Tema 8: Lípids (2016)

Apunte Catalán
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Biología - 1º curso
Asignatura Estructura i funció de biomolècules
Año del apunte 2016
Páginas 13
Fecha de subida 28/04/2016
Descargas 23
Subido por

Vista previa del texto

TEMA 8: LÍPIDS I MEMBRANES BIOLÒGIQUES 1.1.- Tipus de lípids i funcions Els lípids com a macromolècules, són un conjunt molt divers, i com a propietat comuna del conjunt de lípids, és que tampoc són solubles en aigua sinó en solvents orgànics, són hidrofòbics.
- - Són compostos molt reduïts, i per tant la seva oxidació dóna molta energia, s’utilitzen com a magatzem d’energia.
Són bons aïllants de l’entorn, degut a la baixa conductivitat termal i la alta capacitat calòrica.
Són repel·lents a l’aigua, degut a la seva hidrofobicitat (prevenció de la pèrdua d’aigua per evaporació).
Són components de membranes, són cofactors per enzims, són molècules senyals, com moltes hormones que tenen una part lipídica molt important, o molts pigments que són lípids o tenen un derivat lípid annexat, o algunes vitamines antioxidants també tenen dins la seva estructura una part lipídica molt important. És a dir que com a família, són molt heterogenis.
I també realitzen altres funcions tant variades com el control de flotació i acústic en mamífers marins Classificació dels lípids Lípids que no tenen àcids grassos colesterol o terpens...
Lípids que si tenen àcids grassos (lípids complexos) lípids d’emmagatzematge i lípids de membrana 1.2.- Lípids d’emmagatzematge Àcids grassos Àcid carboxílic feble que té un cap polar (grup carboxil que a Ph fisiològic estarà carregat negativament), i una cadena hidrocarbonada que no forma ponts d’H amb res, l’única part polar és el cap, i d’aquí que els àcids grassos siguin molècules amfipàtiques, que tenen dos vessants molt oposades.
    Generalment la seva cadena hidrocarbonada va entre uns 4 i uns 36 carbonis.
Generalment, el nombre de C és parell.
La majoria dels àcids grassos naturals no tenen ramificacions, són lineals Poden ser saturats, de manera que NO tenen cap doble enllaç en la cadena hidrocarbonada o bé mono o poliinsaturats que tenen almenys un doble enllaç en la seva cadena.
I en funció d’això hi ha dues maneres d’anomenar-los: amb lletres gregues, en que es comença per la part més allunyada, o a partir del C que té el grup carboxílic. El delta (∆) indica on està el doble enllaç.
- Els àcids grassos saturats s’empaqueten ordenadament aquells que son - Els àcids grassos insaturats cis s’empaqueten menys regularment degut al gir del doble enllaç.
I per això, cal menys energia tèrmica per trencar l’empaquetament desordenat dels àcids grassos insaturats, els àcids grassos insaturats cis tenen un punt de fusió menor.
I com més llarga sigui la cadena hidrocarbonada, més hidrofòbic serà el lípid, i com més dobles enllaços més moviment generarà. Quants més metils, més hidrofobicitat genero.
Però per altra banda, un element que distorsiona l’estructura és la presència de dobles enllaços, que depenent si estan en cis o trans afectaran de manera diferent a l’estructura.
 Si estan en cis distorsiona més, costa més apilar, en canvi en trans, segueix l’estructura que ja té l’àcid gras.
Per exemple: oli d’oliva, mantega i greix de carn la quantitat a igualtat de C, d’àcids grassos insaturats en l’oli són la majoria, i és a costa que domina els aa grassos de cadena llarga respecte aa grassos que són saturats (que no tenen dobles enllaços). I a mesura que guanyo duresa lipídica (+- hard) és perquè domina l’absència de dobles enllaços, dominen els àcids grassos saturats. Necessito majors temperatures per fondre’l, són sòlids a T ambient.
Triacilglicerols (greixos i olis) La majoria dels àcids grassos dels sistemes biològics es troben en forma de triacilglicèrids.
Els tracilglicerols són la primera forma de magatzem de lípid, la més senzilla, el greix corporal. És una molècula de glicerol (alcohol) que té estratificat en cada hidroxil un àcid gras, i com té tres àcids grassos estratificats, d’aquí el seu nom. I la seva funció és de reserva.
Té aquesta funció d’empaquetament, perquè els àcids grassos i el glicerol quan formen els triacilglicèrids, perden la seva capacitat d’interaccionar amb l’aigua, tant el glicerol com l’àcid gras perden la seva part polar el glicerol perd el seu hidroxil, i l’àcid gras el seu cap hidrofílic. Per tant un àcid gras és més hidrofílic que quan està formant part d’una estructura esterificada amb glicerol. Però si vull un teixit hidrofòbic i amb alta reserva, això ja va bé.
