sudý počet uhlíkových atomů • dvojné vazby v cis konfiguraci • rigidní ohyb na každé vazbě C=C O OH
kyselina stearová kyselina olejová kyselina linolová kyselina cis-C18:1 n-7
• teplota tání FA klesá s • kratším řetězcem
Lipidy
Slide 5h
Mastné kyseliny
• obvykle • lineární uhlovodíkový řetězec • sudý počet uhlíkových atomů • dvojné vazby v cis konfiguraci • rigidní ohyb na každé vazbě C=C O OH
kyselina stearová kyselina olejová kyselina linolová kyselina cis-C18:1 n-7
• teplota tání FA klesá s • kratším řetězcem • nenasyceností
Lipidy
Slide 5i
Mastné kyseliny
• obvykle • lineární uhlovodíkový řetězec • sudý počet uhlíkových atomů • dvojné vazby v cis konfiguraci • rigidní ohyb na každé vazbě C=C O OH
kyselina stearová kyselina olejová kyselina linolová kyselina cis-C18:1 n-7
• teplota tání FA klesá s • kratším řetězcem • nenasyceností • blízkostí první vazby C=C ke karboxylu
Lipidy
Slide 6a
Některé běžné mastné kyseliny Triviální název Nasycené laurová myristová palmitová stearová arach(id)ová behenová lignocerová S 1 dvojnou vazbou palmitolejová olejová eruková nervonová Se 2 dvojnými vazbami linolová Se 3 dvojnými vazbami α-linolenová γ-linolenová Se 4 dvojnými vazbami arachidonová S 5 dvojnými vazbami timnodonová klupanodonová Se 6 dvojnými vazbami cervonová
Zkratka
Systematický název
C12:0 C14:0 C16:0 C18:0 C20:0 C22:0 C24:0
dodekanová tetradekanová hexadekanová oktadekanová eikosanová dokosanová tetrakosanová
C16:1 C18:1 C22:1 C24:1
9-hexadekaenová 9-oktadekaenová 13-dokosaenová 15-tetrakosaenová
9 9 13 15
7 9 9 9
COOH
C18:2
9,12-oktadekadienová
9,12
6
COOH
C18:3 C18:3
9,12,15-oktadekatrienová 6,9,12-oktadekatrienová
9,12,15 6,9,12
3 6
C20:4
5,8,11,14-eikosatetraenová
5,8,11,14
6
C20:5 C22:5
5,8,11,14,17-eikosapentaenová 7,10,13,16,19-dokosapentaenová
5,8,11,14,17 7,10,13,16,19
3 3
COOH
C22:6
4,7,10,13,16,19-dokosahexaenová
4,7,10,13,16,19
3
COOH
∆
n−(ω)
Strukturní vzorec COOH COOH COOH COOH
COOH
COOH COOH
COOH COOH COOH
COOH COOH
COOH
COOH
Lipidy
Slide 6b
Některé běžné mastné kyseliny Triviální název Nasycené laurová myristová palmitová stearová arach(id)ová behenová lignocerová S 1 dvojnou vazbou palmitolejová olejová eruková nervonová Se 2 dvojnými vazbami linolová Se 3 dvojnými vazbami α-linolenová γ-linolenová Se 4 dvojnými vazbami arachidonová S 5 dvojnými vazbami timnodonová klupanodonová Se 6 dvojnými vazbami cervonová
Zkratka
Systematický název
C12:0 C14:0 C16:0 C18:0 C20:0 C22:0 C24:0
dodekanová tetradekanová hexadekanová oktadekanová eikosanová dokosanová tetrakosanová
C16:1 C18:1 C22:1 C24:1
9-hexadekaenová 9-oktadekaenová 13-dokosaenová 15-tetrakosaenová
9 9 13 15
7 9 9 9
COOH
C18:2
9,12-oktadekadienová
9,12
6
COOH
C18:3 C18:3
9,12,15-oktadekatrienová 6,9,12-oktadekatrienová
9,12,15 6,9,12
3 6
C20:4
5,8,11,14-eikosatetraenová
5,8,11,14
6
C20:5 C22:5
5,8,11,14,17-eikosapentaenová 7,10,13,16,19-dokosapentaenová
5,8,11,14,17 7,10,13,16,19
3 3
COOH
C22:6
4,7,10,13,16,19-dokosahexaenová
4,7,10,13,16,19
3
COOH
∆
n−(ω)
Strukturní vzorec COOH COOH COOH COOH
COOH
COOH COOH
• esenciální jsou linolová a α -linolenová
COOH COOH COOH
COOH COOH
COOH
COOH
Lipidy
Slide 7a
Některé méně běžné mastné kyseliny Triviální název S lichým řetězcem
Zkratka
Systematický název
C13:0 C15:0 C17:0 C17:1
tridekanová pentadekanová heptadekanová cis-9-heptadecenová
iso-tridekanová
iso C13:0
11-methyldodekanová
iso-tetradekanová
iso C14:0
12-methyltridekanová
iso-pentadekanová
iso C15:0
13-methyltetradekanová
iso-hexadekanová
iso C16:0
14-methylpentadekanová
iso-heptadekanová
iso C17:0
15-methylhexadekanová
anteiso-tridekanová
anteiso C13:0 10-methyldodekanová
Větvené
Δ
9
n- (ω)
8
anteiso-pentadekanová anteiso C15:0 12-methyltetradekanová anteiso-heptadekanová anteiso C17:0 14-methylhexadekanová fytanová
3,7,11,15-tetramethylhexadekanová
pristanová 2,6,10,14-tetramethylpentadekanová Konjugovaná kyselina linolová (CLA) C18:2(9c,11t) cis-9,trans-11-oktadekadienová 9,11 C18:2(10t,12c) trans-10,cis-12-oktadekadienová 10,12 S trojnou vazbou tarirová
C18:1(6a)
6-oktadecinová (6-oktadecynová)
8 7
Strukturní vzorec
Lipidy
Slide 8a
některé opravdu exotické mastné kyseliny
Lipidy
Slide 8b
některé opravdu exotické mastné kyseliny • např. C47 14-oxo-4,5,6,28,33,37,42,45-oktahydroxy-trans-26,trans43-dien-2,31,34,46-tetraynová kyselina HOOC
OH
OH (CH2)7
OH
OH
OH
(CH2)10
(CH2)4 CH
O
OH OH
OH
Lipidy
Slide 8c
některé opravdu exotické mastné kyseliny • např. C47 14-oxo-4,5,6,28,33,37,42,45-oktahydroxy-trans-26,trans43-dien-2,31,34,46-tetraynová kyselina HOOC
OH
OH (CH2)7
OH
OH
OH
(CH2)10
(CH2)4 CH
O
OH OH
• cyklopropanový až cyklohexanový kruh
OH
Lipidy
Slide 8d
některé opravdu exotické mastné kyseliny • např. C47 14-oxo-4,5,6,28,33,37,42,45-oktahydroxy-trans-26,trans43-dien-2,31,34,46-tetraynová kyselina HOOC
OH
OH (CH2)7
OH
OH
OH
(CH2)10
(CH2)4 CH
O
OH OH
• cyklopropanový až cyklohexanový kruh • epoxy-, cyklické peroxidy, –SH a disulfidy…
OH
Lipidy
Slide 8e
některé opravdu exotické mastné kyseliny • např. C47 14-oxo-4,5,6,28,33,37,42,45-oktahydroxy-trans-26,trans43-dien-2,31,34,46-tetraynová kyselina HOOC
OH
OH (CH2)7
OH
OH
OH
(CH2)10
(CH2)4 CH
O
OH OH
• cyklopropanový až cyklohexanový kruh • epoxy-, cyklické peroxidy, –SH a disulfidy…
HOOC HOOC
•
HOOC
OH
Lipidy
Slide 8f
některé opravdu exotické mastné kyseliny • např. C47 14-oxo-4,5,6,28,33,37,42,45-oktahydroxy-trans-26,trans43-dien-2,31,34,46-tetraynová kyselina HOOC
OH
OH (CH2)7
OH
OH
OH
(CH2)10
(CH2)4 CH
O
OH OH
• cyklopropanový až cyklohexanový kruh • epoxy-, cyklické peroxidy, –SH a disulfidy…
HOOC HOOC
HOOC
• • podobná pestrost i u mastných alkoholů
OH
Lipidy
Slide 9a
Přehled lipidů
Lipidy
Slide 9b
Přehled lipidů • jednoduché lipidy – estery FA s alkoholy
Lipidy
Slide 9c
Přehled lipidů • jednoduché lipidy – estery FA s alkoholy • tuky a oleje (acylglyceroly, glyceridy): alkohol = glycerol
Lipidy
Slide 9d
Přehled lipidů • jednoduché lipidy – estery FA s alkoholy • tuky a oleje (acylglyceroly, glyceridy): alkohol = glycerol • vosky: alkohol = (mono)alkohol s dlouhým řetězcem
Lipidy
Slide 9e
Přehled lipidů • jednoduché lipidy – estery FA s alkoholy • tuky a oleje (acylglyceroly, glyceridy): alkohol = glycerol • vosky: alkohol = (mono)alkohol s dlouhým řetězcem
• složené lipidy – estery FA s alkoholy + další složky
Lipidy
Slide 9f
Přehled lipidů • jednoduché lipidy – estery FA s alkoholy • tuky a oleje (acylglyceroly, glyceridy): alkohol = glycerol • vosky: alkohol = (mono)alkohol s dlouhým řetězcem
• složené lipidy – estery FA s alkoholy + další složky • fosfolipidy – FA + glycerol + fosfát + obvykle další složka
Lipidy
Slide 9g
Přehled lipidů • jednoduché lipidy – estery FA s alkoholy • tuky a oleje (acylglyceroly, glyceridy): alkohol = glycerol • vosky: alkohol = (mono)alkohol s dlouhým řetězcem
• složené lipidy – estery FA s alkoholy + další složky • fosfolipidy – FA + glycerol + fosfát + obvykle další složka • glykolipidy – obsahují cukry
Lipidy
Slide 9h
Přehled lipidů • jednoduché lipidy – estery FA s alkoholy • tuky a oleje (acylglyceroly, glyceridy): alkohol = glycerol • vosky: alkohol = (mono)alkohol s dlouhým řetězcem
• složené lipidy – estery FA s alkoholy + další složky • fosfolipidy – FA + glycerol + fosfát + obvykle další složka • glykolipidy – obsahují cukry • glykoacylglyceroly – FA + glycerol + cukr
Lipidy
Slide 9i
Přehled lipidů • jednoduché lipidy – estery FA s alkoholy • tuky a oleje (acylglyceroly, glyceridy): alkohol = glycerol • vosky: alkohol = (mono)alkohol s dlouhým řetězcem
• složené lipidy – estery FA s alkoholy + další složky • fosfolipidy – FA + glycerol + fosfát + obvykle další složka • glykolipidy – obsahují cukry • glykoacylglyceroly – FA + glycerol + cukr • glykosfingolipidy – FA + sfingosin + cukr (+ kyselina sialová)
Lipidy
Slide 9j
Přehled lipidů • jednoduché lipidy – estery FA s alkoholy • tuky a oleje (acylglyceroly, glyceridy): alkohol = glycerol • vosky: alkohol = (mono)alkohol s dlouhým řetězcem
• složené lipidy – estery FA s alkoholy + další složky • fosfolipidy – FA + glycerol + fosfát + obvykle další složka • glykolipidy – obsahují cukry • glykoacylglyceroly – FA + glycerol + cukr • glykosfingolipidy – FA + sfingosin + cukr (+ kyselina sialová)
• sfingolipidy – obsahují ceramid (amid FA a sfingosinu)
Lipidy
Slide 9k
Přehled lipidů • jednoduché lipidy – estery FA s alkoholy • tuky a oleje (acylglyceroly, glyceridy): alkohol = glycerol • vosky: alkohol = (mono)alkohol s dlouhým řetězcem
• složené lipidy – estery FA s alkoholy + další složky • fosfolipidy – FA + glycerol + fosfát + obvykle další složka • glykolipidy – obsahují cukry • glykoacylglyceroly – FA + glycerol + cukr • glykosfingolipidy – FA + sfingosin + cukr (+ kyselina sialová)
• sfingolipidy – obsahují ceramid (amid FA a sfingosinu) • sfingomyeliny – ceramid + fosfocholin
Lipidy
Slide 9l
Přehled lipidů • jednoduché lipidy – estery FA s alkoholy • tuky a oleje (acylglyceroly, glyceridy): alkohol = glycerol • vosky: alkohol = (mono)alkohol s dlouhým řetězcem
• složené lipidy – estery FA s alkoholy + další složky • fosfolipidy – FA + glycerol + fosfát + obvykle další složka • glykolipidy – obsahují cukry • glykoacylglyceroly – FA + glycerol + cukr • glykosfingolipidy – FA + sfingosin + cukr (+ kyselina sialová)
• sfingolipidy – obsahují ceramid (amid FA a sfingosinu) • sfingomyeliny – ceramid + fosfocholin • glykosfingolipidy – viz výše
Lipidy
Slide 9m
Přehled lipidů • jednoduché lipidy – estery FA s alkoholy • tuky a oleje (acylglyceroly, glyceridy): alkohol = glycerol • vosky: alkohol = (mono)alkohol s dlouhým řetězcem
