Rasvahappojen rakenne, tyypit, toiminnot, biosynteesi

Se rasvahapot Ne ovat orgaanisia makromolekyylejä, jotka on johdettu hiilivetyistä, jotka koostuvat pitkistä hiili- ja vetyatomien ketjuista, jotka ovat hydrofobisia (ovat rasvat -liukenevia) ja ovat rasvojen ja lipidien rakenteellisia perusteita.

Ne ovat hyvin monimuotoisia molekyylejä, jotka erottuvat toisistaan ​​hiilivetyketjujen pituudella sekä niiden kaksoissidosten läsnäolo, luku, sijainti ja/tai kokoonpano.

Tyydyttyneen rasvahapon yleinen kaavio (lähde: laghi.L [cc by-Sa 3.0 (http: // creativecommons.Org/lisenssit/by-SA/3.0/)] Wikimedia Commonsin kautta)

Eläinten, kasvien, sienten ja mikro -organismien, kuten bakteerien ja hiivojen, lipideissä on kuvattu yli 100 erilaista rasvahappoa, ja niiden katsotaan olevan erityisiä lajeja ja kudoksia useimmissa elävissä olennoissa.

Öljyt ja rasvat, joita ihminen kuluttaa päivittäin.

[TOC]

Esittely

Voi, muun muassa koostuu olennaisesti rasvahapoista (lähde: Afrikka Studio, Pixabayn kautta.com)

Rasvahappomolekyylit suorittavat tärkeitä toimintoja solutasolla, mikä tekee niistä välttämättömiä komponentteja, ja koska jotkut niistä ei voida syntetisoida eläinten avulla, niiden on saatava ne ruokavaliosta.

Rasvahapot ovat harvinaisia ​​kuin vapaat lajit solusytosolissa, joten ne ovat yleensä osa muita molekyylikonjugaatteja, kuten:

- Lipidit, biologisissa kalvoissa.

- Triglyseridit tai rasvahappoesterit, jotka toimivat varantona kasveissa ja eläimissä.

- Vahat, jotka ovat pitkän ketjun rasvahappojen ja alkoholien kiinteät esterit.

- Muut samanlaiset aineet.

Eläimissä rasvahapoja varastoidaan solujen sytoplasmaan pieninä rasvapisarina, jotka koostuvat kompleksista, nimeltään triasyyliglyserolia, mikä ei ole muuta kuin glyserolimolekyyli, johon se on liitetty, rasvahappoketjun kussakin hiilen atomeissa, rasvahappoketju estertyyppisissä sidoksissa.

Vaikka bakteereilla on lyhyt ja yleensä monityydyttymättömät rasvahapot, luonnossa se on yleistä.

Rakenne

Rasvahapot ovat amfipaattisia molekyylejä, ts. Niillä on kaksi kemiallisesti määriteltyä aluetta: hydrofiilinen polaarinen alue ja hydrofobinen apolaarinen alue.

Hydrofobinen alue koostuu pitkästä hiilivetyketjusta, joka kemiallisesti ei ole kovin reaktiivista. Toisaalta hydrofiilinen alue koostuu karboksyyliryhmän (-COH) päätteestä, joka käyttäytyy kuin happea.

Tämä terminaalinen karboksyyliryhmä tai karboksyylihappo on ionisoitu liuoksessa, se on erittäin reaktiivinen (kemiallisesti puhuminen) ja on erittäin hydrofiilinen, joten se edustaa kovalenttista liitoskohtaa rasvahapon ja muiden molekyylien välillä.

Rasvahappojen hiilivetyketjujen pituudella on yleensä jopa useita hiiliatomeja, ja tämä liittyy läheisesti biosynteettiseen prosessiin, jolla ne tuotetaan, koska niiden kasvu tapahtuu hiilihiilistä pareista.

Yleisimmissä rasvahapoissa on ketjut välillä 16-18 hiiliatomia ja eläimiä, nämä ketjut eivät ole haarautuneita.

Luokittelu

Rasvahapot luokitellaan kahteen suureen ryhmään niiden muodostavien linkkien luonteen mukaan, toisin sanoen yksinkertaisten sidosten tai kaksoissidosten läsnäolon mukaan niiden hiilivetyketjujen hiiliatomien välillä.

