Hva du vil lære å gjøre: Illustrere ulike typer lipider og relatere deres struktur til deres rolle i biologiske systemer
Fett Og oljer er trolig den type lipid som du er mest kjent med i hverdagen. Ordet fett vanligvis bringer opp et negativt bilde i våre sinn. I dietter anbefales vi å holde seg borte fra fettstoffer. Men kroppen vår trenger litt fett for å overleve. Det er også andre lipider som er avgjørende for menneskelivet, inkludert fosfolipider, steroider og voks.mens et overskudd av noe stoff kan være et problem, spiller alle disse lipidene viktige roller i levende ting.
i dette resultatet vil vi diskutere lipider og rollen de planlegger i kroppene våre.
Læringsutbytte
- Skille mellom de forskjellige typer lipider
- Identifisere flere viktige funksjoner av lipider
Figur 1. Hydrofobe lipider i pelsen av akvatiske pattedyr, som denne elven, beskytter dem mot elementene. (kreditt: Ken Bosma)
Lipider inkluderer en mangfoldig gruppe forbindelser som i stor grad er ikke-polare i naturen. Dette skyldes at de er hydrokarboner som hovedsakelig inneholder ikke-polare karbon-karbon-eller karbon-hydrogenbindinger. Ikke-polare molekyler er hydrofobe («vannfrykt»), eller uoppløselige i vann. Lipider utfører mange forskjellige funksjoner i en celle. Celler lagrer energi til langvarig bruk i form av fett. Lipider gir også isolasjon fra miljøet for planter og dyr (Figur 1). For eksempel bidrar de til å holde akvatiske fugler og pattedyr tørre når de danner et beskyttende lag over pels eller fjær på grunn av deres vannavstøtende hydrofobe natur. Lipider er også byggesteinene i mange hormoner og er en viktig bestanddel av alle cellemembraner. Lipider inkluderer fett, oljer, voks, fosfolipider og steroider.
Fett og Oljer
et fettmolekyl, som et triglyserid, består av to hovedkomponenter-glyserol og fettsyrer. Glyserol er en organisk forbindelse med tre karbonatomer, fem hydrogenatomer og tre hydroksyl (–OH) grupper. Fettsyrer har en lang kjede av hydrokarboner som en sur karboksylgruppe er festet til, derav navnet » fettsyre.»Antall karboner i fettsyren kan variere fra 4 til 36; de vanligste er de som inneholder 12-18 karboner. I et fettmolekyl er en fettsyre festet til hvert av de tre oksygenatomer i-OH-gruppene av glyserolmolekylet med en kovalent binding (Figur 2).
Figur 2. Lipider inkluderer fett, som triglyserider, som består av fettsyrer og glyserol, fosfolipider og steroider.
under denne kovalente bindingsdannelsen frigjøres tre vannmolekyler. De tre fettsyrene i fettet kan være like eller forskjellige. Disse fettene kalles også triglyserider fordi de har tre fettsyrer. Noen fettsyrer har vanlige navn som angir opprinnelsen. For eksempel er palmitinsyre, en mettet fettsyre, avledet fra palmen. Arakidinsyre er avledet Fra Arachis hypogaea, det vitenskapelige navnet på peanøtter.
Fettsyrer kan være mettede eller umettede. I en fettsyrekjede, hvis det bare er enkeltbindinger mellom nabokarboner i hydrokarbonkjeden, er fettsyren mettet. Mettede fettsyrer er mettet med hydrogen; med andre ord maksimeres antall hydrogenatomer festet til karbonskjelettet.
når hydrokarbonkjeden inneholder en dobbeltbinding, er fettsyren en umettet fettsyre.
