8. Lipidy – budowa i funkcje biologiczne PDF

Preview

Summary

Zagadnienia na wejściówkę o lipidach ich budowie oraz funkcji...

Description

Kartkówka 8 – Lipidy – budowa i funkcje biologiczne • Podział, budowa i funkcje lipidów Lipidy błonowe należą do różnych grupy oraz posiadają różne struktury chemiczne. Ich cechą wspólną jest posiadanie charakteru amfipaotycznego, w budowie zawsze posiadają fragment polarny (głowa) i fragment hydrofobowy (ogon). Lipidy pełnią różnorodne funkcje biologiczne. Wykorzystywane są jako cząsteczki paliwowe, jako cząsteczki magazynujące o wielkiej koncentracji energii, jako cząsteczki sygnalizacyjne i jako składniki błon biologicznych oraz są składnikami błony biologicznej. Funkcje: • Stanowią materiał energetyczny i zapasowy (tłuszcze właściwe) • Budują plazmolemmę, dwuwarstwę lipidową i inne błony występujące w komórce (głównie fosfolipidy, w mniejszym stopniu glikolipidy i cholesterol) • Pełnią funkcję termoizolacyjną (tkanka tłuszczowa zwierząt chroni przed nadmierną utratą ciepła) • Biorą udział w przekazywaniu sygnałów z otoczenie do wnętrza komórki. • Są rozpuszczalnikiem witamin A, D, E, K ( tłuszcze właściwe) • Pełnią funkcję regulacyjną (prostaglandyny, hormony sterydowe kory nadnerczy i gonad) • Zabezpieczają rośliny przed nadmierną utratą wody (woski na powierzchni owoców i liści) • Stanowią warstwy ochronne u zwierząt (woski na skórze, włosach, piórach) • Biorą udział w fotosyntezie (karotenoidy) • Są prekursorem witamin (β-karoten witaminy A, cholesterol witaminy D) • Są składnikiem ściany komórkowej niektórych bakterii (lipopolisacharydy w ścianach bakterii Gram -) Lipidy błonowe dzielimy na 3 grupy w zależności od ich składu chemicznego: -Fosfolipidy, występują bardzo licznie we wszystkich błonach, są one główną klasą lipidów. Są pochodnymi glicerolu bądz innego złożonego alkoholu -Glikolipidy są lipidami zawierającymi cukier. Są pochodnymi sfingozyny Bardziej złożone glikolipidy jak ganglizody zawierają rozgałęziony łańcuch złożony aż z siedmiu reszt cukrowych. -Sterole, znajdujące sięu organizmów wyższych. Cholesterol, ten steroid znajduje się tylko w organizmach eukariotycznych. Ma przede wszystkim wpływ na właściwości fizykochemiczne błony takie jak płynność i wrażliwość na temperatury. • Budowa i właściwości mydeł Mydła to sole wyższych kwasów tłuszczowych, które dobrze rozpuszczają się w wodzie, należą do substancji powierzchniowo czynnych (detergenty – surfakanty), mają one zdolność do zmniejszenia napięcia powierzchniowego wody oraz innych roztworów, właściwość ta wynika z budowy cząsteczki zawierającej fragment lipofilowy (ogon) i fragment hydrofilowy (głowa), oraz mają zdolność tworzenia trwałych emulsji z tłuszczami Mydła można podzielić za względu na: -Rozpuszczalność w wodzie: Dobrze rozpuszczalne: Sodowe oraz potasowe Nierozpuszczalne / trudno rozpuszczalne: litowe, magnezowe, glinowe, wapniowe -Stan skupienia: Stałe: Twarde: sodowe, potasowe, wapniowe Miękkie:glinowe Ciekłe: magnezowe Półciekłe: litowe Zasadnicza akcja mydła w usuwaniu brudu polega na oddziaływaniu z nierozpuszczalnymi w wodzie składnikami brudu (tłuszcz, smary węglowodorowe) które dają się wymyć w postaci

kulistych miceli, gdzie hydrofobowe części cząsteczek mydła wchłaniają cząsteczki brudu i zamykają je wewnątrz miceli, a polarne hydrofilowe grupy znajdują się na zewnątrz i ich powinowactwo do wody umożliwia wymywanie. Ponadto dzięki małemu napięciu powierzchniowemu roztworów mydła ułatwiają one zwilżanie brudu i wnikanie kąpieli piorącej do porów tkaniny. Silne pienienie tych roztworów dodatkowo ułatwia usuwanie brudu z tkaniny lub ciała ludzkiego. •

