Lipide - biochimie

LIPIDE: STRUCTURA ŞI FUNCŢII

1

Definiţie- roluri „

Grup heterogen de compuşi care au în comun proprietatea de a fi insolubili în apă şi solubili în solvenţi nepolari (ex. eter, cloroform)

„

ROLURI: - sursă de energie pe termen lung (ex. trigliceridele) - structural (ex. fosfolipidele membrane) - semnalizare celulară (ex.PIP3) - protecţie mecanică - izolare termică şi electrică (ex. lipidele din ţesutul adipos) - prevenirea pierderilor de apă (ex. filmul lipidic de la suprafaţa pielii) - vitamine (grupul vitaminelor liposolubile A, D, E, K).

2

Tipuri de lipide În funcţie de compoziţie: - simple (esteri ai AG cu alcooli) - complexe (esteri ai AG, care conţin grupe adiţionale, ex. PL, GL, SL, AL) În funcţie de comportarea la hidroliză: A- Lipide saponifiabile (derivaţi de tip ester sau amidă ai acizilor graşi) 1-trigliceride TAG 2-fosfolipide PL (glicero- GPL şi sfingomieline SM) 3-glicolipide (sfingo- GSL) 4-ceruri B- Lipide nesaponifiabile (structură poliizoprenică în general) 1-terpene 2-caroteinoizi 3-steroizii În funcţie de polaritate: nepolare (TG), polare (PIP2), amfipatice (FL) În funcţie de sarcina electrică: neutre/amfiionice (PC), negative (PIP2, fosfatidilserinele) În funcţie de aciditate: neutre (TG), acide (acidul fosfatidic) 3

Acizii graşi „

Caracteristici: nr.par at C, liniari, monocarboxilici

„

Tipuri: saturaţi, nesaturaţi/cis (mono-/AGMN, poli-/AGPN cu leg.duble necojugate)

„

AGPN ac. linoleic - C18: 2; Δ9,12 ac. linolenic - C18: 3; Δ9,12,15- m.a. plante (seminţe de in, speciile Primula-ex. luminiţa de seară, Borago-ex. limba mielului) ac. arahidonic- C20: 4; Δ5,8,11,14- arahide, animale ac. timnodonic- C20: 5; Δ5,8,11,14,17- ulei de peşte ac. cervonic- C22: 6; Δ4,7,10,13,16,19- ulei de peşte, PL din creier

4

Clasificarea omega (ϖ) a AG „

Carbonul terminal (de la capătul non-carboxi)– C ϖ 5

8

1 COOH CH3

11

„

14

4 familii de AG: ϖ 9, ϖ 7, ϖ 6, ϖ 3

20

atomul de carbon ϖ

1) Care este regula de trecere de la clasificarea standard la clasificarea omega ? 2) Stabiliţi care acizi graşi aparţin fiecărei familii ?

5

Clasificarea lipidelor saponifiabile DE DEPOZIT (lipide neutre)

MEMBRANARE (lipide polare) PL

TAG

GL

GFL

SM

GSL

O

H2 C HC

OC O

(CH2) 14CH 3

OC O

(CH2) 7CH=CH(CH 2)7 CH3

H2 C OC

(CH2) 16CH 3

G

AG AG P

HO

A

CH

CH=CH(CH 2)12CH 3

HC

N H

H2 C

AG P C

S

AG MZ/OZ

Legendă:PL-fosfolipide, GPL-glicerofosfolipide, SM-sfingomieline, GL-glicolipide, GSL-glicosfingolipide, 6 G-glicerol, AG-acid gras, A-alcool, P-fosfat, C-colina, MZ/OZ-mono-/oligo-zaharide