Siten on tyydyttyneitä ja tyydyttymättömiä rasvahappoja.

- Tyydyttyneillä rasvahapolla on vain yksinkertaisia ​​hiilihiilisidoksia ja kaikki niiden hiiliatomit ovat "tyydyttyneitä" tai kytkettyjä vetymolekyyleihin.

- Tyydyttymättömillä rasvahapolla on yksi tai useampi kaksinkertainen hiilihiilisido, eikä kaikki nämä ole kiinnitetty vetyatomiin.

Tyydyttymättömät rasvahapot jaetaan myös tyydyttymättömyyden lukumäärän (kaksoissidoksissa) monityydyttymättömien, yhden kaksoissidoksen kanssa ja monityydyttymättömien kanssa, joissa on enemmän kuin yksi.

Tyydyttyneet rasvahapot

Niillä on yleensä 4–26 hiiliatomia, jotka yhdistyvät yksinkertaisilla linkillä. Sen sulamispiste on suoraan verrannollinen ketjun pituuteen, toisin sanoen sen molekyylipainoon.

Rasvahapot, joilla on 4–8 hiiliä, ovat nestemäisiä 25 ° C: ssa ja ovat ne, jotka muodostavat syötäviä öljyjä, kun taas ne, joilla on yli 10 hiiliatomia, ovat kiinteitä.

Yleisimpiä on lauriinihappo, jota on runsaasti kämmen- ja kookossiemenissä; Palmitiinihappo, jota löytyy palmu-, kaakaosta ja sikavoista sekä steaarihaposta, joka on kaakaassa ja hydratuissa öljyissä.

Ne ovat rasvahappoja, joiden stabiilisuus on paljon enemmän kuin tyydyttymättömät rasvahapot, etenkin hapettumisen edessä, ainakin fysiologisissa olosuhteissa.

Kiitos siitä, että yksinkertaiset hiilihiilisidokset voivat pyöriä ilmaiseksi.

Tyydyttymättömät rasvahapot

Nämä rasvahapot ovat erittäin reaktiivisia ja alttiita kylläisyyteen ja hapettumiseen. Ne ovat yleisiä kasveissa ja meri -organismeissa. Ne, joilla on yksi kaksoissidos.

Voi palvella sinua: DNA -polymeraasi

Kaksinkertaisten sidosten esiintyminen on yleistä hiiliatomien keskuudessa asemien 9–10 välillä, mutta tämä ei tarkoita, että monuinioroituja rasvahappoja ei löydy tyydyttymisen kanssa toisessa asennossa.

Toisin kuin tyydyttyneitä, tyydyttymättömät rasvahapot ei ole lueteltu päätelaarboksyyliryhmästä, vaan ensimmäisen kaksoissidoksen c - c sijainnin mukaan. Siten nämä on jaettu kahteen ryhmään, omega-6 tai ω6 ja omega-3 tai ω3.

Omega-6-hapoissa on ensimmäinen kaksoissidos hiilinumero 6 ja omega-3-hapoissa se on hiilinumerossa 3. Ω -nimellisarvo saadaan kaksoissidoksella, joka on lähinnä lopullista metyyliryhmää.

Kaksinkertaiset linkit löytyvät myös kahdesta geometrisesta kokoonpanosta, jotka tunnetaan nimellä "Cis " ja "Trans".

Useimmissa luonnollisissa tyydyttymättömissä rasvahapoissa on kokoonpano "IVY”Ja kaupallisissa rasvoissa (hydrattu) läsnä olevien rasvahappojen kaksoissidoksia löytyy "Trans".

Polytyydyttymättöissä rasvahapoissa kaksi kaksoissidosta erotetaan yleensä toisistaan ​​ainakin metyyliryhmällä, ts. Hiiliatomi, joka on kiinnitetty kahteen vetyatomiin.

Funktiot

Rasvahapoilla on useita toimintoja elävissä organismeissa, ja kuten edellä mainittiin, yksi niiden olennaisista toiminnoista olennaisena osana lipidejä, jotka ovat biologisten kalvojen pääkomponentteja ja yksi kolmesta runsaimmasta biomolekyylistä organismeissa elossa olevissa organismeissa yhdessä proteiinit ja hiilihydraatit.