I d’aquesta manera també veiem que els triacilglicerols són menys densos que l’aigua: i per això alguns com greixos i olis suren.
I el fet de ser un àcid gras saturat o insaturat provoca canvis en l’estructura molt importants (per exemple una de les cadenes del triacilglicèrid és poliinsaturada perquè té 2 dobles enllaços).
Greixos saludables contra no saludables   Saludables els lípids com més insaturats (dobles enllaços) millor, perquè s’empaqueten menys.
Menys saludables són molt rics en àcids grassos saturats, que són molt més difícils de mobilitzar per l’organisme.
Per això hi ha dietes molt riques en àcids grassos saturats que són molt dolentes, no són saludables. Però per això, hi ha un procés cada cop més de moda, la hidrogenació parcial, i és que hi ha molts lípids que tenen àcids grassos insaturats que amb el temps provoquen enranciment quan entren en contacte amb l’oxigen, es comencen a fer malbé, i aleshores el que es fa és sotmetre’ls a aquest procés, de manera que molts enllaços dobles cis passen a ser simples o bé a enllaços dobles trans si un enllaç doble passa a ser simple, passen de ser àcids grassos insaturats a ser un lípid saturat. I passen a ser àcids grassos trans, aquests podran empaquetar més regularment, i mostren punts de difusió que les formes cis.
Tots aquells que siguin molt rics en greixos saturats, són altament estables i immòbils, no beneficiosos per nosaltres.
Ceres Són ésters d’àcids grassos molt llargs (de C14 a C36,saturats i insaturats) amb un alcohol de cadena llarga ((C16 a C30).
Per tant, quan esterifico un àcid gras amb un alcohol molt llarg, el que acaba passant és que els dos perden la polaritat, i a més acaba aquedant una estructura molt llarga, per tant, són molt hidrofòbiques, gairebé més que la majoria dels lípids. I els seus punts de fusió (60 a 100 C) són superiors que els dels triacilglicèrids.
A vegades el lípids també tenen funcions peculiars, per exemple, les balenes que han de controlar la flotació, tenen un òrgan molt gros, l’ format per una barreja de lípids determinada que tenen T de fusió molt variades, ja que aquest puja de T molt baixes on lípids estan semi sòlids, a T més altes en que els lípids es mobilitzen, tenen dinamisme i es liqüen de manera que canvia la densitat respecte de l’aigua i això li permet a la balena surar, i amb aquest joc de liquar i solidificar lípids, és la seva manera d’adaptar-se a la flotabilitat sense una despesa d’energia molt gran.
Lípids estructurals de membranes Els tres tipus de lípids més abundants a les membranes biològiques de les cèl·lules animals són fosfolípids, glicolípids i colesterol.
La composició de la mb varia en funció de l’orgànul o de la cèl·lula que en forma part.
Però tots els lípids de membrana són amfipàtics, s’empaqueten entre ells per la seva capa hidrofòbica formant o delimitant les bicapes.
A més els esterols, també són components estructurals de membrana.
De fosfolípids n’hi ha de 2 tipus en funció de si està esterificat el glicerol o l’esfingosina.
 Glicerofosfolípids o fosfoglicèrids: tenen esterificat un glicerol, com un triglicèrid, però no hi ha 3 àcids grassos, sinó 2 i un fosfat que té un grup carregat negativament, i en funció del que el fosfat porti enganxat, que serà un grup polar o molt carregat, hi ha diferents tipus de Glicerofosfolípids taula, són força variats. I aquests són els majoritaris de les membranes cel·lulars.
En general els fosfoglicèrids tenen un àcid gras saturat, de 16 a 18 C en la posició C-1 i un àcid gras insaturat de 18 a 20 C en la posició C-2.
Diferents grups que poden esterificar el grup fosforil dels fosfoglicèrids:  Esfingolípids: en comptes de glicerol, el que fa de motllo és una esfingosina, que no té 3 llocs d’esterificació sinó 2, on sempre en un hi haurà 1 àcid gras estarificant el grup amí de la esfingosina (formant una amida) i en l’altre un fosfat esterificat amb alguna altra cosa, un grup X que estarà unit per un enllaç glicosídic (glicolípids) o fosfodièster (fosfolípids).
Per això es diu que deriven d’una esfingosina o dihidroesfingosina, un aminoalcohol de 18C. Encara que també la esfingosina pot fer de motllo dels glicolípids.
3 subclasses d’esfingolípids diferint en el grup X: - - Esfingomielines: tenen un fosfat, és a dir que també es classifiquen com a fosfolípids, en canvi els altres són glicolípids.
