Биологическая химия - часть 46

A. Простые липиды: сложные эфиры жирных кислот с различными спиртами.

1. Глицериды (ацилглицерины, или ацилглицеролы – по международной

номенклатуре) представляют собой сложные эфиры трехатомного

спирта глицерина и высших жирных кислот.

2. Воска: сложные эфиры высших жирных кислот и одноатомных или

двухатомных спиртов.

Б. Сложные липиды: сложные эфиры жирных кислот со спиртами, до-

полнительно содержащие и другие группы.

1. Фосфолипиды: липиды, содержащие, помимо жирных кислот и спир-

та, остаток фосфорной кислоты. В их состав часто входят азотистые

основания и другие компоненты:
а) глицерофосфолипиды (в роли спирта выступает глицерол);
б) сфинголипиды (в роли спирта – сфингозин).

2. Гликолипиды (гликосфинголипиды).

3. Стероиды.

4. Другие сложные липиды: сульфолипиды, аминолипиды. К этому

классу можно отнести и липопротеины.

B. Предшественники и производные липидов: жирные кислоты, глице-

рол, стеролы и прочие спирты (помимо глицерола и стеролов), аль-

дегиды жирных кислот, углеводороды, жирорастворимые витамины

и гормоны.

ЖИРНЫЕ КИСЛОТЫ

Жирные кислоты – алифатические карбоновые кислоты – в организме могут

находиться в свободном состоянии (следовые количества в клетках и тка-

нях) либо выполнять роль строительных блоков для большинства классов

липидов *.

В природе обнаружено свыше 200 жирных кислот, однако в тканях

человека и животных в составе простых и сложных липидов найдено около

70 жирных кислот, причем более половины из них в следовых количествах.

Практически значительное распространение имеют немногим более 20

жирных кислот. Все они содержат четное число углеродных атомов,

главным образом от 12 до 24. Среди них преобладают кислоты, имеющие

С

16

 и С

18

 (пальмитиновая, стеариновая, олеиновая и линолевая). Ну-

мерацию углеродных атомов в жирно-кислотной цепи начинают с атома

углерода карбоксильной группы. Примерно

 3

/

4

 всех жирных кислот явля-

ются непредельными (ненасыщенными), т.е. содержат двойные связи.

Ненасыщенные жирные кислоты человека и животных, участвующие в

построении липидов, обычно содержат двойную связь между (9-м и 10-м

атомами углеводородов); дополнительные двойные связи чаще бывают на

участке между 11-м атомом углерода и метильным концом цепи. Свое-

образие двойных связей природных ненасыщенных жирных кислот заклю-

чается в том, что они всегда отделены двумя простыми связями, т.е. между

* В природе значительно чаще встречаются длинноцепочечные жирные кислоты с числом

углеродных атомов больше двенадцати, часто их называют - «высшие жирные кислоты».

189

ними всегда имеется хотя бы одна метиленовая группа (—СН=СН—

—СН

2

—СН=СН—). Подобные двойные связи обозначают как «изоли-

рованные».

Систематическое название жирной кислоты чаще всего образуется путем

добавления к названию углеводорода окончания -овая. Насыщенные кисло-

ты при этом имеют окончание -ановая (например, октановая кислота –

систематическое название, каприловая кислота – тривиальное название),

а ненасыщенные кислоты – -еновая (например, октадеценовая кислота –

систематическое название, олеиновая кислота – тривиальное название)

(табл. 6.1; 6.2).

Таблица 6.1. Некоторые физиологически важные насыщенные жирные кислоты

Число

атомов

С

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

Тривиальное название

Капроновая

Каприловая

Каприновая

Лауриновая

Миристиновая

Пальмитиновая

Стеариновая

Арахиновая

Бегеновая

Лигноцериновая

Систематическое

название

Гексановая

Октановая

Декановая

Додекановая

Тетрадекановая

Гексадекановая

Октадекановая

Эйкозановая

Докозановая

Тетракозановая

Химическая формула

соединения

СН

3

—(СН

2

)

4

—СООН

СН

3

—(СН

2

)

6

—СООН

СН

3

—(СН

2

)

8

—СООН

СН

3

—(СН

2

)

10

—СООН

СН

3

—(СН

2

)

12

—СООН

СН

3

—(СН

2

)

14

—СООН

СН

3

—(СН

2

)

16

—СООН

СН

3

—(СН

2

)

18

—СООН

СН

3

—(СН

2

)

20

—СООН

СН

3

—(СН

2

)

22

—СООН

В соответствии с систематической номенклатурой количество и по-

ложение двойных связей в ненасыщенных жирных кислотах часто обозна-

чают с помощью цифровых символов: например, олеиновую кислоту как

18:1;9, линолевую кислоту как 18:2;9,12, где первая цифра – число угле-

родных атомов, вторая – число двойных связей, а следующие цифры –

номера ближайших к карбоксилу углеродных атомов, вовлеченных в

образование двойной связи.