• složené lipidy – estery FA s alkoholy + další složky • fosfolipidy – FA + glycerol + fosfát + obvykle další složka • glykolipidy – obsahují cukry • glykoacylglyceroly – FA + glycerol + cukr • glykosfingolipidy – FA + sfingosin + cukr (+ kyselina sialová)
• sfingolipidy – obsahují ceramid (amid FA a sfingosinu) • sfingomyeliny – ceramid + fosfocholin • glykosfingolipidy – viz výše
• odvozené lipidy – další biologické hydrofobní látky, např. steroidy, prostaglandiny, karotenoidy a další terpenoidy, lipofilní vitamíny
Lipidy
Slide 10a
Jednoduché lipidy
Lipidy
Slide 10b
Jednoduché lipidy • estery FA a alkoholů
Lipidy
Slide 10c
Jednoduché lipidy • estery FA a alkoholů
Vosky
Lipidy
Slide 10d
Jednoduché lipidy • estery FA a alkoholů
Vosky alkohol je dlouhý, jednosytný – „mastný“
Lipidy
Slide 10e
Jednoduché lipidy • estery FA a alkoholů
Vosky alkohol je dlouhý, jednosytný – „mastný“ • „nejmastnější“ z lipidů
Lipidy
Slide 10f
Jednoduché lipidy • estery FA a alkoholů
Vosky alkohol je dlouhý, jednosytný – „mastný“ • „nejmastnější“ z lipidů • u živočichů konečné metabolity
Lipidy
Slide 10g
Jednoduché lipidy • estery FA a alkoholů
Vosky alkohol je dlouhý, jednosytný – „mastný“ • „nejmastnější“ z lipidů • u živočichů konečné metabolity • obvykle ochranná funkce
Lipidy
Slide 10h
Jednoduché lipidy • estery FA a alkoholů
Vosky alkohol je dlouhý, jednosytný – „mastný“ • „nejmastnější“ z lipidů • u živočichů konečné metabolity • obvykle ochranná funkce • kutikula rostlin
Lipidy
Slide 10i
Jednoduché lipidy • estery FA a alkoholů
Vosky alkohol je dlouhý, jednosytný – „mastný“ • „nejmastnější“ z lipidů • u živočichů konečné metabolity • obvykle ochranná funkce • kutikula rostlin • lanolin
Lipidy
Slide 10j
Jednoduché lipidy • estery FA a alkoholů
Vosky alkohol je dlouhý, jednosytný – „mastný“ • „nejmastnější“ z lipidů • u živočichů konečné metabolity • obvykle ochranná funkce • kutikula rostlin • lanolin • včelí vosk
Lipidy
Slide 10k
Jednoduché lipidy • estery FA a alkoholů
Vosky alkohol je dlouhý, jednosytný – „mastný“ • „nejmastnější“ z lipidů • u živočichů konečné metabolity • obvykle ochranná funkce • kutikula rostlin • lanolin • včelí vosk
• včelí vosk – hlavní složka C15H31COOC30H61
Lipidy
Slide 10l
Jednoduché lipidy • estery FA a alkoholů
Vosky alkohol je dlouhý, jednosytný – „mastný“ • „nejmastnější“ z lipidů • u živočichů konečné metabolity • obvykle ochranná funkce • kutikula rostlin • lanolin • včelí vosk
• včelí vosk – hlavní složka C15H31COOC30H61 • myricylpalmitát – triakontylhexadekanoát
Lipidy
Slide 10m
Jednoduché lipidy • estery FA a alkoholů
Vosky alkohol je dlouhý, jednosytný – „mastný“ • „nejmastnější“ z lipidů • u živočichů konečné metabolity • obvykle ochranná funkce • kutikula rostlin • lanolin • včelí vosk
• včelí vosk – hlavní složka C15H31COOC30H61 • myricylpalmitát – triakontylhexadekanoát
• karnaubový vosk – hlavní složka C25H51COOC30H61
Lipidy
Slide 10n
Jednoduché lipidy • estery FA a alkoholů
Vosky alkohol je dlouhý, jednosytný – „mastný“ • „nejmastnější“ z lipidů • u živočichů konečné metabolity • obvykle ochranná funkce • kutikula rostlin • lanolin • včelí vosk
• včelí vosk – hlavní složka C15H31COOC30H61 • myricylpalmitát – triakontylhexadekanoát
• karnaubový vosk – hlavní složka C25H51COOC30H61 • myricylcerotát – hexadecylhexadekanoát
Lipidy
Slide 11a
Triacylglyceroly (triglyceridy, neutrální tuky a oleje)
Lipidy
Slide 11b
Triacylglyceroly (triglyceridy, neutrální tuky a oleje)
• nejběžnější lipidy v potravě
Lipidy
Slide 11c
Triacylglyceroly (triglyceridy, neutrální tuky a oleje)
• nejběžnější lipidy v potravě • zásoba energie
Lipidy
Slide 11d
Triacylglyceroly (triglyceridy, neutrální tuky a oleje)
• nejběžnější lipidy v potravě • zásoba energie • vysoce redukované
Lipidy
Slide 11e
Triacylglyceroly (triglyceridy, neutrální tuky a oleje)
• nejběžnější lipidy v potravě • zásoba energie • vysoce redukované • „kompaktní“ (dehydrované)
Lipidy
Slide 11f
Triacylglyceroly (triglyceridy, neutrální tuky a oleje)
• nejběžnější lipidy v potravě • zásoba energie • vysoce redukované • „kompaktní“ (dehydrované)
• ochranné vrstvy
Lipidy
Slide 11g
Triacylglyceroly (triglyceridy, neutrální tuky a oleje)
• nejběžnější lipidy v potravě • zásoba energie • vysoce redukované • „kompaktní“ (dehydrované)
• ochranné vrstvy • glycerolová „páteř“ + 3 esterifikované FA
Lipidy
Slide 11h
Triacylglyceroly (triglyceridy, neutrální tuky a oleje)
• nejběžnější lipidy v potravě • zásoba energie • vysoce redukované • „kompaktní“ (dehydrované)
• ochranné vrstvy • glycerolová „páteř“ + 3 esterifikované FA • většinou „smíšené“
Lipidy
Slide 12a
Složené lipidy
Lipidy
Slide 12b
Složené lipidy • fosfolipidy
Lipidy
Slide 12c
Složené lipidy • fosfolipidy • glycerofosfolipidy (PE, PS, PC, PG, PI + plasmalogeny)
Lipidy
Slide 12d
Složené lipidy • fosfolipidy • glycerofosfolipidy (PE, PS, PC, PG, PI + plasmalogeny) • sfingomyeliny
Lipidy
Slide 12e
Složené lipidy • fosfolipidy • glycerofosfolipidy (PE, PS, PC, PG, PI + plasmalogeny) • sfingomyeliny
sfingolipidy
Lipidy
Slide 12f
Složené lipidy • fosfolipidy • glycerofosfolipidy (PE, PS, PC, PG, PI + plasmalogeny) • sfingomyeliny
sfingolipidy • glykolipidy
Lipidy
Slide 12g
Složené lipidy • fosfolipidy • glycerofosfolipidy (PE, PS, PC, PG, PI + plasmalogeny) • sfingomyeliny
sfingolipidy • glykolipidy • glykoacylglyceroly
Lipidy
Slide 12h
Složené lipidy • fosfolipidy • glycerofosfolipidy (PE, PS, PC, PG, PI + plasmalogeny) • sfingomyeliny
sfingolipidy • glykolipidy • glykoacylglyceroly • cerebrosidy
Lipidy
Slide 12i
Složené lipidy • fosfolipidy • glycerofosfolipidy (PE, PS, PC, PG, PI + plasmalogeny) • sfingomyeliny
sfingolipidy • glykolipidy • glykoacylglyceroly • cerebrosidy • gangliosidy
Lipidy
Slide 12j
Složené lipidy • fosfolipidy • glycerofosfolipidy (PE, PS, PC, PG, PI + plasmalogeny) • sfingomyeliny
sfingolipidy • glykolipidy • glykoacylglyceroly • cerebrosidy • gangliosidy
• Všechny složené lipidy obsahují • nepolární řetězce („ocasy“) FA
Lipidy
Slide 12k
Složené lipidy • fosfolipidy • glycerofosfolipidy (PE, PS, PC, PG, PI + plasmalogeny) • sfingomyeliny
sfingolipidy • glykolipidy • glykoacylglyceroly • cerebrosidy • gangliosidy
• Všechny složené lipidy obsahují • nepolární řetězce („ocasy“) FA • polární část (glycerol, karbonyly FA, obvykle Pi, skupinu „polární hlavy“
Lipidy
Slide 12l
Složené lipidy • fosfolipidy • glycerofosfolipidy (PE, PS, PC, PG, PI + plasmalogeny) • sfingomyeliny
sfingolipidy • glykolipidy • glykoacylglyceroly • cerebrosidy • gangliosidy
• Všechny složené lipidy obsahují • nepolární řetězce („ocasy“) FA • polární část (glycerol, karbonyly FA, obvykle Pi, skupinu „polární hlavy“ • −→ jsou amfipatické
Lipidy
Slide 13a
Glycerofosfolipidy (fosfoglyceridy)
Lipidy
Slide 13b
Glycerofosfolipidy (fosfoglyceridy) • běžná součást biologických membrán
Lipidy
Slide 13c
Glycerofosfolipidy (fosfoglyceridy) • běžná součást biologických membrán
• glycerolová „páteř“
Lipidy
Slide 13d
Glycerofosfolipidy (fosfoglyceridy) • běžná součást biologických membrán
• glycerolová „páteř“ • hydroxyly na C1 a C2 esterifikovány FA • C3 esterifikován k Pi
Lipidy
Slide 13e
Glycerofosfolipidy (fosfoglyceridy) • běžná součást biologických membrán
• glycerolová „páteř“ • hydroxyly na C1 a C2 esterifikovány FA • C3 esterifikován k Pi Kyseliny fosfatidové
Lipidy
Slide 13f
Glycerofosfolipidy (fosfoglyceridy) • běžná součást biologických membrán
• glycerolová „páteř“ • hydroxyly na C1 a C2 esterifikovány FA • C3 esterifikován k Pi Kyseliny fosfatidové
• intermediáty při syntéze triacylglycerolů a glycerofosfolipidů
Lipidy
Slide 14a
Glycerofosfolipidy
Lipidy
Slide 14b
Glycerofosfolipidy
• Polární „hlava“ (z angl. polar “head”) – Pi většinou dále esterifikován k OH další polární látky (v obrázku značena X) – např. serinu, cholinu, ethanolaminu, glycerolu, inositolu
Lipidy
Slide 14c
Glycerofosfolipidy
• Polární „hlava“ (z angl. polar “head”) – Pi většinou dále esterifikován k OH další polární látky (v obrázku značena X) – např. serinu, cholinu, ethanolaminu, glycerolu, inositolu • obě FA jsou obvykle různé
Lipidy
Slide 14d
Glycerofosfolipidy
• Polární „hlava“ (z angl. polar “head”) – Pi většinou dále esterifikován k OH další polární látky (v obrázku značena X) – např. serinu, cholinu, ethanolaminu, glycerolu, inositolu • obě FA jsou obvykle různé • amfipatické (komplexní polární část)
Lipidy
Slide 15a
Glycerofosfolipidy
Fosfatidylinositoly (PI)
Lipidy
Slide 15b
Glycerofosfolipidy
Fosfatidylinositoly (PI) • membránové lipidy
Lipidy
Slide 15c
Glycerofosfolipidy
Fosfatidylinositoly (PI) • membránové lipidy • signální molekuly
Lipidy
Slide 15d
Glycerofosfolipidy
Fosfatidylinositoly (PI) • membránové lipidy • signální molekuly
Fosfatidylcholiny (lecithiny, PC)
Lipidy
Slide 15e
Glycerofosfolipidy
Fosfatidylinositoly (PI) • membránové lipidy • signální molekuly
Fosfatidylcholiny (lecithiny, PC) • běžné membránové lipidy
Lipidy
Slide 16a
Glycerofosfolipidy
Plasmalogeny
Lipidy
Slide 16b
Glycerofosfolipidy
Plasmalogeny • fosfolipidy typu enoletherů glycerolu
Lipidy
Slide 16c
Glycerofosfolipidy
Plasmalogeny • fosfolipidy typu enoletherů glycerolu • mozek a svaly
Lipidy
Slide 16d
Glycerofosfolipidy
Plasmalogeny • fosfolipidy typu enoletherů glycerolu • mozek a svaly • PAF (z angl. platelet activating factor) – agregace krevních destiček
Lipidy
Slide 17a
Sfingolipidy • deriváty aminoalkoholu sfingosinu
Lipidy
Slide 17b
Sfingolipidy • deriváty aminoalkoholu sfingosinu
• amidy sfingosinu a FA = ceramidy
Lipidy
Slide 17c
Sfingolipidy • deriváty aminoalkoholu sfingosinu
• amidy sfingosinu a FA = ceramidy • Ceramidy obvykle obsahují další polární látku, esterifikovanou k terminálnímu OH sfingosinu.
