4. Kwasy tłuszczowe. Lipidy proste i złożone. Steroidy.
Przygotowała Małgorzata Kłonowska
*Zagadnienia do powtórzenia i przygotowania:
Kwasy tłuszczowe
Struktura i polaryzacja grupy karboksylowej.
Budowa i właściwości fizykochemiczne kwasów organicznych i kwasów tłuszczowych.
Właściwości kwasowo-zasadowe, dysocjacja i formy jonowe, pH roztworów kwasów karboksylowych, stała i stopień dysocjacji, wpływ podstawników na dysocjację i właściwości.
Mechanizm substytucji nukleofilowej na przykładzie otrzymywania pochodnych kwasów. Estryfikacja, mechanizm estryfikacji.
Estry kwasów organicznych i nieorganicznych, przykłady estrów o znaczeniu biologicznym.
Hydroliza zasadowa i kwaśna estrów, otrzymywanie amidów, chlorków kwasowych, bezwodników.
Dwukarboksy-, keto- i hydroksy- kwasy o znaczeniu biologicznym.
Produkty dekarboksylacji kwasów organicznych.
Produkty utleniania hydroksy- i ketokwasów.
Kwasy tłuszczowe jako element budowy lipidów.
Nasycone i nienasycone kwasy tłuszczowe, ich konfiguracja, określenie położenia wiązań podwójnych.
Kwasy tłuszczowe jako substancje zjonizowane w pH fizjologicznym.
Kwasy tłuszczowe jako substancje amfipatyczne.
Orientacja kwasów tłuszczowych w wodzie.
Nienasycone kwasy tłuszczowe są niezbędne w ludzkiej diecie.
Woski to związki użyteczne w farmacji
Woski to estry długołańcuchowych nasyconych kwasów tłuszczowych i wielowodorotlenowych alkoholi
Woski tworzą ochronną powłokę na skórze, sierści, piórach zwierząt oraz na liściach i owocach roślin
Woski stanowią podłoże do maści i kremów
Lipidy - estry biologiczne
Trójglicerydy (tłuszcze i oleje) jako estry kwasów tłuszczowych i glicerolu.
Tłuszcze jako energetyczne substancje zapasowe magazynowane przez organizm.
Porównanie fizykochemicznych właściwości tłuszczowców. Tworzenie micelli.
Tłuszcze złożone - glicerofosfatydy i sfingomieliny: podział, budowa, składniki, rodzaje wiązań, rola w organizmie.
Hydroliza kwaśna i zasadowa tłuszczy prostych i złożonych, hydroliza enzymatyczna fosfolipidów.
Amfipatyczność lipidów, organizacja lipidów w roztworach wodnych.
Uszkodzenia lipidów przez reaktywne formy tlenu ( RFT ) czyli peroksydacja lipidów.
Steroidy jako pochodne pentanoperhydrofenantrenu
Konformacja cykloheksanu, dekaliny, steranu.
Sterydy - szeregi konformacyjne allo i normalny.
Hormony płciowe.
Cholesterol: sterol zwierzęcy, struktura, konformacja, reaktywność. Cholesterol: składnik płynów ustrojowych i tkanek.
Kwasy żółciowe: produkty oksydacji cholesterolu. Struktura, nazwy.
Sole kwasów żółciowych jako silne detergenty.
Problemy/Pytania.
Wytłumacz główne różnice i podobieństwa pomiędzy kwasami tłuszczowymi nasyconymi i nienasyconymi.
Podaj wzory kwasów: laurynowego, mistrynowego, palmitynowego, stearynowego, palmitoolejowego, oleinowego, linolowego, linoleinowego
i arachidinowego.
Kwas salicylowy i jego pochodne (estry, amidy) stosowane w medycynie.
Jak wpływa obecność wiązań podwójnych w nienasyconych kwasach tłuszczowych na właściwości fizykochemiczne błony komórkowej?
Opisz konformacje cis i trans nienasyconych kwasów tłuszczowych.
Narysuj wzór strukturalny trzech kwasów tłuszczowych najczęściej występujących w układach biologicznych.
Jakiego typu związkami są tłuszcze i woski? Opisz ich właściwości fizykochemiczne.
Na czym polega reakcja zmydlania tłuszczu?
Wyjaśnij pojęcia : hydrofobowy, hydrofilowy i amfipatyczny. Odnośnie do tych pojęć określ charakter tłuszczu, mydła, wosku, kwasu tłuszczowego.
Narysuj wzór strukturalny trójglicerydu zbudowanego z kwasu palmitynowego, stearynowego i oleinowego.
Narysuj wzór oleinianu metylu. Wskaż prawidłową konformację grup przy wiązaniu podwójnym.
Napisz równanie reakcji hydrolizy kwaśnej i zasadowej acylogliceroli.
Podaj główne różnice pomiędzy mydłami a detergentami.
Wytłumacz dlaczego olej kokosowy jest ciekłym trójglicerydem, pomimo że jest zbudowany z nasyconych kwasów tłuszczowych.
