1.5Сложные липиды

1.5.1Фосфолипиды

Фосфолипиды являются структурными компонентами клеточных мембран и в небольшом количестве обнаружены в составе запасных отложений. Они легко образуют комплексы с белками и в виде фосфолипопротеинов присутствуют во всех клетках живых существ.

Фосфолипиды найдены в животных и растительных организмах. Особенно много их содержится в нервной ткани, сердце, печени животных. Много фосфолипидов в семенах растений, особенно в семенах масличных и бобовых культур.

Фосфолипиды – твердые вещества жироподобного вида; они бесцветны, но быстро темнеют на воздухе, вследствие окисления ненасыщенных жирных кислот. Они хорошо растворимы в большинстве неполярных органических растворителей (бензол, хлороформ, петролейный эфир) и масле. В воде они не растворимы, но могут образовывать эмульсии или коллоидные растворы.

Фосфолипиды – сложные эфиры многоатомных спиртов с высшими жирными кислотами, содержащие в качестве добавочных групп остатки фосфорной кислоты и азотистых оснований.

Из многоатомных спиртов в составе различных фосфолипидов найдены глицерин, миоинозит и сфингозин.

В соответствии с этим, фосфолипиды делят на три группы: глицерофосфолипиды, ионозитфосфолипиды и сфингофосфолипиды. Из высших жирных кислот в молекулах фосфолипидов чаще содержатся пальмитиновая, стеариновая, линолевая, линоленовая и арахидоновая кислоты.

Наиболее распространенными в природе являются глицерофосфолипиды и сфингофосфолипиды.

Глицерофосфолипиды

Глицерофосфолипиды являются производными фосфатидной кислоты. В их состав входят глицерин, жирные кислоты, фосфорная кислота и обычно азотсодержащее соединение. Общая формула глицерофосфолипидов выглядит так:

В этих формулах R₁ и R₂ – радикалы высших жирных кислот (как правило, R₂–это ненасыщенная жирная кислота), а В – радикал азотистого основания.

В зависимости от характера азотистого основания среди фосфатидов различают фосфатидилхолины (лецитины), если фосфорная кислота соединена эфирной связью с азотистым основанием – холином [НО–СН₂–СН₂–N⁺(CН₃)₃]; фосфатидилэтаноламины (кефалины), если азотистым основанием служит этанол-амин (HO–CH₂–CH₂–H₃N⁺); фосфатидилсерины, если азотистым основанием является аминокислота серин (HO–CH₂–CH–H₃N⁺):

|

СОО^-

Три первых вида азотосодержащих фосфатидов могут переходить друг в друга, т. к. они отличаются лишь строением азотистых оснований, между которыми возможна, например, такая генетическая связь:

В состав некоторых глицерофосфолипидов вместо азотосодержащих соединений входит не содержащий азота шестиуглеродный циклический спирт инозит, названный также инозитолом. Эти липиды называются инозитфосфолипиды или фосфатидилинозитолами:

Фосфатидилинозитолы обнаружены у животных, растений и микроорганизмах. В животном организме найдены в мозге, печени и легких.

Сфингофосфолипиды

Особую группу составляют фосфолипиды, у которых вместо глицерина содержится аминоспирт сфингозин, такие фосфолипиды называются сфингофосфолипидами. К наиболее распространенным сфинголипидам относят сфингомиелин.

В основном они находятся в мембранах животных и растительных клеток. Особенно богата ими нервная ткань, а также сфингомиелины обнаружены в составе оболочек шариков молочного жира, крови, в ткани почек, печени.

Молекулы фосфолипидов, особенно глицерофосфолипидов и сфингофосфолипидов, обладают выраженной полярностью. В структуре фосфолипидов можно выделить два фрагмента: полярную головку, образованную фосфорной кислотой и азотосодержащим соединением (холин, этаноламин, серин) и гидрофобные «хвосты», образованные остатками высших жирных кислот.

Рисунок 4 – Структурное изображение фосфолипида:

а – фосфатидилхолин (лецитин);

б – схематическое изображение молекулы фосфолипида

Благодаря такому строению фосфолипиды обладают следующими свойствами:

– в растворах образуют слоистые структуры, которые играют очень важную роль в построении клеточных мембран. Фосфолипиды, образуя структурный матрикс мембран в виде двойных липидных слоев, являются основой любой биологической мембраны;

– образуя комплексы с белками клеточных мембран, регулируют процессы транспорта ионов и других органических веществ через мембрану, обеспечивая нормальный ход обменных процессов в клетке;

– являются природными антиоксидантами и предохраняют масла от окисления, легко окисляясь сами;

– хорошие поверхностно-активные вещества (ПАВ), способные оказывать влияние на структурно-механические свойства клейковины, улучшая хлебопекарные достоинства пшеничной муки;

– прекрасные эмульгаторы (особенно лецитин) и широко используются в пищевой промышленности при изготовлении шоколада, маргарина, майонеза.