Химические свойства:

Все фосфолипиды подвергаются кислотному, щелочному и ферментативному гидролизу.

Например: 1) кислотный гидролиз фосфатидилинозитола:

Таким образом, конечными продуктами кислотного гидролиза являются глицерин, инозитол, фосфорная кислота, предельная и непредельная ВЖК.

2) Щелочной гидролиз:

В результате щелочного гидролиза фосфатидилэтаноламина образуются глицерин, коламин, ортофосфат натрия, натриевые соли предельной и непредельной ВЖК, вода.

Сфинголипиды, строение и биологическая роль:

Сфинголипиды являются производными ациклического ненасыщенного двухатомного спирта – сфингозина.

Структурная формула сфингозина:

В состав сфинголипидов входят N-ацилированные производные сфингозина и высших жирных кислот, например лигноцириновой. Таким производным является церамид:

Сфингомиелины (включают остаток церамида и фосфорилхолина). В них группа ОН у С-1 церамида ацилирована фосфорилхолиновой группировкой (поэтому их относят к фосфолипидам).

Структурная формула сфингомиелина:

R – остаток лигноцириновой кислоты.

Сфингомиелины обнаружены в клетках нервной ткани.

Гликолипиды, строение и биологическая роль:

Гликолипиды – это сложные липиды, в состав которых входят остаток церамида, а также углеводные компоненты (чаще всего D-галактоза). Они не содержат фоcфорную кислоту и связанные с ней азотистые основания.

Наиболее типичны:

1. Цереброзиды. Они включают остаток церамида и моносахарида (d-глюкоза, d-галактоза), которые соединены -гликозидной связью.

Галактоцереброзид Галактоцереброзиды входят в состав оболочек нервных клеток.

2. Ганглиозиды. Они включают остаток церамида и олигосахарида (например, лактозы или мальтозы), соединённых -гликозидной связью.

Ганглиозиды содержатся в сером веществе мозга.

Жидкостно-мозаичная модель мембраны Зингера-Николсона:

В образовании клеточных мембран участвуют фосфолипиды, гликолипиды и холестерол. В мембранах имеются два слоя молекул фосфолипидов, которые гидрофильными концами направлены наружу, а гидрофобными – к центру мембраны.

На полярных группах молекул фосфолипидов адсорбированы слои белков и полисахаридов. Белковая часть мембраны связана с фосфолипидными слоями как гидрофобными, так и полярными связями, в которых принимают участие различные ионы и молекулы воды.

Контрольные вопросы

1. Липиды, классификация и биологическая роль. Природные высшие жирные кислоты как структурные компоненты омыляемых липидов. Состав и строение пальмитиновой, стеариновой, олеиновой, линолевой и линоленовой кислот.

2. Простые омыляемые липиды. Воски, жиры, масла. Естественные жиры как смесь триацилглицеринов. Гидролиз триацилглицеринов.

3. Сложные омыляемые липиды. Фосфолипиды как производные L-фосфатидовых кислот. Классификация, состав, строение, гидролиз фосфолипидов, их биологическая роль.

4. Сложные омыляемые липиды. Сфингомиелины как производные сфингозина, их состав, строение, биологическая роль.

5. Сложные омыляемые липиды. Гликолипиды как производные сфингозина, их классификация. Цереброзиды, ганглиозиды, состав, строение, биологическая роль.

Типовые задания

Задание 1. По значению иодного числа сделайте предположение к жирам или маслам относится 1,2-ди-О-линолеоил-3-О-стеароилглицерин.

Решение.1,2-ди-О-линолеоил-3-О-стеароилглицерин представляет собой сложный эфир, образованный трёхатомным спиртом глицерином и высшими жирными кислотами – линолевой и стеариновой.

Названия триацилглицеринов строятся путём перечисления названий ацильных остатков с указанием их положения в глицериновой структуре и добавлением слова «глицерин». Так, ацильный остаток стеариновой кислоты называется с т е а р о и л, пальмитиновой - п а л ь м и т о и л, олеиновой - о л е о и л, линолевой - л и н о л е о и л, линоленовой - л и н о л е н о и л.

Различие между жирами и маслами заключается в количественном соотношении входящих в их состав насыщенных и ненасыщенных кислот. В составе животных жиров преобладают остатки насыщенных кислот. Жиры имеют твёрдую консистенцию. Жидкая консистенция растительных масел связывается с преобладанием ненасыщенных кислот. Степень ненасыщенности триацилглицеринов характеризуется значением иодного числа, то есть количество иода (в граммах), присоединяющегося к 100 г триацилглицерина.

Присоединение иода протекает по двойной связи в остатке непредельной высшей жирной кислоты. Чем больше степень ненасыщенности триацилглицерина, тем больше количество присоединяющегося иода, а, следовательно, и выше значение иодного числа. Некоторые значения иодных чисел для жиров и масел приведены в таблице.

В молекуле 1,2-ди-О-линолеоил-3-О-стеароилглицерина содержатся четыре двойные связи, поэтому на присоединение расходуется 4 моль иода.

Расчёт теоретического иодного числа:

М(С₅₇Н₁₀₂О₆) = 882 г·моль^-1

М(I₂) = 254 г·моль^-1.

С учетом стехиометрических коэффициентов:

882 − 4·254

100 г − x x = 114,6 г I₂

По значению рассчитанного иодного числа (выше 70) 1,2-ди-О-линолеоил-3-О-стеароилглицерин можно отнести к маслам.

Задание 2. Выделите в молекуле коламинкефалина (фосфатидилэтаноламина) все структурные фрагменты функциональных производных кислот.

Решение. Структурной основой фосфатидилэтаноламина служит трёхатомный спирт глицерин, содержащий в положениях 1 и 2 ацильные остатки пальмитиновой и олеиновой кислот соответственно, а в положении 3 – остаток ортофосфорной кислоты. Остаток глицерина соединён с остатками кислот сложноэфирными связями. В целом, соединения такого типа (независимо от природы ацильных остатков высщих жирных кислот) называют фосфатидовой кислотой. Отсюда происходят обобщённые названия – фосфатидилэтаноламины, фосфатидилхолины, фосфатидилсерины.

Остаток фосфорной кислоты, в свою очередь соединён сложноэфирной связью ещё с одним спиртовым остатком. Как правило, в качестве спиртового компонента выступают аминоспирты, в частности, 2-аминоэтанол (коламин).

Фрагмент фосфорной кислоты обусловливает наличие сильного кислотного центра, а аминогруппа коламина – сильного основного центра. В результате взаимодействия между ними образуется внутренняя соль (диполярный ион).

Таким образом, в рассматриваемой молекуле имеются фрагменты функциональных производных кислот – сложного эфира и соли. Такое строение обусловливает способность фосфатидилколаминов к реакциям гидролиза в кислой и щелочной средах.