Ne ovat myös erinomaisia ​​energiaalustat, joiden ansiosta saadaan suuria määriä energiaa ATP: n ja muiden välittäjien metaboliitteina.

Kun otetaan huomioon, että esimerkiksi eläimet eivät kykene varastoimaan hiilihydraatteja, rasvahapot edustavat pääasiallista energian varastointilähdettä, joka tulee ylimääräisten sokerien hapettumisesta.

Lyhyet ketjun tyydyttyneet rasvahapot paksusuolessa osallistuvat veden imeytymisen ja natrium-, kloridi- ja bikarbonaatti -ionien stimulaatioon; Lisäksi niillä on toimintoja liman tuotannossa, paksoksissyyttien (paksusuolen) jne. Proliferaatiossa jne.

Tyydyttymättömät rasvahapot ovat erityisen runsaasti kasvien alkuperän syötäviä öljyjä, jotka ovat tärkeitä kaikkien ihmisten ruokavaliossa.

Päivittäin kuluttamat öljyt ovat rasvahapoja (lähde: Stevepb, Pixabayn kautta.com)

Toiset osallistuvat joidenkin entsymaattisten aktiivisuuksien proteiinien ligandeiksi, joten ne ovat tärkeitä niiden vaikutuksista solujen energian aineenvaihduntaan.

Biosynteesi

Rasvahappojen hajoaminen tunnetaan nimellä β-hapettuminen ja tapahtuu eukaryoottisolujen mitokondrioissa. Biosynteesi päinvastoin esiintyy eläinsolujen sytosolissa ja kasvisolujen kloroplasteissa (fotosynteettiset organelit).

Se on asetyyli-CoA, malonyyli-CoA- ja NADPH-prosessi, sitä esiintyy kaikissa elävissä organismeissa ja "paremmissa" eläimissä, kuten nisäkkäissä. Esimerkiksi, se on erittäin tärkeää maksa- ja rasvakudoksissa sekä rintarauhasissa.

Tällä reitillä käytetty NADPH on pääasiassa pentoosifosfaattireitin NADP-riippuvaisten hapettumisreaktioiden tuote, kun taas asetyyli-CoA voi tulla erilaisista lähteistä, esimerkiksi pyruvaatin, Krebsin ja β-β-β-β-β-β-β-β-β-β-β-β-β-β-β-β-β-β-β-β-β-β-β- Rasvahappojen hapettuminen.

Biosynteesireitti, kuten β-hapettuminen, on erittäin säädetty kaikissa soluissa aleshiac-efektoreilla ja säätelyyn osallistuvien entsyymien kovalenttisilla modifikaatioilla.

-Malonyyli-CoA-synteesi

Reitti alkaa asetyyli-CoA-molekyylin malonyyli-CoA-nimisen metabolisen välittäjän muodostumisella, ja sitä katalysoi monitoiminen entsyymi, jota kutsutaan asetyyli-CoA-karboksilasaksi.

Tämä reaktio on reaktio biotiinista riippuen karboksyylimolekyylin lisäykseen ja tapahtuu kahdessa vaiheessa:

1. Ensinnäkin bikarbonaatista (HCO3-) johdetun karboksyylin ATP-riippuvainen biotiinimolekyylistä, joka löytyy proteesina (ei-proteiini), joka liittyy asetyyli-CoA-karboksylaasiin,.
2. Myöhemmin CO2 siirretään asetyyli-CoA: lle ja malonyyli-CoA tuotetaan.

-Reittireaktiot

Eläimissä rasvahappojen hiilihydraattiketjujen muodostuminen tapahtuu edelleen peräkkäisillä kondensaatioreaktioilla, joita katalysoivat monikriittiset ja monitoimiset entsyymit, jotka tunnetaan rasvahapposyntaasilla.

Tämä entsyymi katalysoi asetyyli-CoA-yksikön ja multonil-CoA-molekyylien kondensaatiota, jotka tuotetaan karboksylaasiasetyyli-CoA: n reaktiosta, jonka aikana CO2.

Kasvavat rasvahapot sterioidaan proteiiniksi, nimeltään "asyylivarausproteiini" tai ACP, joka muodostaa tioés asyyliryhmien kanssa. Sisään JA. koli Tämä proteiini on 10 kDa: n polypeptidi, mutta eläimissä se on osa rasvahappokompleksin syntaasia.