Lipidy
Slide 18a
Sfingolipidy
Sfingomyeliny
Lipidy
Slide 18b
Sfingolipidy
Sfingomyeliny • ceramidy s fosfocholinem v polární „hlavě“
Lipidy
Slide 18c
Sfingolipidy
Sfingomyeliny • ceramidy s fosfocholinem v polární „hlavě“ • běžná součást buněčné membrány
Lipidy
Slide 18d
Sfingolipidy
Sfingomyeliny • ceramidy s fosfocholinem v polární „hlavě“ • běžná součást buněčné membrány • v mozkové a nervové tkáni
Lipidy
Slide 19a
(Glyko)sfingolipidy H H 3C
C
N
O H
H H
O COOH H OH
OH
H
H
C
OH
H
C
OH
CH2OH
kyselina N-acetyl neuraminová
Cerebrosidy
Lipidy
Slide 19b
(Glyko)sfingolipidy H H 3C
C
N
O H
H H
O COOH H OH
OH
H
H
C
OH
H
C
OH
CH2OH
kyselina N-acetyl neuraminová
Cerebrosidy • ceramidy s monosacharidem (glukosou nebo galaktosou) v polární části
Lipidy
Slide 19c
(Glyko)sfingolipidy H H 3C
C
N
O H
H H
O COOH H OH
OH
H
H
C
OH
H
C
OH
CH2OH
kyselina N-acetyl neuraminová
Cerebrosidy • ceramidy s monosacharidem (glukosou nebo galaktosou) v polární části Gangliosidy
Lipidy
Slide 19d
(Glyko)sfingolipidy H H 3C
C
N
O H
H H
O COOH H OH
OH
H
H
C
OH
H
C
OH
CH2OH
kyselina N-acetyl neuraminová
Cerebrosidy • ceramidy s monosacharidem (glukosou nebo galaktosou) v polární části Gangliosidy • ceramidy s oligosacharidem v „hlavě“, obsahujícím sialovou kyselinu
Lipidy
Slide 19e
(Glyko)sfingolipidy H H 3C
C
N
O H
H H
O COOH H OH
OH
H
H
C
OH
H
C
OH
CH2OH
kyselina N-acetyl neuraminová
Cerebrosidy • ceramidy s monosacharidem (glukosou nebo galaktosou) v polární části Gangliosidy • ceramidy s oligosacharidem v „hlavě“, obsahujícím sialovou kyselinu • cerebrosidy a gangliosidy = glykosfingolipidy
Lipidy
Slide 19f
(Glyko)sfingolipidy H H 3C
C
N
O H
H H
O COOH H OH
OH
H
H
C
OH
H
C
OH
CH2OH
kyselina N-acetyl neuraminová
•
• • •
Cerebrosidy ceramidy s monosacharidem (glukosou nebo galaktosou) v polární části Gangliosidy ceramidy s oligosacharidem v „hlavě“, obsahujícím sialovou kyselinu cerebrosidy a gangliosidy = glykosfingolipidy běžné ve vnější vrstvě buněčné membrány
Lipidy
Slide 19g
(Glyko)sfingolipidy H H 3C
C
N
O H
H H
O COOH H OH
OH
H
H
C
OH
H
C
OH
CH2OH
kyselina N-acetyl neuraminová
•
• • •
Cerebrosidy ceramidy s monosacharidem (glukosou nebo galaktosou) v polární části Gangliosidy ceramidy s oligosacharidem v „hlavě“, obsahujícím sialovou kyselinu cerebrosidy a gangliosidy = glykosfingolipidy běžné ve vnější vrstvě buněčné membrány • řetězce sacharidů orientovány ven
Lipidy
Slide 20a
Glykolipidy glykoacylglyceroly
Lipidy
Slide 20b
Glykolipidy glykoacylglyceroly
mono- a digalaktosyldiacylglyceroly
Lipidy
Slide 20c
Glykolipidy glykoacylglyceroly
mono- a digalaktosyldiacylglyceroly O SO− 3 O O HO
OH O OH
O O
Lipidy
Slide 20d
Glykolipidy glykoacylglyceroly
mono- a digalaktosyldiacylglyceroly O SO− 3 O O HO
O O
OH O OH
sulfochinovosyldiacylglyceroly
Lipidy
Slide 20e
Glykolipidy glykoacylglyceroly
mono- a digalaktosyldiacylglyceroly O SO− 3 O O HO
O O
OH O OH
sulfochinovosyldiacylglyceroly • důležité složky rostlinných membrán
Lipidy
Slide 20f
Glykolipidy glykoacylglyceroly
mono- a digalaktosyldiacylglyceroly O SO− 3 O O HO
O O
OH O OH
sulfochinovosyldiacylglyceroly • důležité složky rostlinných membrán • thylakoidní membrána
Lipidy
Slide 21a
Odvozené lipidy
Lipidy
Slide 21b
Odvozené lipidy Steroidy – cholesterol
Lipidy
Slide 21c
Odvozené lipidy Steroidy – cholesterol
• důležitá složka membrán
Lipidy
Slide 21d
Odvozené lipidy Steroidy – cholesterol
• důležitá složka membrán • rigidní systém kruhů a krátký větvený uhlovodíkový „ocas“
Lipidy
Slide 21e
Odvozené lipidy Steroidy – cholesterol
• důležitá složka membrán • rigidní systém kruhů a krátký větvený uhlovodíkový „ocas“ • hydrofobní
Lipidy
Slide 21f
Odvozené lipidy Steroidy – cholesterol
• důležitá složka membrán • rigidní systém kruhů a krátký větvený uhlovodíkový „ocas“ • hydrofobní • amfipatie způsobená –OH
Lipidy
Slide 21g
Odvozené lipidy Steroidy – cholesterol
• důležitá složka membrán • rigidní systém kruhů a krátký větvený uhlovodíkový „ocas“ • hydrofobní • amfipatie způsobená –OH • prekurzor
Lipidy
Slide 21h
Odvozené lipidy Steroidy – cholesterol
• důležitá složka membrán • rigidní systém kruhů a krátký větvený uhlovodíkový „ocas“ • hydrofobní • amfipatie způsobená –OH • prekurzor • vitamínu D
Lipidy
Slide 21i
Odvozené lipidy Steroidy – cholesterol
• důležitá složka membrán • rigidní systém kruhů a krátký větvený uhlovodíkový „ocas“ • hydrofobní • amfipatie způsobená –OH • prekurzor • vitamínu D • žlučových kyselin
Lipidy
Slide 21j
Odvozené lipidy Steroidy – cholesterol
• důležitá složka membrán • rigidní systém kruhů a krátký větvený uhlovodíkový „ocas“ • hydrofobní • amfipatie způsobená –OH • prekurzor • vitamínu D • žlučových kyselin • pohlavních hormonů
Lipidy
Slide 21k
Odvozené lipidy Steroidy – cholesterol
• důležitá složka membrán • rigidní systém kruhů a krátký větvený uhlovodíkový „ocas“ • hydrofobní • amfipatie způsobená –OH • prekurzor • vitamínu D • žlučových kyselin • pohlavních hormonů • hormonů kůry nadledvin
Lipidy
Slide 22a
Karotenoidy
Lipidy
Slide 22b
Karotenoidy
β -karoten
Lipidy
Slide 23a
Biologické membrány
Lipidy
Slide 23b
Biologické membrány • Lipidy v polárním prostředí – agregace do komplexů, v nichž jsou polární hlavičky v kontaktu s vodou a nepolární ocasy se sebou navzájem, chráněny před vodou
Lipidy
Slide 23c
Biologické membrány • Lipidy v polárním prostředí – agregace do komplexů, v nichž jsou polární hlavičky v kontaktu s vodou a nepolární ocasy se sebou navzájem, chráněny před vodou • možná uspořádání:
Lipidy
Slide 23d
Biologické membrány • Lipidy v polárním prostředí – agregace do komplexů, v nichž jsou polární hlavičky v kontaktu s vodou a nepolární ocasy se sebou navzájem, chráněny před vodou • možná uspořádání: • micely různé struktury
Lipidy
Slide 23e
Biologické membrány • Lipidy v polárním prostředí – agregace do komplexů, v nichž jsou polární hlavičky v kontaktu s vodou a nepolární ocasy se sebou navzájem, chráněny před vodou • možná uspořádání: • micely různé struktury • kulovité micely – stabilní forma FA
Lipidy
Slide 23f
Biologické membrány • Lipidy v polárním prostředí – agregace do komplexů, v nichž jsou polární hlavičky v kontaktu s vodou a nepolární ocasy se sebou navzájem, chráněny před vodou • možná uspořádání: • micely různé struktury • kulovité micely – stabilní forma FA • dvojvrstva – stabilní forma amfipatických lipidů, např. fosfolipidů
Lipidy
Slide 23g
Biologické membrány • Lipidy v polárním prostředí – agregace do komplexů, v nichž jsou polární hlavičky v kontaktu s vodou a nepolární ocasy se sebou navzájem, chráněny před vodou • možná uspořádání: • micely různé struktury • kulovité micely – stabilní forma FA • dvojvrstva – stabilní forma amfipatických lipidů, např. fosfolipidů
Lipidy
Slide 24a
Biologické membrány • membrána sestává z (fosfo)lipidové dvojvrstvy s vnořenými a povrchovými proteiny
Lipidy
Slide 24b
Biologické membrány • membrána sestává z (fosfo)lipidové dvojvrstvy s vnořenými a povrchovými proteiny
Lipidy
Slide 24c
Biologické membrány • membrána sestává z (fosfo)lipidové dvojvrstvy s vnořenými a povrchovými proteiny
• integrální proteiny – zanořeny do hydrofobní vrstvy membrány
Lipidy
Slide 24d
Biologické membrány • membrána sestává z (fosfo)lipidové dvojvrstvy s vnořenými a povrchovými proteiny
• integrální proteiny – zanořeny do hydrofobní vrstvy membrány • transmembránové
Lipidy
Slide 24e
Biologické membrány • membrána sestává z (fosfo)lipidové dvojvrstvy s vnořenými a povrchovými proteiny
• integrální proteiny – zanořeny do hydrofobní vrstvy membrány • transmembránové
• periferní proteiny – vázány k povrchu membrány
Lipidy
Slide 24f
Biologické membrány • membrána sestává z (fosfo)lipidové dvojvrstvy s vnořenými a povrchovými proteiny
• integrální proteiny – zanořeny do hydrofobní vrstvy membrány • transmembránové
• periferní proteiny – vázány k povrchu membrány • mnohé proteiny i lipidy nesou oligosacharidové řetězce
Lipidy
Slide 25a
Fluidita membrán
Lipidy
Slide 25b
Fluidita membrán
• Vnitřní prostředí membrány obvykle velmi fluidní
Lipidy
Slide 25c
Fluidita membrán
• Vnitřní prostředí membrány obvykle velmi fluidní • stav tekutého krystalu – uhlovodíkové řetězce neuspořádané a ve stálém pohybu (vyšší teploty)
Lipidy
Slide 25d
Fluidita membrán
• Vnitřní prostředí membrány obvykle velmi fluidní • stav tekutého krystalu – uhlovodíkové řetězce neuspořádané a ve stálém pohybu (vyšší teploty) • krystalický stav – ocasy FA zcela napřímené, velmi uspořádaná struktura (nižší teploty)
Lipidy
Slide 25e
Fluidita membrán
• Vnitřní prostředí membrány obvykle velmi fluidní • stav tekutého krystalu – uhlovodíkové řetězce neuspořádané a ve stálém pohybu (vyšší teploty) • krystalický stav – ocasy FA zcela napřímené, velmi uspořádaná struktura (nižší teploty)
Lipidy
Fluidita membrán • typy FA – viz výše
Slide 26a
Lipidy
Fluidita membrán • typy FA – viz výše
• cholesterol se vkládá do dvojvrstvy
Slide 26b
Lipidy
Fluidita membrán • typy FA – viz výše
• cholesterol se vkládá do dvojvrstvy • hydroxylem ven
Slide 26c
Lipidy
Slide 26d
Fluidita membrán • typy FA – viz výše
• cholesterol se vkládá do dvojvrstvy • hydroxylem ven • polární prostředí
Lipidy
Slide 26e
Fluidita membrán • typy FA – viz výše
• cholesterol se vkládá do dvojvrstvy • hydroxylem ven • polární prostředí • H-můstky s polárními hlavami membránových lipidů
Lipidy
Slide 26f
Fluidita membrán • typy FA – viz výše
• cholesterol se vkládá do dvojvrstvy • hydroxylem ven • polární prostředí • H-můstky s polárními hlavami membránových lipidů
• hydrofobní kruhy mezi řetězci FA membránových lipidů
Lipidy
Slide 26g
Fluidita membrán • typy FA – viz výše
• cholesterol se vkládá do dvojvrstvy • hydroxylem ven • polární prostředí • H-můstky s polárními hlavami membránových lipidů
• hydrofobní kruhy mezi řetězci FA membránových lipidů • hydrofobní interakce
Lipidy
Slide 26h
Fluidita membrán • typy FA – viz výše
• cholesterol se vkládá do dvojvrstvy • hydroxylem ven • polární prostředí • H-můstky s polárními hlavami membránových lipidů
• hydrofobní kruhy mezi řetězci FA membránových lipidů • hydrofobní interakce
• rigidní molekula – interakce s nepolárními řetězci membránových lipidů snižuje fluiditu membrány
Lipidy
Slide 27a
Asymetrie membrán
• laterální mobilita lipidů je vysoká
Lipidy
Slide 27b
Asymetrie membrán
• laterální mobilita lipidů je vysoká • transversální mobilita (flip-flop)
Lipidy
Slide 27c
Asymetrie membrán
• laterální mobilita lipidů je vysoká • transversální mobilita (flip-flop) • lipidů je velmi nízká
Lipidy
Slide 27d
Asymetrie membrán
• laterální mobilita lipidů je vysoká • transversální mobilita (flip-flop) • lipidů je velmi nízká • proteinů nebyla pozorována
Lipidy
Slide 27e
Asymetrie membrán
• laterální mobilita lipidů je vysoká • transversální mobilita (flip-flop) • lipidů je velmi nízká • proteinů nebyla pozorována
