lipids są dużą i heterogeniczną grupą substancji pochodzenia biologicznego, które łatwo rozpuszczają się w rozpuszczalnikach organicznych, takich jak metanol, aceton, chloroform i benzen. Natomiast są nierozpuszczalne lub słabo rozpuszczalne w wodzie. Ich niska rozpuszczalność w wodzie wynika z braku atomów polaryzujących, takich jak O, N, S I P.
Klasyfikacja lipidów
lipidy można podzielić na substancje, które są hydrolizowalne— tj., zdolne do hydrolitycznego rozszczepiania-lub niehydrolizowalne.
hydrolizowalne lipidy
estry proste obejmują tłuszcze (triacyloglicerol; jeden glicerol + trzy reszty acylowe), woski (jeden alkohol tłuszczowy + jedna reszta acylowa) i estry steroli (jeden sterol + jedna reszta acylowa).
fosfolipidy są estrami o bardziej złożonych strukturach. Ich charakterystycznym składnikiem jest pozostałość fosforanowa. Fosfolipidy obejmują kwasy fosfatydowe (jeden glicerol + dwie reszty acylowe + jeden fosforan) i fosfatydy (jeden glicerol + dwie reszty acylowe + jeden fosforan + jeden aminoalkohol).
w sfingolipidach glicerol i jedna reszta acylowa są zastępowane przez sfingozynę. Szczególnie ważne w tej grupie są glikolipidy zawierające cukier (jeden sfingozyna + jeden kwas tłuszczowy + cukier). Cerebrozydy (jeden sfingozyna + jeden kwas tłuszczowy + jeden cukier) i gangliozydy (jeden sfingozyna + jeden kwas tłuszczowy + kilka różnych cukrów, w tym kwas neuraminowy) są przedstawicielami tej grupy. Składniki hydrolizowalnych lipidów są połączone ze sobą wiązaniami estrowymi. Łatwo się je rozkłada enzymatycznie lub chemicznie.
lipidy niehydrolizowalne
węglowodory obejmują alkany i karotenoidy. Alkohole lipidowe nie są również hydrolizowalne. Należą do nich długołańcuchowe alkanole i cykliczne sterole, takie jak cholesterol, oraz steroidy, takie jak estradiol i testosteron. Najważniejszymi kwasami wśród lipidów są kwasy tłuszczowe. Eikozanoidy również należą do tej grupy; są to pochodne wielonienasyconego kwasu tłuszczowego kwasu arachidonowego.
lipidy dzielą się zazwyczaj na cztery główne grupy:
kwasy tłuszczowe (nasycone i nienasycone)
kwasy tłuszczowe są długołańcuchowymi kwasami monokarboksylowymi. W wyniku ich biosyntezy kwasy tłuszczowe zawierają na ogół parzystą liczbę atomów węgla.
ogólnym wzorem dla nasyconego kwasu tłuszczowego jest CH 3 (CH 2 ) N COOH, w którym N w układach biologicznych jest parzystą liczbą całkowitą.
przykładem nienasyconego kwasu tłuszczowego jest 18-węglowy nienasycony kwas tłuszczowy kwas oleinowy. W przypadku nienasyconych kwasów tłuszczowych występuje co najmniej jedno podwójne wiązanie węgiel-węgiel. Ze względu na wiązania podwójne, atomy węgla biorące udział w tych wiązaniach nie są” nasycone ” atomami wodoru. Wiązania podwójne występujące w prawie wszystkich naturalnie występujących nienasyconych kwasach tłuszczowych znajdują się w konfiguracji cis.
glicerydy (lipidy zawierające glicerol)
glicerydy są estrami lipidowymi, które zawierają cząsteczkę glicerolu i kwasy tłuszczowe. Można je podzielić na dwie klasy: obojętne glicerydy i fosfoglicerydy.
obojętne glicerydy są niejonowe i niepolarne. Cząsteczki fosfoglicerydów mają region polarny, grupę fosforylową, oprócz niepolarnych ogonów kwasów tłuszczowych. Struktury każdego z tych rodzajów glicerydów mają kluczowe znaczenie dla ich funkcji. Estryfikacja glicerolu kwasem tłuszczowym wytwarza obojętny gliceryd. Estryfikacja może wystąpić w jednym, dwóch lub wszystkich trzech pozycjach, wytwarzając monoglicerydy, diglicerydy lub trójglicerydy. Chociaż monoglicerydy i diglicerydy są obecne w przyrodzie, najważniejszymi obojętnymi glicerydami są trójglicerydy, główny składnik komórek tłuszczowych.
fosfolipidy to grupa lipidów, które są estrami fosforanowymi. Obecność grupy fosforylowej powoduje powstanie cząsteczki o głowie polarnej (Grupa fosforylowa) i niepolarnym ogonie (łańcuch alkilowy kwasu tłuszczowego). Ponieważ grupa fosforylowa jonizuje się w roztworze, powstaje naładowany lipid. Najbardziej obfite lipidy błonowe pochodzą z glicerolu-3-fosforanu i są znane jako fosfoglicerydy.
Nonglicerydowe lipidy (sfingolipidy, steroidy, woski)
sfingolipidy to lipidy, które nie pochodzą z glicerolu. Podobnie jak fosfolipidy, sfingolipidy są amfipatyczne, mają polarną grupę głowy i dwa niepolarne ogony kwasów tłuszczowych i są strukturalnymi składnikami błon komórkowych.
sterydy są naturalnie występującą rodziną cząsteczek organicznych o znaczeniu biochemicznym i medycznym. Sterydy są członkami dużej, zróżnicowanej kolekcji lipidów zwanych izoprenoidami. Wszystkie te związki zbudowane są z jednej lub więcej jednostek pięciowęglowych zwanych izoprenami.
woski pochodzą z wielu różnych źródeł i mają różne składy chemiczne, w zależności od źródła. Na przykład wosk parafinowy składa się z mieszaniny stałych węglowodorów (Zwykle związków prostołańcuchowych). Woski naturalne na ogół składają się z długołańcuchowego kwasu tłuszczowego estryfikowanego do długołańcuchowego alkoholu. Ponieważ długie ogony węglowodorowe są wyjątkowo hydrofobowe, woski są całkowicie nierozpuszczalne w wodzie. Woski są również stałe w temperaturze pokojowej, ze względu na dużą masę cząsteczkową. Dwa przykłady wosków to palmitynian myrycylu, główny składnik wosku pszczelego, i olej wielorybi (wosk spermaceti), pochodzący z głowy kaszalota, który składa się z palmitynianu cetylu.
złożone lipidy (lipoproteiny)
złożone lipidy są lipidami, które są związane z innymi typami cząsteczek. Najczęstszymi i najważniejszymi złożonymi lipidami są lipoproteiny osocza, które są odpowiedzialne za transport innych lipidów w organizmie.
lipidy są słabo rozpuszczalne w wodzie, a przemieszczanie się lipidów z jednego narządu do drugiego przez krwioobieg wymaga układu transportowego, który wykorzystuje lipoproteiny osocza. Cząsteczki Lipoprotein składają się z rdzenia hydrofobowych lipidów otoczonych białkami amfipatycznymi, fosfolipidami i cholesterolem.