Voi palvella sinua: NOXA

Näiden joukkovelkakirjojen repeämä Tioéster vapauttaa suuria määriä energiaa, mikä mahdollistaa, termodynaamisesti sanottuna, kondensaatiovaiheiden esiintymisen biosinteettisellä reitillä.

Rasvahappokompleksin syntaasi

Bakteereissa syntaasihappoaktiivisuus vastaa tosiasiassa kuutta riippumatonta entsyymiä, jotka käyttävät asetyyli-CoA: ta ja malonyyli-CoA: ta rasvahappojen muodostamiseksi ja joiden kanssa liitetään kuusi erilaista entsymaattista aktiivisuutta.

Eläinten homodimeerinen ja monitoiminen kompleksi rasvahapposyntaasi (lähde: Boehringer Ingelheim [CC BY-Sa 4.0 (https: // creativecommons.Org/lisenssit/by-SA/4.0)] Wikimedia Commonsin kautta)

Nisäkkäissä, toisaalta rasvahapposyntaasi on monitoiminen homodimillinen entsymaattinen kompleksi, jolla.

Vaihe 1: Prowter -reaktio

Tioliryhmät kysteiinijätteissä, jotka vastaavat ACP -entsyymin metabolisten välittäjien liitosta, on ladattava ennen synteesin alkua tarvittavilla happaryhmillä.

Tätä varten asetyyli-COA-asetyyliryhmä siirretään yhden Tiol (-SH) -ryhmään yhden kysteiinitähteiden ACP-alayksikön rasvahapposyntaasin alayksikön. Tätä reaktiota katalysoi ACP-akiilin-transferaasin alayksikkö.

Asetyyliryhmä siirretään sitten ACP: stä toiseen kysteiinitähteeseen kompleksin toisen entsymaattisen alayksikön katalyyttisessä kohdassa, jota kutsutaan nimellä β-kethoacyyli-acp-sinta. Siten entsymaattinen kompleksi on "ohra" synteesin aloittamiseksi.

Vaihe 2: Malonyyli-CoA-yksiköiden siirto

Asetyyli-CoA-karboksilasa tuottama malonyyli-CoA siirretään AKT: n Tiol-ryhmään ja tämän reaktion aikana COA-osa menetetään. Reaktiota katalysoi rasvahappojen syntaasikompleksin maloniil-ACP-transferaasin alayksikkö, joka sitten tuottaa maloniil-ACP: tä.

Tämän prosessin aikana Malonic-ryhmä on kytketty ACP: hen ja β-kotoasiliin-ACP-SItaan esterilinkin ja toisen sulfidlin kautta, vastaavasti.

Vaihe 3: Kondensaatio

P-zoasiili-ACP--sukulaen entsyymi katalysoi hänen asetyyliryhmän siirtoa, joka liittyi häneen Malonilo-ryhmän "Hiili 2.

Tämän reaktion aikana vapautuu CO2. Sitten tapahtuu asetoaketyyli-ACP.

Vaihe 4: Alennus

P-zoasiili-ACP-reduktaasi-alayksikkö katalysoi NADPH-riippuvaisen aceoasetyyli-ACP: n pelkistymistä.

Vaihe 5: Dehydraatio

Tämä vaihe muodostaa trans-a-, β-asyyli-ACP: n tai ∆2-insaturado-akiili-ACP: n (crratonil-ACP), D-β-hydroksibutiril-ACP: n kuivumisen tuote Angry alayksikön toiminnalla. -Hydratasa.

Myöhemmin cratonili-ACP pelkistetään butiril-ACP: ksi reaktiolla, joka riippuu NADPH: sta, jota katalysoidaan vihaisella ac-reduktaasin alayksiköllä. Tällä reaktiolla ensimmäinen seitsemästä syklistä, joita tarvitaan palmitail-ACP: n tuottamiseen, joka on melkein kaikkien rasvahappojen edeltäjä.

Kuinka myöhemmät kondensaatioreaktiot seuraavat?

Butirilo-ryhmä siirretään ACP: stä kysteiinitähteen Tiol-ryhmään β-cethoasiili-ACP-SITA: ssa, joten ACP pystyy hyväksymään toisen malonyyli-CoA: n Malonic-ryhmän.