Lipidy
Slide 28a
Asymetrie biologických membrán • obě vrstvy membrány jsou rozdílné ⇒ asymetrie
Lipidy
Slide 28b
Asymetrie biologických membrán • obě vrstvy membrány jsou rozdílné ⇒ asymetrie • lipidového složení
Lipidy
Slide 28c
Asymetrie biologických membrán • obě vrstvy membrány jsou rozdílné ⇒ asymetrie • lipidového složení • zastoupení a orientace proteinů
Lipidy
Slide 28d
Asymetrie biologických membrán • obě vrstvy membrány jsou rozdílné ⇒ asymetrie • lipidového složení • zastoupení a orientace proteinů • sacharidů v glykoproteinech a glykolipidech
Lipidy
Slide 28e
Asymetrie biologických membrán • obě vrstvy membrány jsou rozdílné ⇒ asymetrie • lipidového složení • zastoupení a orientace proteinů • sacharidů v glykoproteinech a glykolipidech • funkcí
Lipidy
Slide 29a
Lipoproteiny • pro transport v krvi se nepolární lipidy sdružují s amfipatickými lipidy a proteiny a tvoří ve vodě „rozpustné“ lipoproteiny
Lipidy
Slide 29b
Lipoproteiny • pro transport v krvi se nepolární lipidy sdružují s amfipatickými lipidy a proteiny a tvoří ve vodě „rozpustné“ lipoproteiny • nepolární jádro obklopeno vrstvou fosfolipidů a cholesterolu
Lipidy
Slide 30a
Lipoproteiny • chylomikrony – transport triglyceridů ze střev do dalších orgánů
Lipidy
Slide 30b
Lipoproteiny • chylomikrony – transport triglyceridů ze střev do dalších orgánů
• lipoproteiny velmi nízké hustoty (VLDL, z angl. very low density lipoproteins) – transport TG z jater do tukové tkáně
Lipidy
Slide 30c
Lipoproteiny • chylomikrony – transport triglyceridů ze střev do dalších orgánů
• lipoproteiny velmi nízké hustoty (VLDL, z angl. very low density lipoproteins) – transport TG z jater do tukové tkáně • lipoproteiny nízké hustoty (LDL, z angl. low density lipoproteins) – transport cholesterolu k periferním tkáním
Lipidy
Slide 30d
Lipoproteiny • chylomikrony – transport triglyceridů ze střev do dalších orgánů
• lipoproteiny velmi nízké hustoty (VLDL, z angl. very low density lipoproteins) – transport TG z jater do tukové tkáně • lipoproteiny nízké hustoty (LDL, z angl. low density lipoproteins) – transport cholesterolu k periferním tkáním • lipoproteiny vysoké hustoty (HDL, z angl. high density lipoproteins) – transport cholesterolu do jater
Konec
Lipidy (verze pro tisk na konci souboru)
Tomáš Kučera 2011
Lipidy
Slide 1
Lipidy • nepolární (hydrofobní) látky biologického původu, rozpustné v organických rozpouštědlech (ve vodě omezeně či vůbec)
Hlavní funkce lipidů • • • • • •
strukturní složky biologických membrán energetická zásoba (triacylglyceroly) tepelná (a elektrická) izolace ochrana před infekcí, nárazy a vysušením vitamíny a hormony a jejich prekurzory žlučové kyseliny – solubilizace lipidů
Lipidy
Slide 2
Mastné kyseliny FA (z angl. fatty acid) • důležitá složka většiny ostatních lipidů
• uhlovodíkový řetězec (4–36 C) s karboxylem na konci • amfipatické • nepolární část • polární část • 16-C mastná kyselina: CH3–(CH2)14–COO−
• nasycené nebo nenasycené • volná rotace kolem vazby C–C • žádná rotace kolem vazby C=C
• esterifikované či „volné“ • soli s alkalickými kovy – mýdla
Lipidy
Slide 3
Mastné kyseliny
• různě dlouhé • SCFA (< 6 C) • MCFA (6–12 C) • LCFA (12–22 C) • VLCFA (> 22 C) • nižší (< 10 C) • vyšší (> 12 C)
Lipidy
Slide 4
Mastné kyseliny γ
β
α
O
OH 4
ω
3
2
1
n
18-C MK se dvěma cis dvojnými vazbami: kyselina linolová (9,12-oktadekadienová, oktadeka-9,12-dienová) cis,cis-C18:2 ∆9,12 či C18:2 cis,cis-ω 6 či cis,cis-C18:2 n–6 all cis-C18:2 ∆9,12 či C18:2 -ω 6 či all cis-C18:2(9,12) C18:2(9c,12c)
Lipidy
Slide 5
Mastné kyseliny
• obvykle • lineární uhlovodíkový řetězec • sudý počet uhlíkových atomů • dvojné vazby v cis konfiguraci • rigidní ohyb na každé vazbě C=C O OH
kyselina stearová kyselina olejová kyselina linolová kyselina cis-C18:1 n-7
• teplota tání FA klesá s • kratším řetězcem • nenasyceností • blízkostí první vazby C=C ke karboxylu
Lipidy
Slide 6
Některé běžné mastné kyseliny Triviální název Nasycené laurová myristová palmitová stearová arach(id)ová behenová lignocerová S 1 dvojnou vazbou palmitolejová olejová eruková nervonová Se 2 dvojnými vazbami linolová Se 3 dvojnými vazbami α-linolenová γ-linolenová Se 4 dvojnými vazbami arachidonová S 5 dvojnými vazbami timnodonová klupanodonová Se 6 dvojnými vazbami cervonová
Zkratka
Systematický název
C12:0 C14:0 C16:0 C18:0 C20:0 C22:0 C24:0
dodekanová tetradekanová hexadekanová oktadekanová eikosanová dokosanová tetrakosanová
C16:1 C18:1 C22:1 C24:1
9-hexadekaenová 9-oktadekaenová 13-dokosaenová 15-tetrakosaenová
9 9 13 15
7 9 9 9
COOH
C18:2
9,12-oktadekadienová
9,12
6
COOH
C18:3 C18:3
9,12,15-oktadekatrienová 6,9,12-oktadekatrienová
9,12,15 6,9,12
3 6
C20:4
5,8,11,14-eikosatetraenová
5,8,11,14
6
C20:5 C22:5
5,8,11,14,17-eikosapentaenová 7,10,13,16,19-dokosapentaenová
5,8,11,14,17 7,10,13,16,19
3 3
COOH
C22:6
4,7,10,13,16,19-dokosahexaenová
4,7,10,13,16,19
3
COOH
∆
n−(ω)
Strukturní vzorec COOH COOH COOH COOH
COOH
COOH COOH
• esenciální jsou linolová a α -linolenová
COOH COOH COOH
COOH COOH
COOH
COOH
Lipidy
Slide 7
Některé méně běžné mastné kyseliny Triviální název S lichým řetězcem
Zkratka
Systematický název
C13:0 C15:0 C17:0 C17:1
tridekanová pentadekanová heptadekanová cis-9-heptadecenová
iso-tridekanová
iso C13:0
11-methyldodekanová
iso-tetradekanová
iso C14:0
12-methyltridekanová
iso-pentadekanová
iso C15:0
13-methyltetradekanová
iso-hexadekanová
iso C16:0
14-methylpentadekanová
iso-heptadekanová
iso C17:0
15-methylhexadekanová
anteiso-tridekanová
anteiso C13:0 10-methyldodekanová
Větvené
Δ
9
n- (ω)
8
anteiso-pentadekanová anteiso C15:0 12-methyltetradekanová anteiso-heptadekanová anteiso C17:0 14-methylhexadekanová fytanová
3,7,11,15-tetramethylhexadekanová
pristanová 2,6,10,14-tetramethylpentadekanová Konjugovaná kyselina linolová (CLA) C18:2(9c,11t) cis-9,trans-11-oktadekadienová 9,11 C18:2(10t,12c) trans-10,cis-12-oktadekadienová 10,12 S trojnou vazbou tarirová
C18:1(6a)
6-oktadecinová (6-oktadecynová)
8 7
Strukturní vzorec
Lipidy
Slide 8
některé opravdu exotické mastné kyseliny • např. C47 14-oxo-4,5,6,28,33,37,42,45-oktahydroxy-trans-26,trans43-dien-2,31,34,46-tetraynová kyselina HOOC
OH
OH (CH2)7
OH
OH
OH
(CH2)10
(CH2)4 CH
O
OH OH
• cyklopropanový až cyklohexanový kruh • epoxy-, cyklické peroxidy, –SH a disulfidy…
HOOC HOOC
HOOC
• • podobná pestrost i u mastných alkoholů
OH
Lipidy
Slide 9
Přehled lipidů • jednoduché lipidy – estery FA s alkoholy • tuky a oleje (acylglyceroly, glyceridy): alkohol = glycerol • vosky: alkohol = (mono)alkohol s dlouhým řetězcem
• složené lipidy – estery FA s alkoholy + další složky • fosfolipidy – FA + glycerol + fosfát + obvykle další složka • glykolipidy – obsahují cukry • glykoacylglyceroly – FA + glycerol + cukr • glykosfingolipidy – FA + sfingosin + cukr (+ kyselina sialová)
• sfingolipidy – obsahují ceramid (amid FA a sfingosinu) • sfingomyeliny – ceramid + fosfocholin • glykosfingolipidy – viz výše
• odvozené lipidy – další biologické hydrofobní látky, např. steroidy, prostaglandiny, karotenoidy a další terpenoidy, lipofilní vitamíny
Lipidy
Slide 10
Jednoduché lipidy • estery FA a alkoholů
Vosky alkohol je dlouhý, jednosytný – „mastný“ • „nejmastnější“ z lipidů • u živočichů konečné metabolity • obvykle ochranná funkce • kutikula rostlin • lanolin • včelí vosk
• včelí vosk – hlavní složka C15H31COOC30H61 • myricylpalmitát – triakontylhexadekanoát
• karnaubový vosk – hlavní složka C25H51COOC30H61 • myricylcerotát – hexadecylhexadekanoát
Lipidy
Slide 11
Triacylglyceroly (triglyceridy, neutrální tuky a oleje)
• nejběžnější lipidy v potravě • zásoba energie • vysoce redukované • „kompaktní“ (dehydrované)
• ochranné vrstvy • glycerolová „páteř“ + 3 esterifikované FA • většinou „smíšené“
Lipidy
Slide 12
Složené lipidy • fosfolipidy • glycerofosfolipidy (PE, PS, PC, PG, PI + plasmalogeny) • sfingomyeliny
sfingolipidy • glykolipidy • glykoacylglyceroly • cerebrosidy • gangliosidy
• Všechny složené lipidy obsahují • nepolární řetězce („ocasy“) FA • polární část (glycerol, karbonyly FA, obvykle Pi, skupinu „polární hlavy“ • −→ jsou amfipatické
Lipidy
Slide 13
Glycerofosfolipidy (fosfoglyceridy) • běžná součást biologických membrán
• glycerolová „páteř“ • hydroxyly na C1 a C2 esterifikovány FA • C3 esterifikován k Pi Kyseliny fosfatidové
• intermediáty při syntéze triacylglycerolů a glycerofosfolipidů
Lipidy
Slide 14
Glycerofosfolipidy
• Polární „hlava“ (z angl. polar “head”) – Pi většinou dále esterifikován k OH další polární látky (v obrázku značena X) – např. serinu, cholinu, ethanolaminu, glycerolu, inositolu • obě FA jsou obvykle různé • amfipatické (komplexní polární část)
Lipidy
Slide 15
Glycerofosfolipidy
Fosfatidylinositoly (PI) • membránové lipidy • signální molekuly
Fosfatidylcholiny (lecithiny, PC) • běžné membránové lipidy
Lipidy
Slide 16
Glycerofosfolipidy
Plasmalogeny • fosfolipidy typu enoletherů glycerolu • mozek a svaly • PAF (z angl. platelet activating factor) – agregace krevních destiček
Lipidy
Slide 17
Sfingolipidy • deriváty aminoalkoholu sfingosinu
• amidy sfingosinu a FA = ceramidy • Ceramidy obvykle obsahují další polární látku, esterifikovanou k terminálnímu OH sfingosinu.
Lipidy
Slide 18
Sfingolipidy
Sfingomyeliny • ceramidy s fosfocholinem v polární „hlavě“ • běžná součást buněčné membrány • v mozkové a nervové tkáni
Lipidy
Slide 19
(Glyko)sfingolipidy H H 3C
C
N
O H
H H
O COOH H OH
OH
H
H
C
OH
H
C
OH
CH2OH
kyselina N-acetyl neuraminová
•
• • •
Cerebrosidy ceramidy s monosacharidem (glukosou nebo galaktosou) v polární části Gangliosidy ceramidy s oligosacharidem v „hlavě“, obsahujícím sialovou kyselinu cerebrosidy a gangliosidy = glykosfingolipidy běžné ve vnější vrstvě buněčné membrány • řetězce sacharidů orientovány ven
Lipidy
Slide 20
Glykolipidy glykoacylglyceroly
mono- a digalaktosyldiacylglyceroly O SO− 3 O O HO
O O
OH O OH
sulfochinovosyldiacylglyceroly • důležité složky rostlinných membrán • thylakoidní membrána
Lipidy
Slide 21
Odvozené lipidy Steroidy – cholesterol
• důležitá složka membrán • rigidní systém kruhů a krátký větvený uhlovodíkový „ocas“ • hydrofobní • amfipatie způsobená –OH • prekurzor • vitamínu D • žlučových kyselin • pohlavních hormonů • hormonů kůry nadledvin
Lipidy
Slide 22
Karotenoidy
β -karoten
Lipidy
Slide 23
Biologické membrány • Lipidy v polárním prostředí – agregace do komplexů, v nichž jsou polární hlavičky v kontaktu s vodou a nepolární ocasy se sebou navzájem, chráněny před vodou • možná uspořádání: • micely různé struktury • kulovité micely – stabilní forma FA • dvojvrstva – stabilní forma amfipatických lipidů, např. fosfolipidů
Lipidy
Slide 24
Biologické membrány • membrána sestává z (fosfo)lipidové dvojvrstvy s vnořenými a povrchovými proteiny
• integrální proteiny – zanořeny do hydrofobní vrstvy membrány • transmembránové