Wytłumacz pojęcie "utwardzanie" tłuszczu zastosowane do tłuszczów ciekłych.
Ile cząsteczek H2 zużyto do katalitycznego uwodornienia 1 mola tróglicerydu uzyskanego z gliceryny oraz z kwasów: sterynowego, linolenowego i arachidonowego.
Napisz wzór kwasu arachidonowego i porównaj go z wzorem prostaglandyny PGE2.
Podaj główne różnice pomiędzy prostaglandynami i leukotrienami.
Narysuj wzory następujących fosfoglicerydów: lecytyny, kefaliny, fosfatydyloseryny, plazmalogenu.
Określ rodzaje wiązań. Wskaż w cząsteczkach regiony hydrofilowy i hydrofobowy. Czy są one również amfoteryczne?
Lecytyna może być stosowana jako emulgator. We wzorze cząsteczki lecytyny zaznacz część hydrofobową i hydrofilową. Która z części oddziaływuje z olejem, a która z wodą?
Narysuj wzór strukturalny lecytyny zawierającej po jednej cząsteczce kwasu lionolenowego i palmitynowego. Określ miejsce położenie w cząsteczce glicerolu oraz ich konformację.
Napisz reakcję hydrolizy kwaśnej i zasadowej lecytyny.
Efekt hydrofobowy jest jednym z najważniejszych niekowalencyjnych oddziaływań prowadzących do samoorganizacji biocząsteczek w roztworach wodnych.
Efekt hydrofobowy powstaje dzięki:
oddziaływaniu grup polarnych ze środowiskiem wodnym przez wiązania wodorowe, oraz
organizacji grup niepolarnych tak, że chronią się przed środowiskiem wodnym.
Wykaż, że efekt hydrofobowy jest zaangażowany
w formowaniu micelli przez mydła i detergenty
tworzeniu dwuwarstwy lipidowej przez fosfolipidy.
Podstawowym elementem strukturalnym sfingomielin i glikolipidów jest aminoalkohol sfingozyna. Narysuj jej wzór.
Porównaj budowę glicerofosfolipidów i sfingomielin na podstawie wzorów lecytyny i sfingomieliny, określ wiązania, wskaż część hydrofobową i hydrofilową. Dlaczego regiony „główki” i „ogona” w fosfolipidach są tak ważne w żywych komórkach?
Porównaj jakie jest rozmieszczenie trójglicerydów, fosfatydylocholiny, kefalin, sfingomielin, glikolipidów i cholesterolu w komórkach. Jakie są różnice pomiędzy wewnętrzną, a zewnętrzną powierzchnią błony komórkowej?
Glikolipidy i sfingomieliny są składnikami tkanki nerwowej. Na podstawie struktur sfingomielin i galaktocerebrozydu wykaż podobieństwa i różnice w ich budowie.
W jaki sposób trójglicerydy, fosfatydylocholina, fosfatydylokolamina, sfingomieliny, glikolipidy i cholesterol rozmieszczone są w komórce. Jaki jest ich udział w budowie błony komórkowej.
Jakie substancje możesz zaliczyć do sterydów?
Sterydy jako grupa związków zawierających układ nasyconych pierścieni/cykloalkanów. Narysuj strukturę steranu, opisz pierścienie i ponumeruj atomy węgla. Co możesz powiedzieć o konformacji pierścieni?
Podaj wzór cholesterolu. Zaznacz hydrofilową grupę polarną. Wytłumacz jaki wpływ ma cholesterol na płynność lub sztywność błony komórkowej.
Podaj, które atomy węgla są centrami asymetrii w cząsteczce cholesterolu. Ile można utworzyć stereoizomerów. Ile z nich występuje w naturze?
Gdzie można spotkać w organizmie czyste kryształy cholesterolu?
Jaki związek powstaje w reakcji cholesterolu z H2/Pd i Br2? Podaj wzory i nazwy powstałych związków.
Podaj dlaczego wolny cholesterol tworzy kamienie żółciowe, a jego estry nie tworzą.
Główne kwasy żółciowe człowieka to, kwas cholowy, chenodezoksycholowy, dezoksycholowy i litocholowy. Narysuj wzory strukturalne tych kwasów. Zaznacz fragment hydrofilowy i hydrofobowy tych cząsteczek. Dlaczego pełnią tak ważną rolę w organizmie?
Kwasy żółciowe mogą być połączone z glicyną lub tauryną. Narysuj wzory: taurocholanu i glicylocholanu. Określ typ wiązań?
Porównaj budowę cholesterolu i hormonów. Który z pierścieni z układu steranu ulega największym zmianom?
Przeanalizuj budowę testosteronu (męski hormon płciowy) i progesteronu (żeński hormon płciowy). Jakie są podobieństwa w budowie, a jakie widzisz różnice?
Jakimi grupami funkcyjnymi różni się aldosteron od kortyzonu?
1
4-4