Tällä tavoin reaktio on maloniil-ACP: n kondensoituminen Butril-β-cotoasiili-ACP-Sinta -sovelluksella, joka aiheuttaa β-zotoheksanoil-ACP + CO2.

Seuraavista vaiheista syntyvä palmitail-ACP (viiden lisää malonisen yksikön lisäämisen jälkeen) voidaan vapauttaa vapaana palmitiinihapona entsyymitioesteraasin aktiivisuuden ansiosta, se voidaan siirtää COA: lle tai sisällyttää fosfatidihappoon for for for fosfolipidien ja triasyyliglyseridien synteesireiti.

Palmitiinihapon rakenne (lähde: Andel, Wikimedia Commonsin kautta)

Useimpien organismien rasvahapposyntaasi pysähtyy Palmitail-ACP: n synteesissä, kun otetaan huomioon, että β-kettoasyyli-ACP-syntaasin alayksikön katalyyttisessä kohdassa on kokoonpano, jossa vain kyseisen pituuden rasvahapot voidaan ottaa huomioon.

Kuinka rasvahapot ovat parittomia hiiliatomeja?

Nämä ovat suhteellisen yleisiä meriorganismeissa ja syntetisoidaan myös kompleksinen rasvahappo -syntaasi. Kolmen hiiliatomin "ohra" -reaktio tapahtuu kuitenkin pidemmän molekyylin, propionyyli-ACP: n kanssa.

Missä ja miten pidempien ketjujen rasvahapot?

Palmitiinihappo, kuten kommentoi, toimii edeltäjänä monille tyydyttyneille ja tyydyttymättömille rasvahapoille, jotka ovat pidempiä. Rasvahappojen "pidennys" -prosessi tapahtuu mitokondrioissa, kun taas tyydyttymättömyyden lisääminen tapahtuu olennaisesti endoplasmisessa retikulumissa.

Monet organismit muuttavat tyydyttyneet rasvahapot tyydyttymättömäksi sopeutumisena alhaiseen ympäristölämpötilaan, koska tämä antaa heille mahdollisuuden ylläpitää lipidien fuusiopistettä ympäristön lämpötilan alapuolella.

Rasvahappoominaisuudet

Monet rasvahappojen ominaisuuksista riippuvat niiden ketjun pituudesta ja tyydyttymättömyyden esiintymisestä ja määrästä:

Voi palvella sinua: Abioottinen synteesiteoria: Pääominaisuudet

- Tyydyttymättömien rasvahappojen sulamispisteet ovat alhaisemmat kuin saman pituisten tyydyttyneiden rasvahappojen.

- Rasvahappojen pituus (hiiliatomien lukumäärä) on käänteisesti verrannollinen molekyylin juoksevuuteen tai joustavuuteen, toisin sanoen "lyhyimpi" molekyylit ovat nestemäisiä ja päinvastoin.

Yleensä nesteen rasva -aineet koostuvat rasvahapoista, joilla on lyhyet ketjut ja tyydyttymättömyyden läsnäolo.

Kasveilla on runsaasti tyydyttymättömiä rasvahappoja, samoin kuin eläimiä, jotka elävät erittäin alhaisissa lämpötiloissa, koska nämä, kuten solukalvoissa läsnä olevien lipidien komponentit, antavat niille suuremman juoksevuuden näissä olosuhteissa.

Fysiologisissa olosuhteissa kaksoissidoksen esiintyminen rasvan hiilivetyketjussa.

Kaksinkertaisten sidosten esiintyminen lipidimolekyyleihin liittyvissä rasvahapoissa on suoria vaikutuksia "pakkausasteeseen", joka heillä voi olla kalvoissa, joihin ne kuuluvat, ja sillä on myös vaikutuksia membraaniproteiineihin.

Esimerkki rasvahappojen mylan muodostumisesta vesipitoiseen ympäristöön altistettuihin karboksyyliryhmiin (lähde: Benutzer: Anderl [CC BY-SA 3.0 (http: // creativecommons.Org/lisenssit/by-SA/3.0/)] Wikimedia Commonsin kautta)

Rasvahappojen liukoisuus vähenee sen ketjun pituuden kasvaessa, joten ne ovat käänteisesti verrannollisia. Vesipitoisissa ja lipidiseoksissa rasvahapot liittyvät rakenteisiin, jotka tunnetaan nimellä misellit.