• periferní proteiny – vázány k povrchu membrány • mnohé proteiny i lipidy nesou oligosacharidové řetězce
Lipidy
Slide 25
Fluidita membrán
• Vnitřní prostředí membrány obvykle velmi fluidní • stav tekutého krystalu – uhlovodíkové řetězce neuspořádané a ve stálém pohybu (vyšší teploty) • krystalický stav – ocasy FA zcela napřímené, velmi uspořádaná struktura (nižší teploty)
Lipidy
Slide 26
Fluidita membrán • typy FA – viz výše
• cholesterol se vkládá do dvojvrstvy • hydroxylem ven • polární prostředí • H-můstky s polárními hlavami membránových lipidů
• hydrofobní kruhy mezi řetězci FA membránových lipidů • hydrofobní interakce
• rigidní molekula – interakce s nepolárními řetězci membránových lipidů snižuje fluiditu membrány
Lipidy
Slide 27
Asymetrie membrán
• laterální mobilita lipidů je vysoká • transversální mobilita (flip-flop) • lipidů je velmi nízká • proteinů nebyla pozorována
Lipidy
Slide 28
Asymetrie biologických membrán • obě vrstvy membrány jsou rozdílné ⇒ asymetrie • lipidového složení • zastoupení a orientace proteinů • sacharidů v glykoproteinech a glykolipidech • funkcí
Lipidy
Slide 29
Lipoproteiny • pro transport v krvi se nepolární lipidy sdružují s amfipatickými lipidy a proteiny a tvoří ve vodě „rozpustné“ lipoproteiny • nepolární jádro obklopeno vrstvou fosfolipidů a cholesterolu
Lipidy
Slide 30
Lipoproteiny • chylomikrony – transport triglyceridů ze střev do dalších orgánů
• lipoproteiny velmi nízké hustoty (VLDL, z angl. very low density lipoproteins) – transport TG z jater do tukové tkáně • lipoproteiny nízké hustoty (LDL, z angl. low density lipoproteins) – transport cholesterolu k periferním tkáním • lipoproteiny vysoké hustoty (HDL, z angl. high density lipoproteins) – transport cholesterolu do jater
Konec
Lipids
Slide 1a
Lipids
Lipids
Slide 1b
Lipids • non-polar (hydrophobic) compounds of biological origin, soluble in organic solvents (in water limitedly or not at all)
Lipids
Slide 1c
Lipids • non-polar (hydrophobic) compounds of biological origin, soluble in organic solvents (in water limitedly or not at all)
Major roles of lipids
Lipids
Slide 1d
Lipids • non-polar (hydrophobic) compounds of biological origin, soluble in organic solvents (in water limitedly or not at all)
Major roles of lipids • structural components of biological membranes
Lipids
Slide 1e
Lipids • non-polar (hydrophobic) compounds of biological origin, soluble in organic solvents (in water limitedly or not at all)
Major roles of lipids • structural components of biological membranes • energy storage (triacylglycerols)
Lipids
Slide 1f
Lipids • non-polar (hydrophobic) compounds of biological origin, soluble in organic solvents (in water limitedly or not at all)
Major roles of lipids • structural components of biological membranes • energy storage (triacylglycerols) • thermal (and electrical) insulators
Lipids
Slide 1g
Lipids • non-polar (hydrophobic) compounds of biological origin, soluble in organic solvents (in water limitedly or not at all)
Major roles of lipids • • • •
structural components of biological membranes energy storage (triacylglycerols) thermal (and electrical) insulators protective layers against infection, clashes and dessication
Lipids
Slide 1h
Lipids • non-polar (hydrophobic) compounds of biological origin, soluble in organic solvents (in water limitedly or not at all)
Major roles of lipids • • • •
structural components of biological membranes energy storage (triacylglycerols) thermal (and electrical) insulators protective layers against infection, clashes and dessication • vitamins and hormones and their precursors
Lipids
Slide 1i
Lipids • non-polar (hydrophobic) compounds of biological origin, soluble in organic solvents (in water limitedly or not at all)
Major roles of lipids • • • •
structural components of biological membranes energy storage (triacylglycerols) thermal (and electrical) insulators protective layers against infection, clashes and dessication • vitamins and hormones and their precursors • bile acids – lipid solubilization
Lipids
Slide 2a
Fatty acids
Lipids
Slide 2b
Fatty acids • important components of most other lipids • a hydrocarbon chain (4–36 C) with a carboxyl at one end
Lipids
Slide 2c
Fatty acids • important components of most other lipids • a hydrocarbon chain (4–36 C) with a carboxyl at one end • amphipathic
Lipids
Slide 2d
Fatty acids • important components of most other lipids • a hydrocarbon chain (4–36 C) with a carboxyl at one end • amphipathic • non-polar end • polar end
Lipids
Slide 2e
Fatty acids • important components of most other lipids • a hydrocarbon chain (4–36 C) with a carboxyl at one end • amphipathic • non-polar end • polar end • a 16-C fatty acid: CH3–(CH2)14–COO−
Lipids
Slide 2f
Fatty acids • important components of most other lipids • a hydrocarbon chain (4–36 C) with a carboxyl at one end • amphipathic • non-polar end • polar end • a 16-C fatty acid: CH3–(CH2)14–COO−
• saturated or unsaturated
Lipids
Slide 2g
Fatty acids • important components of most other lipids • a hydrocarbon chain (4–36 C) with a carboxyl at one end • amphipathic • non-polar end • polar end • a 16-C fatty acid: CH3–(CH2)14–COO−
• saturated or unsaturated • free rotation around C–C bonds
Lipids
Slide 2h
Fatty acids • important components of most other lipids • a hydrocarbon chain (4–36 C) with a carboxyl at one end • amphipathic • non-polar end • polar end • a 16-C fatty acid: CH3–(CH2)14–COO−
• saturated or unsaturated • free rotation around C–C bonds • no rotation around C=C bonds
Lipids
Slide 2i
Fatty acids • important components of most other lipids • a hydrocarbon chain (4–36 C) with a carboxyl at one end • amphipathic • non-polar end • polar end • a 16-C fatty acid: CH3–(CH2)14–COO−
• saturated or unsaturated • free rotation around C–C bonds • no rotation around C=C bonds
• esterified or “free”
Lipids
Slide 2j
Fatty acids • important components of most other lipids • a hydrocarbon chain (4–36 C) with a carboxyl at one end • amphipathic • non-polar end • polar end • a 16-C fatty acid: CH3–(CH2)14–COO−
• saturated or unsaturated • free rotation around C–C bonds • no rotation around C=C bonds
• esterified or “free” • salts with alkali metals – soaps
Lipids
Slide 3a
Fatty acids
• of various length
Lipids
Slide 3b
Fatty acids
• of various length • SCFA (< 6 C) • MCFA (6–12 C) • LCFA (12–22 C) • VLCFA (> 22 C)
Lipids
Slide 3c
Fatty acids
• of various length • SCFA (< 6 C) • MCFA (6–12 C) • LCFA (12–22 C) • VLCFA (> 22 C) • lower (< 10 C) • higher (> 12 C)
Lipids
Slide 4a
Fatty acids γ
β
α
O OH
4
ω
n
3
2
1
Lipids
Slide 4b
Fatty acids γ
β
α
O OH
4
ω
3
2
1
n
An 18-C FA with two cis double bonds:
Lipids
Slide 4c
Fatty acids γ
β
α
O OH
4
ω
3
2
1
n
An 18-C FA with two cis double bonds: linoleic acid
Lipids
Slide 4d
Fatty acids γ
β
α
O OH
4
ω
3
2
1
n
An 18-C FA with two cis double bonds: linoleic acid (9,12-octadecadienoic, octadeca-9,12-dienoic)
Lipids
Slide 4e
Fatty acids γ
β
α
O OH
4
ω
3
2
1
n
An 18-C FA with two cis double bonds: linoleic acid (9,12-octadecadienoic, octadeca-9,12-dienoic) cis,cis-C18:2 ∆9,12 or C18:2 cis,cis-ω 6 or cis,cis-C18:2 n–6 all cis-C18:2 ∆9,12 or C18:2 -ω 6 or all cis-C18:2(9,12) C18:2(9c,12c)
Lipids
Slide 4f
Fatty acids γ
β
α
O OH
4
ω
3
2
1
n
An 18-C FA with two cis double bonds: linoleic acid (9,12-octadecadienoic, octadeca-9,12-dienoic) cis,cis-C18:2 ∆9,12 or C18:2 cis,cis-ω 6 or cis,cis-C18:2 n–6 all cis-C18:2 ∆9,12 or C18:2 -ω 6 or all cis-C18:2(9,12) C18:2(9c,12c)
Lipids
Slide 5a
Fatty acids
• usually • linear hydrocarbon chain
Lipids
Slide 5b
Fatty acids
• usually • linear hydrocarbon chain • an even number of carbon atoms
Lipids
Slide 5c
Fatty acids
• usually • linear hydrocarbon chain • an even number of carbon atoms • double bonds in cis configuration
Lipids
Slide 5d
Fatty acids
• usually • linear hydrocarbon chain • an even number of carbon atoms • double bonds in cis configuration • a rigid kink at each C=C bond
Lipids
Slide 5e
Fatty acids
• usually • linear hydrocarbon chain • an even number of carbon atoms • double bonds in cis configuration • a rigid kink at each C=C bond O OH stearic acid oleic acid linoleic acid cis-C18:1 n-7 acid
Lipids
Slide 5f
Fatty acids
• usually • linear hydrocarbon chain • an even number of carbon atoms • double bonds in cis configuration • a rigid kink at each C=C bond O OH stearic acid oleic acid linoleic acid cis-C18:1 n-7 acid
• FA melting points decrease with
Lipids
Slide 5g
Fatty acids
• usually • linear hydrocarbon chain • an even number of carbon atoms • double bonds in cis configuration • a rigid kink at each C=C bond O OH stearic acid oleic acid linoleic acid cis-C18:1 n-7 acid
• FA melting points decrease with • shorter chains
Lipids
Slide 5h
Fatty acids
• usually • linear hydrocarbon chain • an even number of carbon atoms • double bonds in cis configuration • a rigid kink at each C=C bond O OH stearic acid oleic acid linoleic acid cis-C18:1 n-7 acid
• FA melting points decrease with • shorter chains • unsaturation
Lipids
Slide 5i
Fatty acids
• usually • linear hydrocarbon chain • an even number of carbon atoms • double bonds in cis configuration • a rigid kink at each C=C bond O OH stearic acid oleic acid linoleic acid cis-C18:1 n-7 acid
• FA melting points decrease with • shorter chains • unsaturation • vicinity of the first C=C to the carboxyl
Lipids
Slide 6a
Some common fatty acids Common name Saturated lauric myristic palmitic stearic arachidic behenic lignoceric With 1 double bond palmitoleic oleic erucic nervonic With 2 double bonds linoleic With 3 double bonds α-linolenic γ-linolenic With 4 double bonds arachidonic With 5 double bonds timnodonic clupanodonic With 6 double bonds cervonic
Abbrev.
Systematic name
C12:0 C14:0 C16:0 C18:0 C20:0 C22:0 C24:0
dodecanoic tetradecanoic hexadecanoic oktadecanoic eicosanoic docosanoic tetracosanoic
C16:1 C18:1 C22:1 C24:1
9-hexadecaenoic 9-octadecaenoic 13-docosaenoic 15-tetracosaenoic
9 9 13 15
7 9 9 9
COOH
C18:2
9,12-octadecadienoic
9,12
6
COOH
C18:3 C18:3
9,12,15-octadecatrienoic 6,9,12-octadecatrienoic
9,12,15 6,9,12
3 6
C20:4
5,8,11,14-eicosatetraenoic
5,8,11,14
6
C20:5 C22:5
5,8,11,14,17-eicosapentaenoic 7,10,13,16,19-docosapentaenoic
5,8,11,14,17 7,10,13,16,19
3 3
COOH
C22:6
4,7,10,13,16,19-docosahexaenoic
4,7,10,13,16,19 3
COOH
∆
n−(ω)
Structure formula COOH COOH COOH COOH
COOH
COOH COOH
COOH COOH COOH
COOH COOH
COOH
COOH
Lipids
Slide 6b
Some common fatty acids Common name Saturated lauric myristic palmitic stearic arachidic behenic lignoceric With 1 double bond palmitoleic oleic erucic nervonic With 2 double bonds linoleic With 3 double bonds α-linolenic γ-linolenic With 4 double bonds arachidonic With 5 double bonds timnodonic clupanodonic With 6 double bonds cervonic
Abbrev.