В специальной литературе жирные кислоты часто изображают в виде

зигзагообразной вытянутой линии, отражающей жесткость валентного угла

атомов углерода в 111° для насыщенной и в 123° – для двойной связи.

Однако такая конформация является условной и справедлива только для

случая, когда жирная кислота находится в кристаллическом состоянии.

В растворах жирно-кислотная цепь может образовывать бесчисленное

количество конформаций вплоть до клубка, в котором имеются и линейные

участки различной длины в зависимости от числа двойных связей. Клубки

могут слипаться между собой, образуя так называемые мицеллы. В послед-

них отрицательно заряженные карбоксильные группы жирных кислот об-

ращены к водной фазе, а неполярные углеводородные цепи спрятаны

внутри мицеллярной структуры. Такие мицеллы имеют суммарный от-

рицательный заряд и в растворе остаются суспендированными благодаря

взаимному отталкиванию.

Известно также, что при наличии двойной связи в жирнокислотной цепи

вращение углеродных атомов относительно друг друга ограничено. Это

обеспечивает существование ненасыщенных жирных кислот в виде геомет-

190

Таблица 6.2. Некоторые физиологически важные ненасыщенные жирные кислоты

Число

атомов

С

16

18

22

18

18

20

22

Тривиальное

название

Систематическое назва-

ние, включая место-

нахождение двойных

связей

Моноеновые кислоты

Пальмитиновая

Олеиновая

Эруковая

9-гексадеценовая

9-октадеценовая

13-докозеновая

Диеновые кислоты

Линолевая

9,12-октадека-

диеновая

Триеновые кислоты

Линоленовая

9,12,15-октаде-

катриеновая

Тетраеновые кислоты

Арахидоновая

5,8,11,14-эйко-

затетраеновая

Пентаеновые кислоты

Клупанодоновая

7,10,13,16,19-доко-

запентаеновая

Химическая формула

соединения

СН

3

—(СН

2

)

5

—СН=

=СН—(СН

2

)

7

—СООН

СН

3

—(СН

2

)

7

—СН=

=СН—(СН

2

)

7

—СООН

СН

3

—(СН

2

)

7

—СН=

=СН—(СН

2

)

11

—СООН

СН

3

—(СН

2

)

4

—СН=

=СН—СН

2

—СН=

=СН—(СН

2

)

7

—СООН

СН

3

—СН

2

—СН=

=СН—СН

2

—СН=

=СН—СН

2

—СН=

=СН—(СН

2

)

7

—СООН

СН

3

—(СН

2

)

4

—СН=

=СН—СН

2

—СН=

=СН—СН

2

—СН=

=СН—СН

2

—СН==

=СН—(СН

2

)

3

—СООН

СН

3

—СН

2

—СН=

=СН—СН

2

—СН=

=СН—СН

2

—СН=

=СН—СН

2

—СН=

=СН—СН

2

—СН=

=СН—(СН

2

)

5

—СООН

рических изомеров (рис. 6.1), причем природные ненасыщенные жирные

кислоты имеют цис-конфигурацию и крайне редко транс-конфигурации.

Считают, что жирной кислоте с несколькими двойными связями цис-

конфигурация придает углеводородной цепи изогнутый и укороченный вид.

По этой причине молекулы этих кислот занимают больший объем, а при

образовании кристаллов упаковываются не так плотно, как транс-изомеры.

Вследствие этого цис-изомеры имеют более низкую температуру плавления
(олеиновая кислота, например, при комнатной температуре находится

в жидком состоянии, тогда как элаидиновая – в кристаллическом). Цис-

конфигурация делает ненасыщенную кислоту менее стабильной и более

подверженной катаболизму.

191

Рис. 6.1. Конфигурация 18-углеродных насыщенных (а) и мононенасыщенных (б)

жирных кислот.

ГЛИЦЕРИДЫ (АЦИЛГЛИЦЕРОЛЫ)

Глицериды (ацилглицерины, или ацилглицеролы *) представляют собой

сложные эфиры трехатомного спирта глицерина и высших жирных кислот.

Если жирными кислотами этерифицированы все три гидроксильные группы

глицерина (ацильные радикалы R

1

, R

2

 и R

3

 могут быть одинаковы или

различны), то такое соединение называют триглицеридом (триацилглице-

рол), если две – диглицеридом (диацилглицерол) и, наконец, если этери-

фицирована одна группа – моноглицеридом (моноацилглицерол):

* Согласно рекомендации Международной номенклатурной комиссии, глицериды следует

называть ацилглицеролами.

192

Стеариновая

кислота

а

Олеиновая кислота

Элаидиновая кислота

б

цис-

транс-

Глицерин (глицерол)

Моноглицерид (моноацилглицерол)

Диглицерид (диацилглицерол)

Триглицерид (триацилглицерол)