Glicerofosfolipide (fosfatide) O O H2 C HC

O

Structura generală

C(CH2) 14CH3 O

H2 C

C(CH2) 7CH=CH(CH 2) 7CH3 O

O

P

H2 C

O

O

C(CH2) 14CH3 O

O

O

X

HC

Acidul fosfatidic Sarcină netă la pH=7: -1

O

C(CH2) 7CH=CH(CH 2) 7CH3 O

O

P

H2 C

-

O

O

H

-

Fosfatidilinozitol 4,5-difosfatul (PIP2) O

Fosfatidilcolina (PC) O O H2 C

O H2 C

C(CH2) 14CH3 O

Sarcină netă la pH=7: 0

HC

O

Sarcina netă pH=7: -4

C(CH2) 14CH3 O C(CH2) 7CH=CH(CH 2) 7CH3 O H

OPO3 2-

H2 C

HC

O

C(CH2) 7CH=CH(CH 2) 7CH3 O

H2 C O

P O

O -

CH2 CH2 N(CH3) 2

O

P

O

H HO

O-

OH

H OH OPO3 2-

H H

H

7

Exemple de fosfatide Alcool colină

Fosfatida Fosfatidilcolina (lecitină)

etanolamina

Fosfatidiletanolamina (cefaline) Fosfatidil-serine (serincefaline) Fosfatidil-inozitoli

serina inozitol

Observaţii -caracter amfipatic (o parte hidrofobă, o parte hidrofilă); formează micelii –caracter amfiionic (sarcini pozitive şi negative) -există în cant. mare în mb. lipoproteice -proprietăţi tensioactive (există în surfactatntul pulmonar şi împiedică colabarea alveolelor în expir) -abundente în ţesutul nervos -există în cantităţi mici în organismul uman -abundente în ţesutul nervos -rol în transmiterea semnalelor extracelulare în interiorul celulei

8

Fosfatide atipice: plasmalogenele (10% din FL din SN şi mm)

„

Stiind că plasmalogenele se pot genera ipotetic plecand in general de la fosfatidiletanolamină (mai rar de la PC, fosfatidilserină, sau PI), prin înlocuirea restului de AG din poziţia 1 cu un ENOL (care va stabili o legătură de tip eteric cu restul de glicerol), scrieţi structura generală a plasmalogenelor.

9

Sfingolipide: sfingomieline, cerebrozide, globozide, gangliozideCH=CH(CH 2)12CH 3 HO

S

CH HC

HO

O N H

CH=CH(CH 2)12CH 3 CH HC

C(CH2) 22CH3

H2 C X

GLICOSFINGOLIPIDE (GSL)

C(CH2) 22CH3

HC

O N H

C(CH2) 22CH3

H2 C

H

Glc

N H

CH HC

C(CH2) 22CH3

PO3 CH2 CH2 N(CH3)2

O

O N H

C(CH2) 22CH3

O

Glc-Gal

PC

Sfingomielină (SM)

CH=CH(CH 2)12CH 3 HO

H2 C O

O

Ceramida

CH=CH(CH 2)12CH 3 CH

CH

H2 C

O

Ac. cerebronic

Structura generală

HC

N H

HO

H2 C O

HO

O

CH=CH(CH 2)12CH 3

CH=CH(CH 2)12CH 3 HO

CH HC

O N H

C(CH2) 22CH3

GalNAc

H2 C

Cerebrozid

Lactozil-Ceramida

-subtipul glucocerobrozid(GL neutru)

(globozid din mb.eritrocite)

O

Glc

Gal

Neu5Ac

Gangliozide (ex. grupele sangvine) GL acid 10

10 Localizare predominantă: stratul exterior al mb. celulare. DE CE?

PROPRIETĂŢI GLICOLIPIDE „

Glicolipidele- proprietăţi haptenice, rol de receptori pentru vv, hormoni, toxine

„

Galactocerebrozidele- m.a. în ţesutul nervos Glucocerebrozidele- m.a. în ţesuturile extranervoase

„

Ce încărcătură electrică au cerebrozidele? Ştiind că sulfatidele sunt galactocerebrozide sulfatate la C3, scrieţi structura generală a sulfatidelor. Ce caracter au sufatidele (polar, nepolar)?

