Lipidy a biologické membrány

Transkript

1 Lipidy a biologické membrány Rozdělení a struktura lipidů Biologické membrány - lipidové složení Membránové proteiny Transport látek přes membrány Přenos informace přes membrány

2 Lipidy Nesourodá skupina látek Látky nerozpustné v polárních rozpouštědlech Složky: MK, alkoholy, N látky, sacharidy, kyselina fosforečná Rozdělení: 1. neutrální lipidy (tuky, triacylglyceroly) 2. Vosky 3. Polární lipidy 4. Nezmýdelnitelné (isoprenoidní látky) 5. lipoproteiny Zmýdelnitelné tuky

3 Jednoduché lipidy Triacyl glyceroly estery vyšších MK a glycerolu Vosky estery MK a alkoholů

4 Nasycené MK Symbol Triviální název MK Systematický název MK struktura bt ( C) 12:0 laurová dodekanová CH 3 (CH 2 ) 10 COOH :0 myristová tetradekanová CH 3 (CH 2 ) 12 COOH 52 16:0 palmitová Hexadekanová CH 3 (CH 2 ) 14 COOH :0 stearová Octadekanová CH 3 (CH 2 ) 16 COOH :0 arachidová Eicosanová CH 3 (CH 2 ) 18 COOH 75.4 Nenasycené MK Symbol Triviální název MK Systematický název struktura bt( C) 16:1Δ9 Palmitoolejová hexadecenová CH 3 (CH 2 ) 5 CH=CH-(CH 2 ) 7 COOH :1 Δ9 olejová 9-oktadecenová CH 3 (CH 2 ) 7 CH=CH-(CH 2 ) 7 COOH :2 Δ9,12 linolová 9,12 - oktadekadienová 18:3 Δ9,12,15 linolenová 9,12,15 - oktadekatrienová 20:4 Δ5,8,11,14 arachidonová 5,8,11,14- eikosatetraenová CH 3 (CH 2 ) 4 (CH=CHCH 2 ) 2 (CH 2 ) 6 COOH -9 CH 3 CH 2 (CH=CHCH 2 ) 3 (CH 2 ) 6 COOH -17 CH 3 (CH 2 ) 4 (CH=CHCH 2 ) 4 (CH 2 ) 2 COOH -49

5 % zastoupení různých MK v tucích a olejích tuk <16:0 16:1 18:0 18:1 18:2 18:3 20:0 22:1 22:2. Kakaové máslo Řepkový olej Olivový olej ~ 2. ~ ,5.... máslo

6 ω-3 resp 6 nenasycené mastné kyseliny - esenciální pro živočichy trans nenasycené mastné kyseliny riziko kardiovaskulárních chorob C 1 19 kyselina arachidonová O 20 O + 2 O 2 cyklooxygenasa O O O OH C 1 19 prostaglandin PGG 2 O 20 O Inhibitory cyklooxygenasy léčiva (aspirin)

7 Polární (složené) lipidy 1. Fosfolipidy glycerol + MK + fosfát + polární alkohol Polární hlavice

8 Polární lipidy - sfingolipidy R = H R = fosfocholin R = sacharid ceramid sfingomyelin sfingoglykolipid rostliny: monogalaktosyldiacylglycerol (MGDG) digalaktosyldiacylglycerol (DGDG)

9 Isoprenoidní látky nezmýdelnitelné lipidy Steroidy Isopentenylpyrofosfát Steran cyklopentanoperhydrofenantren Cholesterol - prekursor steroidních hormonů, součást membrán, Hladina v krvi 5 mmol/l β-karoten Vitamin D2

10 Funkce lipidů: 2. strukturní 1.zásobní 3. Ochranná (tepelná, mechanická, proti škůdcům, odpar..) 4. signální, regulační

11 Fosfolipidy jsou stavebními jednotkami biologických membrán Polární část Nepolární část

12 Struktury tvořené detergenty a fosfolipidy ve vodném prostředí

13 Biologické membrány tloušťka Å Jsou tvořeny fosfolipidovou dvojvrstvou. Fluidita membrány dána zastoupením nenasycených MK

14 Hmotnostní složení lipidů (v %, příklady) LIPID Lidský erythrocyt Lidský myelin Mitochondrie (hov. srdce) Escherichia coli Fosfatidová kys. 1,5 0,5 0 0 Fosfatidylcholin Fosfatidyl-ethanolamin Fosfatidylserin 8,5 8,5 0,5 0 Fosfatidylglycerol Kardiolipin(difosfatidyl-glycerol) ,5 12 Sfingomyelin 17,5 8,5 0 0 Glykolipidy Cholesterol Asymetrie membrán - různé složení jednotlivých vrstev erythrocyt: fosfatidylserin - uvniř, fosfatidylcholin - vně Thylakoidová membrána: fosfolipidy pouze 10% mono- a digalaktosyldiacylglyceroly: 80 %

15 Membránové bílkoviny model tekuté mozaiky

16 MEMBRÁNOVÉ BÍLKOVINY FUNKCE: transportní systémy (specifický) membránové enzymy: - specifické funkce - nespecifické (slabá interakce mnoha enzymů s membránou) mechanické funkce: - zachování tvaru (membránový skelet) - pohyb (bičíky) - klathrin (zajištění endocytosy) receptory (membránové bílk. schopné specificky vázat informační látky a v důsledku toho změnit svoji konformaci a funkci)

17 Poměr obsahu proteinů k obsahu lipidů v některých membránách MEMBRÁNA POMĚR Myelinový obal (Schwannovy buňky) 0,23 Plasmatické membrány 0,85-1,3 Vnější mitochondriální membrána (krysí hepatocyt) 1,1 Jaderná membrána (krysí hepatocyt) 1,6 Halobakterium hallobium 3,0 Vnitřní mitochondriální membrána 3,2

18 Membrány jsou jen velmi omezeně propustné pro hydrofilní látky Membránový transport : podle provedení: volná difuse trvalými póry ionofory uzavíratelnými kanály endocytosa bílkovinnými přenašeči podle energetického zabarvení: pasivní transport aktivní transport

19 Srovnání pasivního a aktivního transportu Espero Publishing, s.r.o.

20 Membrány jsou jen velmi omezeně propustné pro hydrofilní látky Membránový transport : podle provedení: volná difuse trvalými póry ionofory uzavíratelnými kanály endocytosa bílkovinnými přenašeči podle energetického zabarvení: pasivní transport aktivní transport

21 Membránový transport Štěrbinová spojení

22 Membránový transport usnadněná difuze Mechanismy usnadněné difuse

23 Srovnání pasivního a aktivního transportu Espero Publishing, s.r.o.

24 Membránový transport aktivní Příklad: Energie dodaná hydrolýzou ATP Na +,K + -ATPasa (pumpa)

25 Přenos informace přes biologickou membránu Fyzikální nebo chemický signál Receptory působící prostřednictvím G-proteinů

26 Fosfoinositidová signální dráha Signáln í molekula receptor aktivující G-protein y Aktivace PLC fosfolipid inositol PIP 2 diacylglycerol DAG Aktivace -podjednotky G-proteinu IP 3 proteinkinasa C Ca 2+ otevřený Ca 2+ iontový kanál ER