Systematic name
C12:0 C14:0 C16:0 C18:0 C20:0 C22:0 C24:0
dodecanoic tetradecanoic hexadecanoic oktadecanoic eicosanoic docosanoic tetracosanoic
C16:1 C18:1 C22:1 C24:1
9-hexadecaenoic 9-octadecaenoic 13-docosaenoic 15-tetracosaenoic
9 9 13 15
7 9 9 9
COOH
C18:2
9,12-octadecadienoic
9,12
6
COOH
C18:3 C18:3
9,12,15-octadecatrienoic 6,9,12-octadecatrienoic
9,12,15 6,9,12
3 6
C20:4
5,8,11,14-eicosatetraenoic
5,8,11,14
6
C20:5 C22:5
5,8,11,14,17-eicosapentaenoic 7,10,13,16,19-docosapentaenoic
5,8,11,14,17 7,10,13,16,19
3 3
COOH
C22:6
4,7,10,13,16,19-docosahexaenoic
4,7,10,13,16,19 3
COOH
∆
n−(ω)
Structure formula COOH COOH COOH COOH
COOH
COOH COOH
• essential: linoleic and α -linolenic
COOH COOH COOH
COOH COOH
COOH
COOH
Lipids
Slide 7a
Some less common fatty acids Common name Odd chain
Abbreviation
Systematic name
C13:0 C15:0 C17:0 C17:1
tridecanoic pentadecanoic heptadecanoic cis-9-heptadecenoic
iso-tridecanoic
iso C13:0
11-methyldodecanoic
iso-tetradecanoic
iso C14:0
12-methyltridecanoic
iso-pentadecanoic
iso C15:0
13-methyltetradecanoic
iso-hexadecanoic
iso C16:0
14-methylpentadecanoic
iso-heptadecanoic
iso C17:0
15-methylhexadecanoic
anteiso-tridecanoic
anteiso C13:0 10-methyldodecanoic
Branched
Δ
9
n- (ω)
8
anteiso-pentadecanoic anteiso C15:0 12-methyltetradecanoic anteiso-heptadecanoic anteiso C17:0 14-methylhexadecanoic phytanic
3,7,11,15-tetramethylhexadecanoic
pristanic 2,6,10,14-tetramethylpentadecanoic Conjugated linoleic acid (CLA) C18:2(9c,11t) cis-9,trans-11-octadecadienoic 9,11 C18:2(10t,12c) trans-10,cis-12-octadecadienoic 10,12 With triple bonds tariric
C18:1(6a)
6-octadecinoic (6-octadecynoic)
8 7
Structure formula
Lipids
Slide 8a
Some really exotic fatty acids
Lipids
Slide 8b
Some really exotic fatty acids • e.g. C47 14-oxo-4,5,6,28,33,37,42,45-octahydroxy-trans-26,trans43-dien-2,31,34,46-tetraynic acid HOOC
OH
OH (CH2)7
OH
OH
OH
(CH2)10
(CH2)4 CH
O
OH OH
OH
Lipids
Slide 8c
Some really exotic fatty acids • e.g. C47 14-oxo-4,5,6,28,33,37,42,45-octahydroxy-trans-26,trans43-dien-2,31,34,46-tetraynic acid HOOC
OH
OH (CH2)7
OH
OH
OH
(CH2)10
(CH2)4 CH
O
OH OH
• cyclopropane to cyclohexane ring
OH
Lipids
Slide 8d
Some really exotic fatty acids • e.g. C47 14-oxo-4,5,6,28,33,37,42,45-octahydroxy-trans-26,trans43-dien-2,31,34,46-tetraynic acid HOOC
OH
OH (CH2)7
OH
OH
OH
(CH2)10
(CH2)4 CH
O
OH OH
• cyclopropane to cyclohexane ring • epoxy-, cyclic peroxides, –SH, disulfides…
OH
Lipids
Slide 8e
Some really exotic fatty acids • e.g. C47 14-oxo-4,5,6,28,33,37,42,45-octahydroxy-trans-26,trans43-dien-2,31,34,46-tetraynic acid HOOC
OH
OH (CH2)7
OH
OH
OH
(CH2)10
(CH2)4 CH
O
OH OH
• cyclopropane to cyclohexane ring • epoxy-, cyclic peroxides, –SH, disulfides…
HOOC HOOC
•
HOOC
OH
Lipids
Slide 8f
Some really exotic fatty acids • e.g. C47 14-oxo-4,5,6,28,33,37,42,45-octahydroxy-trans-26,trans43-dien-2,31,34,46-tetraynic acid HOOC
OH
OH (CH2)7
OH
OH
OH
(CH2)10
(CH2)4 CH
O
OH OH
• cyclopropane to cyclohexane ring • epoxy-, cyclic peroxides, –SH, disulfides…
HOOC HOOC
HOOC
• • fatty alcohols – similar diversity
OH
Lipids
Slide 9a
Overview of lipids
Lipids
Slide 9b
Overview of lipids • simple lipids – esters of FA with alcohols
Lipids
Slide 9c
Overview of lipids • simple lipids – esters of FA with alcohols • fats & oils (acylglycerols, glycerides): alcohol = glycerol
Lipids
Slide 9d
Overview of lipids • simple lipids – esters of FA with alcohols • fats & oils (acylglycerols, glycerides): alcohol = glycerol • waxes: alcohol = long-chain (mono)alcohol
Lipids
Slide 9e
Overview of lipids • simple lipids – esters of FA with alcohols • fats & oils (acylglycerols, glycerides): alcohol = glycerol • waxes: alcohol = long-chain (mono)alcohol
• complex lipids – esters FA+alcohols + other items
Lipids
Slide 9f
Overview of lipids • simple lipids – esters of FA with alcohols • fats & oils (acylglycerols, glycerides): alcohol = glycerol • waxes: alcohol = long-chain (mono)alcohol
• complex lipids – esters FA+alcohols + other items • phospholipids – FA + glycerol + phosphate + usually another component
Lipids
Slide 9g
Overview of lipids • simple lipids – esters of FA with alcohols • fats & oils (acylglycerols, glycerides): alcohol = glycerol • waxes: alcohol = long-chain (mono)alcohol
• complex lipids – esters FA+alcohols + other items • phospholipids – FA + glycerol + phosphate + usually another component • glycolipids – contain sugars
Lipids
Slide 9h
Overview of lipids • simple lipids – esters of FA with alcohols • fats & oils (acylglycerols, glycerides): alcohol = glycerol • waxes: alcohol = long-chain (mono)alcohol
• complex lipids – esters FA+alcohols + other items • phospholipids – FA + glycerol + phosphate + usually another component • glycolipids – contain sugars • glycoacylglycerols – FA + glycerol + sugar
Lipids
Slide 9i
Overview of lipids • simple lipids – esters of FA with alcohols • fats & oils (acylglycerols, glycerides): alcohol = glycerol • waxes: alcohol = long-chain (mono)alcohol
• complex lipids – esters FA+alcohols + other items • phospholipids – FA + glycerol + phosphate + usually another component • glycolipids – contain sugars • glycoacylglycerols – FA + glycerol + sugar • glycosphingolipids – FA + sphingosine + sugar (+ sialic acid)
Lipids
Slide 9j
Overview of lipids • simple lipids – esters of FA with alcohols • fats & oils (acylglycerols, glycerides): alcohol = glycerol • waxes: alcohol = long-chain (mono)alcohol
• complex lipids – esters FA+alcohols + other items • phospholipids – FA + glycerol + phosphate + usually another component • glycolipids – contain sugars • glycoacylglycerols – FA + glycerol + sugar • glycosphingolipids – FA + sphingosine + sugar (+ sialic acid)
• sphingolipids – contain a ceramide (amide of FA+sphingosine)
Lipids
Slide 9k
Overview of lipids • simple lipids – esters of FA with alcohols • fats & oils (acylglycerols, glycerides): alcohol = glycerol • waxes: alcohol = long-chain (mono)alcohol
• complex lipids – esters FA+alcohols + other items • phospholipids – FA + glycerol + phosphate + usually another component • glycolipids – contain sugars • glycoacylglycerols – FA + glycerol + sugar • glycosphingolipids – FA + sphingosine + sugar (+ sialic acid)
• sphingolipids – contain a ceramide (amide of FA+sphingosine) • sphingomyelines – ceramide + phosphocholine
Lipids
Slide 9l
Overview of lipids • simple lipids – esters of FA with alcohols • fats & oils (acylglycerols, glycerides): alcohol = glycerol • waxes: alcohol = long-chain (mono)alcohol
• complex lipids – esters FA+alcohols + other items • phospholipids – FA + glycerol + phosphate + usually another component • glycolipids – contain sugars • glycoacylglycerols – FA + glycerol + sugar • glycosphingolipids – FA + sphingosine + sugar (+ sialic acid)
• sphingolipids – contain a ceramide (amide of FA+sphingosine) • sphingomyelines – ceramide + phosphocholine • glycosphingolipids – see above
Lipids
Slide 9m
Overview of lipids • simple lipids – esters of FA with alcohols • fats & oils (acylglycerols, glycerides): alcohol = glycerol • waxes: alcohol = long-chain (mono)alcohol
• complex lipids – esters FA+alcohols + other items • phospholipids – FA + glycerol + phosphate + usually another component • glycolipids – contain sugars • glycoacylglycerols – FA + glycerol + sugar • glycosphingolipids – FA + sphingosine + sugar (+ sialic acid)
• sphingolipids – contain a ceramide (amide of FA+sphingosine) • sphingomyelines – ceramide + phosphocholine • glycosphingolipids – see above
• derived lipids – other biological hydrophobic substances, e.g. steroids, prostaglandins, carotenoids and other terpenoids, lipophilic vitamins
Lipids
Slide 10a
Simple lipids
Lipids
Slide 10b
Simple lipids • esters of FA with alcohols
Lipids
Slide 10c
Simple lipids • esters of FA with alcohols
Waxes
Lipids
Slide 10d
Simple lipids • esters of FA with alcohols
Waxes the alcohol is long, monovalent – “fatty”
Lipids
Slide 10e
Simple lipids • esters of FA with alcohols
Waxes the alcohol is long, monovalent – “fatty” • the “most fatty” of the lipids
Lipids
Slide 10f
Simple lipids • esters of FA with alcohols
Waxes the alcohol is long, monovalent – “fatty” • the “most fatty” of the lipids • in animals final metabolites
Lipids
Slide 10g
Simple lipids • esters of FA with alcohols
Waxes the alcohol is long, monovalent – “fatty” • the “most fatty” of the lipids • in animals final metabolites • usually a protective function
Lipids
Slide 10h
Simple lipids • esters of FA with alcohols
Waxes the alcohol is long, monovalent – “fatty” • the “most fatty” of the lipids • in animals final metabolites • usually a protective function • plant cuticule
Lipids
Slide 10i
Simple lipids • esters of FA with alcohols
Waxes the alcohol is long, monovalent – “fatty” • the “most fatty” of the lipids • in animals final metabolites • usually a protective function • plant cuticule • lanolin
Lipids
Slide 10j
Simple lipids • esters of FA with alcohols
Waxes the alcohol is long, monovalent – “fatty” • the “most fatty” of the lipids • in animals final metabolites • usually a protective function • plant cuticule • lanolin • včelí vosk
Lipids
Slide 10k
Simple lipids • esters of FA with alcohols
Waxes the alcohol is long, monovalent – “fatty” • the “most fatty” of the lipids • in animals final metabolites • usually a protective function • plant cuticule • lanolin • včelí vosk
• beeswax – main component C15H31COOC30H61
Lipids
Slide 10l
Simple lipids • esters of FA with alcohols
Waxes the alcohol is long, monovalent – “fatty” • the “most fatty” of the lipids • in animals final metabolites • usually a protective function • plant cuticule • lanolin • včelí vosk
• beeswax – main component C15H31COOC30H61 • myricyl palmitate – triacontyl hexadecanoate
Lipids
Slide 10m
Simple lipids • esters of FA with alcohols
Waxes the alcohol is long, monovalent – “fatty” • the “most fatty” of the lipids • in animals final metabolites • usually a protective function • plant cuticule • lanolin • včelí vosk
• beeswax – main component C15H31COOC30H61 • myricyl palmitate – triacontyl hexadecanoate
• carnauba wax – main component C25H51COOC30H61
Lipids
Slide 10n
Simple lipids • esters of FA with alcohols
Waxes the alcohol is long, monovalent – “fatty” • the “most fatty” of the lipids • in animals final metabolites • usually a protective function • plant cuticule • lanolin • včelí vosk
• beeswax – main component C15H31COOC30H61 • myricyl palmitate – triacontyl hexadecanoate
• carnauba wax – main component C25H51COOC30H61 • myricyl cerotate – hexadecyl hexadecanoate
Lipids
Slide 11a
Triacylglycerols (triglycerides, neutral fats and oils)
Lipids
Slide 11b
Triacylglycerols (triglycerides, neutral fats and oils)
• the most abundant dietary lipids
Lipids
Slide 11c
Triacylglycerols (triglycerides, neutral fats and oils)
• the most abundant dietary lipids • energy storage
Lipids
Slide 11d
Triacylglycerols (triglycerides, neutral fats and oils)
• the most abundant dietary lipids • energy storage • reduced
Lipids
Slide 11e
Triacylglycerols (triglycerides, neutral fats and oils)
• the most abundant dietary lipids • energy storage • reduced • “compact” (dehydrated)
Lipids
Slide 11f
Triacylglycerols (triglycerides, neutral fats and oils)
• the most abundant dietary lipids • energy storage • reduced • “compact” (dehydrated)
• protective layers
Lipids
Slide 11g
Triacylglycerols (triglycerides, neutral fats and oils)
• the most abundant dietary lipids • energy storage • reduced • “compact” (dehydrated)
• protective layers • glycerol “backbone” + 3 esterified FA
Lipids
Slide 11h
Triacylglycerols (triglycerides, neutral fats and oils)
• the most abundant dietary lipids • energy storage • reduced • “compact” (dehydrated)
• protective layers • glycerol “backbone” + 3 esterified FA • most are “mixed ”
Lipids
Slide 12a
Complex lipids
Lipids
Slide 12b
Complex lipids • phospholipids
Lipids
Slide 12c
Complex lipids • phospholipids • glycerophospholipids (PE, PS, PC, PG, PI + plasmalogens)
Lipids
Slide 12d
Complex lipids • phospholipids • glycerophospholipids (PE, PS, PC, PG, PI + plasmalogens) • sphingomyelins
Lipids
Slide 12e
Complex lipids • phospholipids • glycerophospholipids (PE, PS, PC, PG, PI + plasmalogens) • sphingomyelins
sphingolipids
Lipids
Slide 12f
Complex lipids • phospholipids • glycerophospholipids (PE, PS, PC, PG, PI + plasmalogens) • sphingomyelins
sphingolipids • glycolipids
Lipids
Slide 12g
Complex lipids • phospholipids • glycerophospholipids (PE, PS, PC, PG, PI + plasmalogens) • sphingomyelins
sphingolipids • glycolipids • glycoacylglycerols
Lipids
Slide 12h
Complex lipids • phospholipids • glycerophospholipids (PE, PS, PC, PG, PI + plasmalogens) • sphingomyelins
sphingolipids • glycolipids • glycoacylglycerols • cerebrosides
Lipids
Slide 12i
Complex lipids • phospholipids • glycerophospholipids (PE, PS, PC, PG, PI + plasmalogens) • sphingomyelins
sphingolipids • glycolipids • glycoacylglycerols • cerebrosides • gangliosides
Lipids
Slide 12j
Complex lipids • phospholipids • glycerophospholipids (PE, PS, PC, PG, PI + plasmalogens) • sphingomyelins
sphingolipids • glycolipids • glycoacylglycerols • cerebrosides • gangliosides
• All complex lipids include • non-polar FA chains (“tails”)
Lipids
Slide 12k
Complex lipids • phospholipids • glycerophospholipids (PE, PS, PC, PG, PI + plasmalogens) • sphingomyelins
sphingolipids • glycolipids • glycoacylglycerols • cerebrosides • gangliosides
• All complex lipids include • non-polar FA chains (“tails”) • polar region (glycerol, FA carbonyls, usually Pi, the “polar head” group
Lipids
Slide 12l
Complex lipids • phospholipids • glycerophospholipids (PE, PS, PC, PG, PI + plasmalogens) • sphingomyelins
sphingolipids • glycolipids • glycoacylglycerols • cerebrosides • gangliosides
• All complex lipids include • non-polar FA chains (“tails”) • polar region (glycerol, FA carbonyls, usually Pi, the “polar head” group • −→ they are amphipathic
Lipids
Slide 13a
Glycerophospholipids (phosphoglycerides)
Lipids
Slide 13b
Glycerophospholipids (phosphoglycerides) • common constituents of biological membranes
Lipids
Slide 13c
Glycerophospholipids (phosphoglycerides) • common constituents of biological membranes
• glycerol “backbone”
Lipids
Slide 13d
Glycerophospholipids (phosphoglycerides) • common constituents of biological membranes
• glycerol “backbone” • hydroxyls at C1 & C2 esterified to fatty acids • C3 esterified to Pi
Lipids
Slide 13e
Glycerophospholipids (phosphoglycerides) • common constituents of biological membranes
• glycerol “backbone” • hydroxyls at C1 & C2 esterified to fatty acids • C3 esterified to Pi Phosphatidic acids
Lipids
Slide 13f
Glycerophospholipids (phosphoglycerides) • common constituents of biological membranes
• glycerol “backbone” • hydroxyls at C1 & C2 esterified to fatty acids • C3 esterified to Pi Phosphatidic acids
• intermediates in the synthesis of triacylglycerols and glycerophospholipids
Lipids
Slide 14a
Glycerophospholipids
Lipids
Slide 14b
Glycerophospholipids
• Polar head – usually, Pi is further esterified to OH of a polar head group (signed X in the figure) – e.g. serine, choline, ethanolamine, glycerol, or inositol
Lipids
Slide 14c
Glycerophospholipids
• Polar head – usually, Pi is further esterified to OH of a polar head group (signed X in the figure) – e.g. serine, choline, ethanolamine, glycerol, or inositol • The 2 fatty acids tend to be non-identical.