Micella on rakenne, jossa rasvahappojen alifaattiset ketjut "suljetaan", "karkottaen" kaikki vesimolekyylit ja kenen pinnalla on karboksien ryhmiä.

Nimikkeistö

Rasvahappojen nimikkeistö voi olla jonkin verran monimutkainen, varsinkin jos viitataan heidän saamiinsa yleisiin nimiin, jotka liittyvät usein joihinkin fysikaalis -kemiallisiin ominaisuuksiin, paikkaan, missä ne ovat tai muita ominaisuuksia.

Monet kirjoittajat ajattelevat, että terminaalikarboksyyliryhmän ansiosta nämä molekyylit ionisoidaan fysiologiseen pH: han, niiden tulisi viitata "karboksilaatiksi", jotka käyttävät lopettamista "Ato ".

IUPAC -järjestelmän mukaan rasvan hiiliatomien luettelo. Ketjulaitteen metyyli sisältää hiiliatomin ω.

Yleensä systemaattisessa nimikkeistössä heille annetaan "vanhempien" hiilivety (hiilivety, jolla on sama määrä hiiliatomeja) ja niiden lopettaminen korvataan "jompikumpi" "OICO", Jos se on tyydyttymätön rasvahappo, pääte lisätään "Sumu".

Harkitse esimerkiksi 18 hiiliatomin rasvahappoa (C18):

- Koska hiilivety, jolla on sama määrä hiiliatomejaOktadekaanihappo"O hyvin"Octadecanooto”Ja sen yleinen nimi on steariinihappo.

- Jos sinulla on kaksois sidos joidenkin rakenteen hiiliatomien välillä, se tunnetaan nimellä "Oktadekeenihappo"

- Jos sinulla on kaksi kaksinkertaista c res c - c, niin sitä kutsutaan "Oktadekadienoiinihappo" Ja jos sinulla on kolme "Octadecatrieno -happo".

Jos haluat tehdä yhteenvedon nimikkeistöstä, käytä sitten 18: 0 18 -hiilirasvahappoa eikä kaksoissidosta (tyydyttynyt) ja tyydyttymättömyyden asteesta riippuen, nollan sijasta on kirjoitettu 18: 1 molekyylille molekyylillä tyydyttymättömyydellä 18: 2 yhdelle kahdella tyydyttymättömyydellä ja niin edelleen.

Jos haluat määrittää, mitkä hiiliatomit ovat kaksoissidoksia tyydyttymättömissä rasvahapoissa, ∆ -symbolia käytetään numeerisella tutkimuksella, joka osoittaa tyydyttymättömyyden ja etuliitteen paikan "IVY" jompikumpi "Trans", Tämän kokoonpanosta riippuen.

Viitteet

1. Badui, s. (2006). Elintarvikekemia. (JA. Quintanar, Ed.) (4. ed.-A. Meksiko d.F.: Pearson Education.
2. Garrett, r., & Grisham, c. (2010). Biokemia (4. ed.-A. Boston, USA: Brooks/Cole. Cengage -oppiminen.
3. Mathews, c., Van Holde, K., & Ahern, k. (2000). Biokemia (3. ed.-A. San Francisco, Kalifornia: Pearson.
4. Murray, r., Taivutus, D., Botham, K., Kennelly, P., Rodwell, V., & Weil, P. (2009). Harperin kuvitettu biokemia (28. ed.-A. McGraw-Hill Medical.
5. Nelson, D. Lens., & Cox, M. M. (2009). Lehninger -biokemian periaatteet. Omega -versiot (5. ed.-A.
6. Rawn, j. D -d. (1998). Biokemia. Burlington, Massachusetts: Neil Patterson Publishers.
7. Tvrzicka, E., Kremmyda, l., Stantova, b., & Zak,. (2011). Rasvahapot biokompunsseina: niiden rooli ihmisen aineenvaihdunnassa, terveydessä ja sairauksissa- katsaus. Osa 1: Luokittelu, ravintolähteet ja biologiset toiminnot. Biomed Pap Med Fac Univ Palacky Olomouc Tšekin repub, 155(2), 117-130.