„

„

11

Fosfolipazele PLA1 O O H2 C HC

O

PLA2

C(CH2) 14CH3 O

C(CH2) 7CH=CH(CH 2) 7CH3 O H

OPO3 2-

H2 C O

PLC

P

O

H H

HO

O-

OH

OH

OPO3 2-

H H

PLD PLA2

Lizolecitina + AG

PIP2

H

PLC

DAG + IP3 12

Grupele sangvine* ABO Partea glucidică a GSL (de la suprafaţa eritrocitelor sau din GP serice) are rol de determinant antigenic.

Legenda: Pătrat alb = NAcGlc Romb alb = galactoză Pătrat negru = fucoză Romb negru = NAcGal Triunghi negru = acid sialic (NANA) 13

Asocierea în strat dublu a lipidelor amfipatice “Cap” hidrofil H 3C C H 3 N+ CH3 H 2C CH2 O O PO O CH2 H 2C C H O O O C O C CH2 CH2 H 2 C H 2C CH2 CH2 H 2 C H 2C CH2 CH2 H 2 C H 2C CH2 CH2 H 2 C H 2C CH2 CH2 H 2 C H 2C CH2 CH2 H 2 C H 2C CH2 CH2 H 2 C H 2C CH3 CH3

N+

O PO

O O

O O

Asociere

O O

“Coada” hidrofoba

Se orientează spontan spre interfaţa grăsime-apă: folosite ca agenţi de emulsifiere a lipidelor nonpolare

14

Fosfolipide

15

Starea de agregare a grăsimilor depinde de natura AG din compoziţia lor

MAI PUŢIN COMPACT, MAI FLUID!!!

16

Fluiditatea membranară depinde de natura AG din compoziţia FL membranare

FLmb, care TREBUIE sa fie fluide la temperatura mediu ambiant, conţin mai mulţi AG nesaturaţi decat lipide de depozit (TG)!!!

17

18

LIPOZOMII - aplicaţii terapeutice (rol de carrier pentru medicamente, gene, cosmetice)

-pot fi unilamelari sau multilamelari -se formează prin sonicarea unor lipide amfipatice în mediul apos -cresc biodisponibilitatea med. administrate pe cale orală sau local

19

Principalii steroizi HIDROCARBURA

STEROIZI NATURALI

HIDROCARBURA

STEROIZI NATURALI

DE BAZA

DERIVATI

DE BAZA

DERIVATI

Gonan 12

C17

11

13

9

14

17 16

1 10

2 3

8

5 4

21

Pregnan 18

C21

15

Progesteron

20

Hormonii corticosterizi 19

7 6

(Steran) 21

Estran

Colan

18

Hormonii estrogeni

C18

18

24

22 23

20

Acizii biliari

C24 19

18

21

Androstan C19

Colestan

19

18

22 20

23 24

C27

26 25 27

19

Hormonii androgeni

Colesterolul Alti steroli

20

Steroizi De ce in ateroscleroza peretii arterelor devin rigizi?

17-beta-estradiolul

21

ACIZII BILIARI C24

COOH

H3C

Acidul colanic

CH3

(compus ipotetic) 12

CH3

3

7

ACIZI BILIARI CONJUGATI ex. acidul glicocolic acidul taurocolic conjugare la -COOH cu Gly sau Tau

ACIZII BILIARI (LIBERI) PRIMARI

deconjugare in TD

F

(flora bacterianã)

acidul colic (3,7,12-triOH) acidul chenodezoxicolic (3,7-diOH)

7-dehidroxilare SECUNDARI

acidul dezoxicolic (3,12-diOH)

TD

acidul litocolic (3-OH)

22

Ceruri (ceride)

-amestecuri complexe de esteri ai AG cu alcooli alifatici sau steroli, acizi, alcooli liberi, hidrocarburi superioare-ceara de albine -lanolina de pe lina de oaie -ceruri de pe epiderma plantelor

Caracteristici -saturate -puternic hidrofobe (împiedică pierderile de apă)

23

Vitamerele vitaminei A CH3

H3C CH3

CH3 CHO

CH3

RETINAL

CH3

H3C CH3

CH3

*

CH3

H3C CH3

OH CH3

RETINOL

CH3

*

COOH CH3

ACIDUL RETINOIC 24