Lipids
Slide 14d
Glycerophospholipids
• Polar head – usually, Pi is further esterified to OH of a polar head group (signed X in the figure) – e.g. serine, choline, ethanolamine, glycerol, or inositol • The 2 fatty acids tend to be non-identical. • amphipathic (complex polar region)
Lipids
Slide 15a
Glycerophospholipids
Phosphatidylinositols (PI)
Lipids
Slide 15b
Glycerophospholipids
Phosphatidylinositols (PI) • membrane lipids
Lipids
Slide 15c
Glycerophospholipids
Phosphatidylinositols (PI) • membrane lipids • cellular signaling molecules
Lipids
Slide 15d
Glycerophospholipids
Phosphatidylinositols (PI) • membrane lipids • cellular signaling molecules
Phosphatidylcholines (lecithins, PC)
Lipids
Slide 15e
Glycerophospholipids
Phosphatidylinositols (PI) • membrane lipids • cellular signaling molecules
Phosphatidylcholines (lecithins, PC) • common membrane lipids
Lipids
Slide 16a
Glycerophospholipids
Plasmalogens
Lipids
Slide 16b
Glycerophospholipids
Plasmalogens • glycerol enol-ether phospholipids
Lipids
Slide 16c
Glycerophospholipids
Plasmalogens • glycerol enol-ether phospholipids • brain and muscles
Lipids
Slide 16d
Glycerophospholipids
Plasmalogens • glycerol enol-ether phospholipids • brain and muscles • PAF (platelet activating factor) – platelet aggregation
Lipids
Slide 17a
Sphingolipids • derivatives of the amino alcohol sphingosine
Lipids
Slide 17b
Sphingolipids • derivatives of the amino alcohol sphingosine
• amides of sphingosine with FA = ceramides
Lipids
Slide 17c
Sphingolipids • derivatives of the amino alcohol sphingosine
• amides of sphingosine with FA = ceramides • Ceramides usually include a polar head group, esterified to the terminal OH of the sphingosine.
Lipids
Slide 18a
Sphingolipids
Sphingomyelins
Lipids
Slide 18b
Sphingolipids
Sphingomyelins • ceramides with the phosphocholine “head” group
Lipids
Slide 18c
Sphingolipids
Sphingomyelins • ceramides with the phosphocholine “head” group • common constituent of plasma membranes
Lipids
Slide 18d
Sphingolipids
Sphingomyelins • ceramides with the phosphocholine “head” group • common constituent of plasma membranes • in brain and nerve tissue
Lipids
Slide 19a
(Glyco)sphingolipids H H 3C
C
N
O H
H H
O COOH H OH
OH
H
H
C
OH
H
C
OH
CH2OH
N-acetyl neuraminic acid
Cerebrosides
Lipids
Slide 19b
(Glyco)sphingolipids H H 3C
C
N
O H
H H
O COOH H OH
OH
H
H
C
OH
H
C
OH
CH2OH
N-acetyl neuraminic acid
Cerebrosides • ceramides with a monosaccharide such as glucose or galactose as polar head group
Lipids
Slide 19c
(Glyco)sphingolipids H H 3C
C
N
O H
H H
O COOH H OH
OH
H
H
C
OH
H
C
OH
CH2OH
N-acetyl neuraminic acid
Cerebrosides • ceramides with a monosaccharide such as glucose or galactose as polar head group Gangliosides
Lipids
Slide 19d
(Glyco)sphingolipids H H 3C
C
N
O H
H H
O COOH H OH
OH
H
H
C
OH
H
C
OH
CH2OH
N-acetyl neuraminic acid
Cerebrosides • ceramides with a monosaccharide such as glucose or galactose as polar head group Gangliosides • ceramides with a polar head group that is a complex oligosaccharide, including sialic acid
Lipids
Slide 19e
(Glyco)sphingolipids H H 3C
C
N
O H
H H
O COOH H OH
OH
H
H
C
OH
H
C
OH
CH2OH
N-acetyl neuraminic acid
Cerebrosides • ceramides with a monosaccharide such as glucose or galactose as polar head group Gangliosides • ceramides with a polar head group that is a complex oligosaccharide, including sialic acid • cerebrosides and gangliosides = glycosphingolipids
Lipids
Slide 19f
(Glyco)sphingolipids H H 3C
C
N
O H
H H
O COOH H OH
OH
H
H
C
OH
H
C
OH
CH2OH
N-acetyl neuraminic acid
•
• • •
Cerebrosides ceramides with a monosaccharide such as glucose or galactose as polar head group Gangliosides ceramides with a polar head group that is a complex oligosaccharide, including sialic acid cerebrosides and gangliosides = glycosphingolipids common in the outer layer of the plasma membrane
Lipids
Slide 19g
(Glyco)sphingolipids H H 3C
C
N
O H
H H
O COOH H OH
OH
H
H
C
OH
H
C
OH
CH2OH
N-acetyl neuraminic acid
•
• • •
Cerebrosides ceramides with a monosaccharide such as glucose or galactose as polar head group Gangliosides ceramides with a polar head group that is a complex oligosaccharide, including sialic acid cerebrosides and gangliosides = glycosphingolipids common in the outer layer of the plasma membrane • sugar chains extend outwards
Lipids
Slide 20a
Glycolipids glycoacylglycerols
Lipids
Slide 20b
Glycolipids glycoacylglycerols
mono- and digalactosyl diacyl glycerols
Lipids
Slide 20c
Glycolipids glycoacylglycerols
mono- and digalactosyl diacyl glycerols O SO− 3 O O HO
OH O OH
O O
Lipids
Slide 20d
Glycolipids glycoacylglycerols
mono- and digalactosyl diacyl glycerols O SO− 3 O O HO
O O
OH O OH
sulfoquinovosyl diacyl glycerols
Lipids
Slide 20e
Glycolipids glycoacylglycerols
mono- and digalactosyl diacyl glycerols O SO− 3 O O HO
O O
OH O OH
sulfoquinovosyl diacyl glycerols • important constituents of plant membranes
Lipids
Slide 20f
Glycolipids glycoacylglycerols
mono- and digalactosyl diacyl glycerols O SO− 3 O O HO
O O
OH O OH
sulfoquinovosyl diacyl glycerols • important constituents of plant membranes • thylakoid membrane
Lipids
Slide 21a
Derived lipids
Lipids
Slide 21b
Derived lipids Steroids – cholesterol
Lipids
Slide 21c
Derived lipids Steroids – cholesterol
• important constituent of cell membranes
Lipids
Slide 21d
Derived lipids Steroids – cholesterol
• important constituent of cell membranes • a rigid ring system and a short branched hydrocarbon “tail”
Lipids
Slide 21e
Derived lipids Steroids – cholesterol
• important constituent of cell membranes • a rigid ring system and a short branched hydrocarbon “tail” • hydrophobic
Lipids
Slide 21f
Derived lipids Steroids – cholesterol
• important constituent of cell membranes • a rigid ring system and a short branched hydrocarbon “tail” • hydrophobic • amphipathy conferred by the –OH
Lipids
Slide 21g
Derived lipids Steroids – cholesterol
• important constituent of cell membranes • a rigid ring system and a short branched hydrocarbon “tail” • hydrophobic • amphipathy conferred by the –OH • precursor of
Lipids
Slide 21h
Derived lipids Steroids – cholesterol
• important constituent of cell membranes • a rigid ring system and a short branched hydrocarbon “tail” • hydrophobic • amphipathy conferred by the –OH • precursor of • D vitamin
Lipids
Slide 21i
Derived lipids Steroids – cholesterol
• important constituent of cell membranes • a rigid ring system and a short branched hydrocarbon “tail” • hydrophobic • amphipathy conferred by the –OH • precursor of • D vitamin • bile acids
Lipids
Slide 21j
Derived lipids Steroids – cholesterol
• important constituent of cell membranes • a rigid ring system and a short branched hydrocarbon “tail” • hydrophobic • amphipathy conferred by the –OH • precursor of • D vitamin • bile acids • sex hormones
Lipids
Slide 21k
Derived lipids Steroids – cholesterol
• important constituent of cell membranes • a rigid ring system and a short branched hydrocarbon “tail” • hydrophobic • amphipathy conferred by the –OH • precursor of • • • •
D vitamin bile acids sex hormones adrenocortical hormones
Lipids
Slide 22a
Carotenoids
Lipids
Slide 22b
Carotenoids
β -carotene
Lipids
Slide 23a
Biological membranes
Lipids
Slide 23b
Biological membranes • Lipids in polar environments – aggregation to complexes in which polar regions are in contact with water and hydrophobic regions away from water.
Lipids
Slide 23c
Biological membranes • Lipids in polar environments – aggregation to complexes in which polar regions are in contact with water and hydrophobic regions away from water. • possible molecular arrangements:
Lipids
Slide 23d
Biological membranes • Lipids in polar environments – aggregation to complexes in which polar regions are in contact with water and hydrophobic regions away from water. • possible molecular arrangements: • various micelle structures
Lipids
Slide 23e
Biological membranes • Lipids in polar environments – aggregation to complexes in which polar regions are in contact with water and hydrophobic regions away from water. • possible molecular arrangements: • various micelle structures • spherical micelles – stable form of FA
Lipids
Slide 23f
Biological membranes • Lipids in polar environments – aggregation to complexes in which polar regions are in contact with water and hydrophobic regions away from water. • possible molecular arrangements: • various micelle structures • spherical micelles – stable form of FA • a bilayer – stable form for amphipathic lipids such as phospholipids
Lipids
Slide 23g
Biological membranes • Lipids in polar environments – aggregation to complexes in which polar regions are in contact with water and hydrophobic regions away from water. • possible molecular arrangements: • various micelle structures • spherical micelles – stable form of FA • a bilayer – stable form for amphipathic lipids such as phospholipids
Lipids
Slide 24a
Biological membranes • a membrane consists of phospholipid bilayer with proteins inserted in it or bound to the surface
Lipids
Slide 24b
Biological membranes • a membrane consists of phospholipid bilayer with proteins inserted in it or bound to the surface
Lipids
Slide 24c
Biological membranes • a membrane consists of phospholipid bilayer with proteins inserted in it or bound to the surface
• integral proteins – embedded in the bilayer
Lipids
Slide 24d
Biological membranes • a membrane consists of phospholipid bilayer with proteins inserted in it or bound to the surface
• integral proteins – embedded in the bilayer • trans-membrane
Lipids
Slide 24e
Biological membranes • a membrane consists of phospholipid bilayer with proteins inserted in it or bound to the surface
• integral proteins – embedded in the bilayer • trans-membrane
• peripheral proteins – bound to the surface of the membrane
Lipids
Slide 24f
Biological membranes • a membrane consists of phospholipid bilayer with proteins inserted in it or bound to the surface
• integral proteins – embedded in the bilayer • trans-membrane
• peripheral proteins – bound to the surface of the membrane • many of the proteins and lipids carry oligosaccharide chains
Lipids
Slide 25a
Membrane fluidity
Lipids
Slide 25b
Membrane fluidity
• The interior of a lipid bilayer is normally highly fluid.