De fleste umettede fettstoffer er flytende ved romtemperatur og kalles oljer. Hvis det er en dobbeltbinding i molekylet, er det kjent som et enumettet fett (f.eks. olivenolje), og hvis det er mer enn ett dobbeltbinding, så er det kjent som et flerumettet fett (f. eks. rapsolje).Mettet fett har en tendens til å bli pakket tett og er fast ved romtemperatur. Animalfett med stearinsyre og palmitinsyre inneholdt i kjøtt, og fettet med smørsyre inneholdt i smør, er eksempler på mettet fett. Pattedyr lagrer fett i spesialiserte celler kalt adipocytter, hvor fettkuler opptar det meste av cellen. I planter lagres fett eller olje i frø og brukes som energikilde under embryonisk utvikling.Umettet fett eller oljer er vanligvis av vegetabilsk opprinnelse og inneholder umettede fettsyrer. Dobbeltbindingen forårsaker en bøyning eller en «kink» som forhindrer fettsyrene i å pakke tett og holde dem flytende ved romtemperatur. Olivenolje, maisolje, rapsolje og tran er eksempler på umettet fett. Umettede fettstoffer bidrar til å forbedre blodkolesterolnivået, mens mettet fett bidrar til plakkdannelse i arteriene, noe som øker risikoen for hjerteinfarkt.Margarin, noen typer peanøttsmør og forkorting er eksempler på kunstig hydrogenert transfett. Nylige studier har vist at en økning i transfett i det menneskelige kostholdet kan føre til økning i nivåer av lavdensitetslipoprotein (LDL) ELLER «dårlig» kolesterol, som igjen kan føre til plakkavsetning i arteriene, noe som resulterer i hjertesykdom. Mange fastfood-restauranter har nylig eliminert bruken av transfett, OG AMERIKANSKE matetiketter er nå pålagt å oppgi deres transfettinnhold.I næringsmiddelindustrien er oljer kunstig hydrogenert for å gjøre dem halvfaste, noe som fører til mindre ødeleggelse og økt holdbarhet. Enkelt sagt bobles hydrogengass gjennom oljer for å størkne dem. Under denne hydrogeneringsprosessen kan dobbeltbindinger av cis-konformasjonen i hydrokarbonkjeden omdannes til dobbeltbindinger i transkonformasjonen. Dette danner et transfett fra et cis-fett. Orienteringen av dobbeltbindingene påvirker fettets kjemiske egenskaper(Figur 3).
Figur 3. Under hydrogeneringsprosessen endres orienteringen rundt dobbeltbindingene, noe som gjør et transfett fra et cis-fett. Dette endrer molekylets kjemiske egenskaper.Essensielle fettsyrer Er fettsyrer som kreves, men ikke syntetiseres av menneskekroppen. Følgelig må de suppleres gjennom dietten. Omega – 3 fettsyrer faller inn i denne kategorien og er en av bare to kjente essensielle fettsyrer for mennesker (den andre er omega-6 fettsyrer). De er en type flerumettet fett og kalles omega-3 fettsyrer fordi det tredje karbonet fra slutten av fettsyren deltar i en dobbeltbinding.Laks, ørret og tunfisk er gode kilder til omega-3 fettsyrer. Omega – 3 fettsyrer er viktige for hjernens funksjon og normal vekst og utvikling. De kan også forebygge hjertesykdom og redusere risikoen for kreft.
som karbohydrater har fett fått mye dårlig publisitet. Det er sant at å spise et overskudd av stekt mat og andre «fete» matvarer fører til vektøkning. Fett har imidlertid viktige funksjoner. Fett tjener som langsiktig energilagring. De gir også isolasjon for kroppen. Derfor bør «sunne» umettede fettstoffer i moderate mengder konsumeres regelmessig.
Fosfolipider
Fosfolipider er hovedbestanddelen av plasmamembranen. Som fett består de av fettsyrekjeder festet til en glyserol eller lignende ryggrad. I stedet for tre fettsyrer festet, er det imidlertid to fettsyrer, og det tredje karbonet i glycerol-ryggraden er bundet til en fosfatgruppe. Fosfatgruppen er modifisert ved tilsetning av en alkohol.
et fosfolipid har både hydrofobe og hydrofile regioner. Fettsyrekjedene er hydrofobe og utelukker seg selv fra vann, mens fosfatet er hydrofilt og interagerer med vann.