Glicoesfingolípids i gangliòsids: es classifiquen com a glicolípids.
I una altra subclasse d’esfingolípids són els glicolípids neutres (sense càrrega a Ph 7) cerebròsids, si només tenen un únic monosacàrid unit a la ceramida, globòsids, amb dos o més monosacàrids units i gangliòsids, que és la subclasse més complexa perquè tenen oligosacàrids com a grup X, però com a mínim un dels monosacàrids ha de ser, l’àcid N-acetilneuramínic (àcid siàlic).
Moltes vegades les parts glucídiques son la part informativa.
Glicolípids:  Esfingolípids  Galactolípids Esterols: lípids que NO tenen àcids grassos en la seva estructura. Tenen un nucli esteroid format per 4 anells fusionats, estructures planes, molt rígides, que condicionen molt la seva estructura. A més té un grup hidroxil en el cap polar, a l’anell A, del qual penja una cadena hidrocarbonada X.
Però el fet que hi hagi anells plans a nivell estructural forma una part rígida, difícil de modificar o doblegar. I SÍ que tenen polaritat, per tant són amfipàtics. Un exemple típic és el colesterol, i moltes hormones són derivats d’esterols.
El colesterol i relacionats són molt importants en les mb biològiques, són imprescindibles, necessitem el colesterol perquè la seva estructura condicionarà la disposició dels elements en la mb, així que modulen la permeabilitat i la fluïdesa de la mb.
Altres tipus d’esterols són moltes hormones esteroids com: Lipoproteïnes La majoria de lípids no poden transportar-se lliurament sinó que necessiten de transportadors. Generalment es transporten formant lipoproteïnes que hi ha de diferents tipus, i són un ensamblatge on a la part interior hi ha triacilglicèrids i colesterol que ha perdut la seva part carregada (altament hidrofòbic, per això esta a l’interior), i per fora està recobert de fosfolípids amb una part hidrofílica mirant cap a fora i una altra hidrofòbica en contacte amb l’interior, i proteïnes.
I en funció de la densitat i del lípid transportat hi ha diferents lipoproteïnes generalment el colesterol quan surt del fetge viatja en les LDL, que si hi ha molt colesterol poden quedar retingudes, si són normals hi haurà LDL normals, i les HDL que són més petites i no tant problemàtiques com les LDL, i per això parlem de colesterol bo.
Membranes biològiques Estructura facilitada per la presencia de lípids.
Característiques - Imprescindibles perquè defineixen els límits de la cèl·lula.
Permeten una importació i exportació d’elements controlat.
Retenen metabòlits i ions en la cèl·lula, contra gradient.
Reben senyals externes i transmeten la informació dins la cèl·lula.
Proveeixen compartimentització dins la cèl·lula (mitocondris, cloroplasts...que també tenen mb) Produeixen i transmeten senyals nervioses.
Magatzem d’energia com a gradient de protons i síntesi d’ATP Contenen receptors, canals, enzims...
Estructura Es forma una bicapa lipídica i no una monocapa, perquè no és favorable tenir una estructura lipídica aïllada, sinó que les regions hidrofòbiques han de contactar entre elles, les d’una mb amb les de l’altre. Interaccions espontànies dinàmiques que formaran una estructura ferma però dinàmica. Per tant els lípids a la vegada com que no són estructures altament compactes responen a estímuls i s’uneixen entre ells les diferents parts hidrofòbiques.
La composició de les dues bicapes, però, no és igual, i entre una cèl·lula i una altra tampoc, i entre la mb general i la del nucli o l’altre tampoc. La avantatge és que la necessitat de cada mb determinarà la seva composició.
Exemple: distribució asimètrica de fosfolípids entre les dues monocapes d’una mateixa bicapa.
El colesterol degut a aquesta estructura que té condiciona la fluïdesa, el seu cap polar estaria amb el cap dels fosfolípids. En particular, les membranes plasmàtiques eucariotes contenen una gran quantitat de colesterol, que potencia la impermeabilitat de la bicapa.
Les responsables de fer activitat, de dur a terme un procés dins la mb, no són els lípids sinó les proteïnes com les integrals, transmembranals, que són fàcilment identificables.
Proteïnes de membrana Les característiques d’una proteïna de mb seran diferents que les duna proteïna cel·lular, s’identifiquen per les diferents porcions en hèlix intermembrana.
Encara que la estructura bàsica de les membranes ve determinada per la bicapa lipídica, la major part de les funcions dinàmiques de les membranes són realitzades per les proteïnes de membrana. La quantitat i els tipus de proteïnes presents en les membranes depenen molt de la seva funció.
...