Lipids
Slide 25c
Membrane fluidity
• The interior of a lipid bilayer is normally highly fluid. • liquid crystal state – hydrocarbon chains disordered and in constant motion (higher temperatures)
Lipids
Slide 25d
Membrane fluidity
• The interior of a lipid bilayer is normally highly fluid. • liquid crystal state – hydrocarbon chains disordered and in constant motion (higher temperatures) • crystalline state – fatty acid tails are fully extended, packing is highly ordered (lower temperatures)
Lipids
Slide 25e
Membrane fluidity
• The interior of a lipid bilayer is normally highly fluid. • liquid crystal state – hydrocarbon chains disordered and in constant motion (higher temperatures) • crystalline state – fatty acid tails are fully extended, packing is highly ordered (lower temperatures)
Lipids
Membrane fluidity • FA types – see above
Slide 26a
Lipids
Membrane fluidity • FA types – see above
• Cholesterol inserts into bilayer membranes
Slide 26b
Lipids
Membrane fluidity • FA types – see above
• Cholesterol inserts into bilayer membranes • hydroxyl group oriented out
Slide 26c
Lipids
Slide 26d
Membrane fluidity • FA types – see above
• Cholesterol inserts into bilayer membranes • hydroxyl group oriented out • polar environment
Lipids
Slide 26e
Membrane fluidity • FA types – see above
• Cholesterol inserts into bilayer membranes • hydroxyl group oriented out • polar environment • hydrogen bonds with polar heads of membrane lipids
Lipids
Slide 26f
Membrane fluidity • FA types – see above
• Cholesterol inserts into bilayer membranes • hydroxyl group oriented out • polar environment • hydrogen bonds with polar heads of membrane lipids
• hydrophobic ring system adjacent to FA chains of membrane lipids
Lipids
Slide 26g
Membrane fluidity • FA types – see above
• Cholesterol inserts into bilayer membranes • hydroxyl group oriented out • polar environment • hydrogen bonds with polar heads of membrane lipids
• hydrophobic ring system adjacent to FA chains of membrane lipids • hydrophobic interactions
Lipids
Slide 26h
Membrane fluidity • FA types – see above
• Cholesterol inserts into bilayer membranes • hydroxyl group oriented out • polar environment • hydrogen bonds with polar heads of membrane lipids
• hydrophobic ring system adjacent to FA chains of membrane lipids • hydrophobic interactions
• rather rigid molecule – interactions with membrane lipid hydrocarbon chains decreases the membrane fluidity
Lipids
Slide 27a
Membrane assymmetry
• lateral mobility of a lipid is high
Lipids
Slide 27b
Membrane assymmetry
• lateral mobility of a lipid is high • transversal mobility (flip-flop)
Lipids
Slide 27c
Membrane assymmetry
• lateral mobility of a lipid is high • transversal mobility (flip-flop) • of lipids is very low
Lipids
Slide 27d
Membrane assymmetry
• lateral mobility of a lipid is high • transversal mobility (flip-flop) • of lipids is very low • of proteins has never been observed
Lipids
Slide 27e
Membrane assymmetry
• lateral mobility of a lipid is high • transversal mobility (flip-flop) • of lipids is very low • of proteins has never been observed
Lipids
Biological membrane assymmetry • the two leaflets tend to differ ⇒ assymmetry in
Slide 28a
Lipids
Biological membrane assymmetry • the two leaflets tend to differ ⇒ assymmetry in • lipid composition
Slide 28b
Lipids
Biological membrane assymmetry • the two leaflets tend to differ ⇒ assymmetry in • lipid composition • protein composition and orientation
Slide 28c
Lipids
Biological membrane assymmetry • the two leaflets tend to differ ⇒ assymmetry in • lipid composition • protein composition and orientation • saccharides of glycoproteins and glycolipides
Slide 28d
Lipids
Biological membrane assymmetry • the two leaflets tend to differ ⇒ assymmetry in • lipid composition • protein composition and orientation • saccharides of glycoproteins and glycolipides • function
Slide 28e
Lipids
Slide 29a
Lipoproteins • for transport in blood non-polar lipids are combined with amphipathic lipids and proteins to make water-miscible lipoproteins
Lipids
Slide 29b
Lipoproteins • for transport in blood non-polar lipids are combined with amphipathic lipids and proteins to make water-miscible lipoproteins • nonpolar core surrounded by a layer of phospholipids and cholesterol
Lipids
Slide 30a
Lipoproteins • Chylomicrons transport triglycerides from intestine to other tissues
Lipids
Slide 30b
Lipoproteins • Chylomicrons transport triglycerides from intestine to other tissues • Very low density lipoproteins (VLDL) bind triglycerides in liver and carry them to fat tissue
Lipids
Slide 30c
Lipoproteins • Chylomicrons transport triglycerides from intestine to other tissues • Very low density lipoproteins (VLDL) bind triglycerides in liver and carry them to fat tissue
• Low-density lipoproteins (LDL) carry cholesterol to peripheral tissues
Lipids
Slide 30d
Lipoproteins • Chylomicrons transport triglycerides from intestine to other tissues • Very low density lipoproteins (VLDL) bind triglycerides in liver and carry them to fat tissue
• Low-density lipoproteins (LDL) carry cholesterol to peripheral tissues • High-density lipoproteins (HDL) transport cholesterol to liver
The End
Lipids (print version in the end of the file)
Tomáš Kučera 2011
Lipids
Slide 1
Lipids • non-polar (hydrophobic) compounds of biological origin, soluble in organic solvents (in water limitedly or not at all)
Major roles of lipids • • • •
structural components of biological membranes energy storage (triacylglycerols) thermal (and electrical) insulators protective layers against infection, clashes and dessication • vitamins and hormones and their precursors • bile acids – lipid solubilization
Lipids
Slide 2
Fatty acids • important components of most other lipids • a hydrocarbon chain (4–36 C) with a carboxyl at one end • amphipathic • non-polar end • polar end • a 16-C fatty acid: CH3–(CH2)14–COO−
• saturated or unsaturated • free rotation around C–C bonds • no rotation around C=C bonds
• esterified or “free” • salts with alkali metals – soaps
Lipids
Slide 3
Fatty acids
• of various length • SCFA (< 6 C) • MCFA (6–12 C) • LCFA (12–22 C) • VLCFA (> 22 C) • lower (< 10 C) • higher (> 12 C)
Lipids
Slide 4
Fatty acids γ
β
α
O OH
4
ω
3
2
1
n
An 18-C FA with two cis double bonds: linoleic acid (9,12-octadecadienoic, octadeca-9,12-dienoic) cis,cis-C18:2 ∆9,12 or C18:2 cis,cis-ω 6 or cis,cis-C18:2 n–6 all cis-C18:2 ∆9,12 or C18:2 -ω 6 or all cis-C18:2(9,12) C18:2(9c,12c)
Lipids
Slide 5
Fatty acids
• usually • linear hydrocarbon chain • an even number of carbon atoms • double bonds in cis configuration • a rigid kink at each C=C bond O OH stearic acid oleic acid linoleic acid cis-C18:1 n-7 acid
• FA melting points decrease with • shorter chains • unsaturation • vicinity of the first C=C to the carboxyl
Lipids
Slide 6
Some common fatty acids Common name Saturated lauric myristic palmitic stearic arachidic behenic lignoceric With 1 double bond palmitoleic oleic erucic nervonic With 2 double bonds linoleic With 3 double bonds α-linolenic γ-linolenic With 4 double bonds arachidonic With 5 double bonds timnodonic clupanodonic With 6 double bonds cervonic
Abbrev.
Systematic name
C12:0 C14:0 C16:0 C18:0 C20:0 C22:0 C24:0
dodecanoic tetradecanoic hexadecanoic oktadecanoic eicosanoic docosanoic tetracosanoic
C16:1 C18:1 C22:1 C24:1
9-hexadecaenoic 9-octadecaenoic 13-docosaenoic 15-tetracosaenoic
9 9 13 15
7 9 9 9
COOH
C18:2
9,12-octadecadienoic
9,12
6
COOH
C18:3 C18:3
9,12,15-octadecatrienoic 6,9,12-octadecatrienoic
9,12,15 6,9,12
3 6
C20:4
5,8,11,14-eicosatetraenoic
5,8,11,14
6
C20:5 C22:5
5,8,11,14,17-eicosapentaenoic 7,10,13,16,19-docosapentaenoic
5,8,11,14,17 7,10,13,16,19
3 3
COOH
C22:6
4,7,10,13,16,19-docosahexaenoic
4,7,10,13,16,19 3
COOH
∆
n−(ω)
Structure formula COOH COOH COOH COOH
COOH
COOH COOH
• essential: linoleic and α -linolenic
COOH COOH COOH
COOH COOH
COOH
COOH
Lipids
Slide 7
Some less common fatty acids Common name Odd chain
Abbreviation
Systematic name
C13:0 C15:0 C17:0 C17:1
tridecanoic pentadecanoic heptadecanoic cis-9-heptadecenoic
iso-tridecanoic
iso C13:0
11-methyldodecanoic
iso-tetradecanoic
iso C14:0
12-methyltridecanoic
iso-pentadecanoic
iso C15:0
13-methyltetradecanoic
iso-hexadecanoic
iso C16:0
14-methylpentadecanoic
iso-heptadecanoic
iso C17:0
15-methylhexadecanoic
anteiso-tridecanoic
anteiso C13:0 10-methyldodecanoic
Branched
Δ
9
n- (ω)
8
anteiso-pentadecanoic anteiso C15:0 12-methyltetradecanoic anteiso-heptadecanoic anteiso C17:0 14-methylhexadecanoic phytanic
3,7,11,15-tetramethylhexadecanoic
pristanic 2,6,10,14-tetramethylpentadecanoic Conjugated linoleic acid (CLA) C18:2(9c,11t) cis-9,trans-11-octadecadienoic 9,11 C18:2(10t,12c) trans-10,cis-12-octadecadienoic 10,12 With triple bonds tariric
C18:1(6a)
6-octadecinoic (6-octadecynoic)
8 7
Structure formula
Lipids
Slide 8
Some really exotic fatty acids • e.g. C47 14-oxo-4,5,6,28,33,37,42,45-octahydroxy-trans-26,trans43-dien-2,31,34,46-tetraynic acid HOOC
OH
OH (CH2)7
OH
OH
OH
(CH2)10
(CH2)4 CH
O
OH OH
• cyclopropane to cyclohexane ring • epoxy-, cyclic peroxides, –SH, disulfides…
HOOC HOOC
HOOC
• • fatty alcohols – similar diversity
OH
Lipids
Slide 9
Overview of lipids • simple lipids – esters of FA with alcohols • fats & oils (acylglycerols, glycerides): alcohol = glycerol • waxes: alcohol = long-chain (mono)alcohol
• complex lipids – esters FA+alcohols + other items • phospholipids – FA + glycerol + phosphate + usually another component • glycolipids – contain sugars • glycoacylglycerols – FA + glycerol + sugar • glycosphingolipids – FA + sphingosine + sugar (+ sialic acid)
• sphingolipids – contain a ceramide (amide of FA+sphingosine) • sphingomyelines – ceramide + phosphocholine • glycosphingolipids – see above
• derived lipids – other biological hydrophobic substances, e.g. steroids, prostaglandins, carotenoids and other terpenoids, lipophilic vitamins
Lipids
Slide 10
Simple lipids • esters of FA with alcohols
Waxes the alcohol is long, monovalent – “fatty” • the “most fatty” of the lipids • in animals final metabolites • usually a protective function • plant cuticule • lanolin • včelí vosk
• beeswax – main component C15H31COOC30H61 • myricyl palmitate – triacontyl hexadecanoate
• carnauba wax – main component C25H51COOC30H61 • myricyl cerotate – hexadecyl hexadecanoate
Lipids
Slide 11
Triacylglycerols (triglycerides, neutral fats and oils)
• the most abundant dietary lipids • energy storage • reduced • “compact” (dehydrated)
• protective layers • glycerol “backbone” + 3 esterified FA • most are “mixed ”
Lipids
Slide 12
Complex lipids • phospholipids • glycerophospholipids (PE, PS, PC, PG, PI + plasmalogens) • sphingomyelins
sphingolipids • glycolipids • glycoacylglycerols • cerebrosides • gangliosides
• All complex lipids include • non-polar FA chains (“tails”) • polar region (glycerol, FA carbonyls, usually Pi, the “polar head” group • −→ they are amphipathic
Lipids
Slide 13
Glycerophospholipids (phosphoglycerides) • common constituents of biological membranes
• glycerol “backbone” • hydroxyls at C1 & C2 esterified to fatty acids • C3 esterified to Pi Phosphatidic acids
• intermediates in the synthesis of triacylglycerols and glycerophospholipids
Lipids
Slide 14
Glycerophospholipids
• Polar head – usually, Pi is further esterified to OH of a polar head group (signed X in the figure) – e.g. serine, choline, ethanolamine, glycerol, or inositol • The 2 fatty acids tend to be non-identical. • amphipathic (complex polar region)
Lipids
Slide 15
Glycerophospholipids
Phosphatidylinositols (PI) • membrane lipids • cellular signaling molecules
Phosphatidylcholines (lecithins, PC) • common membrane lipids
Lipids
Slide 16
Glycerophospholipids
Plasmalogens • glycerol enol-ether phospholipids • brain and muscles • PAF (platelet activating factor) – platelet aggregation
Lipids
Slide 17
Sphingolipids • derivatives of the amino alcohol sphingosine
• amides of sphingosine with FA = ceramides • Ceramides usually include a polar head group, esterified to the terminal OH of the sphingosine.
Lipids
Slide 18
Sphingolipids
Sphingomyelins • ceramides with the phosphocholine “head” group • common constituent of plasma membranes • in brain and nerve tissue
Lipids
Slide 19
(Glyco)sphingolipids H H 3C
C
N
O H
H H
O COOH H OH
OH
H
H
C
OH
H
C
OH
CH2OH
N-acetyl neuraminic acid
•
• • •
Cerebrosides ceramides with a monosaccharide such as glucose or galactose as polar head group Gangliosides ceramides with a polar head group that is a complex oligosaccharide, including sialic acid cerebrosides and gangliosides = glycosphingolipids common in the outer layer of the plasma membrane • sugar chains extend outwards
Lipids
Slide 20
Glycolipids glycoacylglycerols
mono- and digalactosyl diacyl glycerols O SO− 3 O O HO
O O
OH O OH
sulfoquinovosyl diacyl glycerols • important constituents of plant membranes • thylakoid membrane
Lipids
Slide 21
Derived lipids Steroids – cholesterol
• important constituent of cell membranes • a rigid ring system and a short branched hydrocarbon “tail” • hydrophobic • amphipathy conferred by the –OH • precursor of • • • •
D vitamin bile acids sex hormones adrenocortical hormones
Lipids
Slide 22
Carotenoids
β -carotene
Lipids
Slide 23
Biological membranes • Lipids in polar environments – aggregation to complexes in which polar regions are in contact with water and hydrophobic regions away from water. • possible molecular arrangements: • various micelle structures • spherical micelles – stable form of FA • a bilayer – stable form for amphipathic lipids such as phospholipids
Lipids
Slide 24
Biological membranes • a membrane consists of phospholipid bilayer with proteins inserted in it or bound to the surface
• integral proteins – embedded in the bilayer • trans-membrane
• peripheral proteins – bound to the surface of the membrane • many of the proteins and lipids carry oligosaccharide chains
Lipids
Slide 25
Membrane fluidity
• The interior of a lipid bilayer is normally highly fluid. • liquid crystal state – hydrocarbon chains disordered and in constant motion (higher temperatures) • crystalline state – fatty acid tails are fully extended, packing is highly ordered (lower temperatures)
Lipids
Slide 26
Membrane fluidity • FA types – see above
• Cholesterol inserts into bilayer membranes • hydroxyl group oriented out • polar environment • hydrogen bonds with polar heads of membrane lipids
• hydrophobic ring system adjacent to FA chains of membrane lipids • hydrophobic interactions
• rather rigid molecule – interactions with membrane lipid hydrocarbon chains decreases the membrane fluidity
Lipids
Slide 27
Membrane assymmetry
• lateral mobility of a lipid is high • transversal mobility (flip-flop) • of lipids is very low • of proteins has never been observed
Lipids
Biological membrane assymmetry • the two leaflets tend to differ ⇒ assymmetry in • lipid composition • protein composition and orientation • saccharides of glycoproteins and glycolipides • function
Slide 28
Lipids
Slide 29
Lipoproteins • for transport in blood non-polar lipids are combined with amphipathic lipids and proteins to make water-miscible lipoproteins • nonpolar core surrounded by a layer of phospholipids and cholesterol
Lipids
Slide 30
Lipoproteins • Chylomicrons transport triglycerides from intestine to other tissues • Very low density lipoproteins (VLDL) bind triglycerides in liver and carry them to fat tissue
• Low-density lipoproteins (LDL) carry cholesterol to peripheral tissues • High-density lipoproteins (HDL) transport cholesterol to liver
The End
Verze pro tisk je na stránkách 190–221 • Stačí vytisknout uvedený rozsah stránek.
• Doporučený způsob tisku je 4 stránky na vodorovně (landscape) orientovaný list papíru. návrat na úvodní obrazovku spuštění prezentace
The print version is in the pages 410–441 • Just print the page range specified above.
• Printing 4 pages per one landscape-oriented sheet is recommended. return to the initial screen start the presentation