Struktura i rola biologiczna cholesterolu

Cholesterol jest związkiem chemicznym – lipidem, z grupy steroidów zaliczanym także do alkoholi. W jego strukturze zawiera cztery pierścienie węglowe, trzy sześciowęglowe – jeden z wiązaniem podwójnym, oraz jeden pierścień pięciowęglowy. Cholesterol odgrywa kluczową rolę jako prekursor witaminy D3, oraz w syntezie hormonów o budowie sterydowej jak progesteron lub estrogen, dostarcza on szkielet do biosyntezy steroidów. Redukuje przepuszczalność błony komórkowej dla kationów wodoru i sodu a także bierze udział w formowaniu raftów lipidowych i membrany plazmidowej. Jego obecność w komórkach nerwowych mózgu ma duże znaczenie dla funkcjonowania synaps. W mielinie okrywa i izoluje nerwy, wspomagając przepływ impulsów nerwowych. Zasady metod doświadczeń wykonywanych na ćwiczeniach ◦ Otrzymywanie mydeł i badanie ich właściwości ▪ Otrzymywanie mydeł Tłuszcze właściwe pod wpływem pary wodnej ulegają hydrolizie. Powstaje wtedy glicerol i kwasy tłuszczowe. Hydrolizę można przeprowadzić również pod wpływem alkaliów na przykłąd KOH / NaOH. Otrzymuje się wtedy odpowiednie sole kwasów tłuszczowych zwane mydłami, a proces nazywa się zmydlaniem tłuszczów. •

▪ Wysalanie mydeł Wewnątrz roztowru wodnego micele mydła uformowane są w postaci kuleczek których wnętrza są hydrofobowe, na zewnątrz natomiast znajdują się hydrofilne grupy -COONa. Powierzchniowe grupy polarne ulegają hydratacji, to znaczy, otaczają się płaszczem wodnym. Micele mydła utrzymują się w roztworze dzięki ochronnemu działaniu płaszcza wodnego. Dodanie do takiego układu elektrolitu o większym powiniowactwie do wody niż mydło (NaCl) powoduje odwodnienie miceli. Duży nadmiar jonów w środowisku zobojętnia ponadto ładnuki elektryczne na powierzchni miceli. Cząsteczki koloidu pozbawione płaszcza wodnego i odpychającego działania ładunków wypadają z roztworu. Zjawisko to nazywa się wysalaniem koloidu mydła. Jest ono odwracalne, po dodaniu roztworu soli i dodaniu wody wytrącony koloid rozpuszcza się ponownie. ▪ Otrzymywanie mydła nierozpuszczalnego

Mydła w zależności od rodzaju wchodzącego w ich skład metalu dzielą się na rozpuszczalne i nierozpuszczalne w wodzie. Jeżeli roztwór mydła rozpuszczalnego podziałać chlorkiem barowym, wapniowym bądz octanem ołowiawym, wytrąca się nierozpuszczalny osad mydła barowego, wapniowego lub ołowiawego. Mydła wapniowe i magnezowe tworzą się także w zetknięciu mydeł sodowych z wodą twardą. Sole te nie obniżają napięcia powierzchniowego roztworu. ▪ Wytrącanie kwasów tłuszczowych Mydła jako sole słabych kwasów oraz mocnych zasad, wchodzą w reakcje z kwasami. Mocny kwas mineralny wypiera słabszy organiczny z jego soli, który nierozpuszczalny w wodzie wytrąca się z roztworu. ◦ Próba akroleinowa Glicerol pod wpływem KHSO4 traci dwie cząsteczki wody i przechodzi w nienasycony aldehd zwany akroleiną, która z kolei redukuje jon srebra do srebra metalicznego ◦ Wykrywanie nienasyconych kwasów tłuszczowych – reakcja Hubla Wprowadzenie: wykrywanie obecności nienasyconych kw. Tłuszczowych sprowadza się do reakcji stwierdzających obecność wiązań podwójnych między atomami węgla. Podwójne wiązania kwasów tłuszczowych wysyca się przez przyłączenie 2 atomów jodu do dwóch atomów węgla które tworzą wiązania podwójne w obecności katalizatora, w tym przypadku HgCl2 CH3(CH2)7CH-CH(CH2)7COOH + I2 → CH3(CH2)7-CH-CH-(CH2)7COOH ◦ Wykrywanie steroli metodą Salkowskiego Wprowadzenie: Sterole, dzięki obecności powdójnego wiązania, tworzą barwne produkty w obecności mocnych kwasów. Pod wpływem kwasu następuje eliminacja dwóch cząsteczek H2O i powstaje dodatkowe podwójne wiązanie które jest sprzężone z wiązaniem cząsteczki sterolu. Podwójne wiązania produktu są odpowiedzialne za jego barwę. Produktem w reakcji ze stężonym kwasem siarkowym (VI) jest kwas disulfonowy biocholestadienu o barwie czerwonej (warstwa chloroformowa barwi się na czerwono, a kwasowa na żółto o zielonej fluorescencji)....