Celler er omgitt av en membran, som har et dobbeltlag av fosfolipider. Fettsyrene av fosfolipider vender innvendig, vekk fra vann, mens fosfatgruppen kan møte enten utemiljøet eller innsiden av cellen, som begge er vandige.
Figur 4. (a) en fosfolipid er et molekyl med to fettsyrer og en modifisert fosfatgruppe festet til en glyserol ryggrad. Fosfatet kan modifiseres ved tilsetning av ladede eller polare kjemiske grupper. To kjemiske grupper som kan endre fosfat, kolin og serin, er vist her. Både kolin og serin fester seg til fosfatgruppen ved posisjonen merket R. (b) fosfolipid-dobbeltlaget er hovedkomponenten i alle cellemembraner. De hydrofile hodegruppene av fosfolipidene står overfor den vandige løsningen. De hydrofobe haler er sekvestrert i midten av dobbeltlaget.
Steroider og Voks
I Motsetning til fosfolipider og fett diskutert tidligere, steroider har en ringstruktur. Selv om de ikke ligner andre lipider, grupperes de med dem fordi de også er hydrofobe. Alle steroider har fire, koblede karbonringer og flere av dem, som kolesterol, har en kort hale.
Kolesterol Er et steroid. Kolesterol er hovedsakelig syntetisert i leveren og er forløperen til mange steroidhormoner, som testosteron og østradiol. Det er også forløperen til vitamin e Og K. Kolesterol Er forløperen til gallsalter, som bidrar til nedbrytning av fett og deres påfølgende absorpsjon av celler. Selv om kolesterol ofte blir snakket om negativt, er det nødvendig for kroppens korrekte funksjon. Det er en nøkkelkomponent i plasmamembranene i dyreceller.Voks består av en hydrokarbonkjede med en alkohol (- OH) gruppe og en fettsyre. Eksempler på dyrevoks inkluderer bivoks og lanolin. Planter har også voks, for eksempel belegget på bladene, som bidrar til å forhindre at de tørker ut.
Figur 5. Steroider som kolesterol og kortisol består av fire smeltede hydrokarbonringer
Oppsummert: Lipider
Lipider er en klasse av makromolekyler som er ikke-polare og hydrofobe i naturen. Hovedtyper inkluderer fett og oljer, voks, fosfolipider og steroider. Fett er en lagret form for energi og er også kjent som triacylglyceroler eller triglyserider. Fett består av fettsyrer og enten glyserol eller sfingosin. Fettsyrer kan være umettede eller mettede, avhengig av nærvær eller fravær av dobbeltbindinger i hydrokarbonkjeden. Hvis bare enkeltbindinger er til stede, er de kjent som mettede fettsyrer. Umettede fettsyrer kan ha en eller flere dobbeltbindinger i hydrokarbonkjeden. Fosfolipider utgjør matrisen av membraner. De har en glyserol eller sfingosin ryggrad som to fettsyrekjeder og en fosfatholdig gruppe er festet til. Steroider er en annen klasse av lipider. Deres grunnleggende struktur har fire smeltede karbonringer. Kolesterol er en type steroid og er en viktig bestanddel av plasmamembranen, hvor den bidrar til å opprettholde membranets flytende natur. Det er også forløperen til steroidhormoner som testosteron.
Sjekk Din Forståelse
Svar på spørsmålet(e) nedenfor for å se hvor godt du forstår emnene dekket i forrige avsnitt. Denne korte quizen teller ikke mot karakteren din i klassen, og du kan ta den på nytt et ubegrenset antall ganger.
Bruk denne testen for å sjekke din forståelse og avgjøre om du vil (1) studere forrige avsnitt videre eller (2) gå videre til neste avsnitt.