Lipidy. Lipids. Tisková verze Print version Prezentace Presentation

Transkript

1 Lipidy Lipids Tomáš Kučera 2011 Tisková verze Print version Prezentace Presentation

2 Lipidy Slide 1a Lipidy

3 Lipidy Slide 1b Lipidy nepolární (hydrofobní) látky biologického původu, rozpustné v organických rozpouštědlech (ve vodě omezeně či vůbec)

4 Lipidy Slide 1c Lipidy nepolární (hydrofobní) látky biologického původu, rozpustné v organických rozpouštědlech (ve vodě omezeně či vůbec) Hlavní funkce lipidů

5 Lipidy Slide 1d Lipidy nepolární (hydrofobní) látky biologického původu, rozpustné v organických rozpouštědlech (ve vodě omezeně či vůbec) Hlavní funkce lipidů strukturní složky biologických membrán

6 Lipidy Slide 1e Lipidy nepolární (hydrofobní) látky biologického původu, rozpustné v organických rozpouštědlech (ve vodě omezeně či vůbec) Hlavní funkce lipidů strukturní složky biologických membrán energetická zásoba (triacylglyceroly)

7 Lipidy Slide 1f Lipidy nepolární (hydrofobní) látky biologického původu, rozpustné v organických rozpouštědlech (ve vodě omezeně či vůbec) Hlavní funkce lipidů strukturní složky biologických membrán energetická zásoba (triacylglyceroly) tepelná (a elektrická) izolace

8 Lipidy Slide 1g Lipidy nepolární (hydrofobní) látky biologického původu, rozpustné v organických rozpouštědlech (ve vodě omezeně či vůbec) Hlavní funkce lipidů strukturní složky biologických membrán energetická zásoba (triacylglyceroly) tepelná (a elektrická) izolace ochrana před infekcí, nárazy a vysušením

9 Lipidy Slide 1h Lipidy nepolární (hydrofobní) látky biologického původu, rozpustné v organických rozpouštědlech (ve vodě omezeně či vůbec) Hlavní funkce lipidů strukturní složky biologických membrán energetická zásoba (triacylglyceroly) tepelná (a elektrická) izolace ochrana před infekcí, nárazy a vysušením vitamíny a hormony a jejich prekurzory

10 Lipidy Slide 1i Lipidy nepolární (hydrofobní) látky biologického původu, rozpustné v organických rozpouštědlech (ve vodě omezeně či vůbec) Hlavní funkce lipidů strukturní složky biologických membrán energetická zásoba (triacylglyceroly) tepelná (a elektrická) izolace ochrana před infekcí, nárazy a vysušením vitamíny a hormony a jejich prekurzory žlučové kyseliny solubilizace lipidů

11 Lipidy Slide 2a Mastné kyseliny

12 Lipidy Slide 2b Mastné kyseliny FA (z angl. fatty acid) důležitá složka většiny ostatních lipidů uhlovodíkový řetězec (4 36 C) s karboxylem na konci

13 Lipidy Slide 2c Mastné kyseliny FA (z angl. fatty acid) důležitá složka většiny ostatních lipidů uhlovodíkový řetězec (4 36 C) s karboxylem na konci amfipatické

14 Lipidy Slide 2d Mastné kyseliny FA (z angl. fatty acid) důležitá složka většiny ostatních lipidů uhlovodíkový řetězec (4 36 C) s karboxylem na konci amfipatické nepolární část polární část

15 Lipidy Slide 2e Mastné kyseliny FA (z angl. fatty acid) důležitá složka většiny ostatních lipidů uhlovodíkový řetězec (4 36 C) s karboxylem na konci amfipatické nepolární část polární část 16-C mastná kyselina: CH 3 (CH 2 ) 14 COO

16 Lipidy Slide 2f Mastné kyseliny FA (z angl. fatty acid) důležitá složka většiny ostatních lipidů uhlovodíkový řetězec (4 36 C) s karboxylem na konci amfipatické nepolární část polární část 16-C mastná kyselina: CH 3 (CH 2 ) 14 COO nasycené nebo nenasycené

17 Lipidy Slide 2g Mastné kyseliny FA (z angl. fatty acid) důležitá složka většiny ostatních lipidů uhlovodíkový řetězec (4 36 C) s karboxylem na konci amfipatické nepolární část polární část 16-C mastná kyselina: CH 3 (CH 2 ) 14 COO nasycené nebo nenasycené volná rotace kolem vazby C C

18 Lipidy Slide 2h Mastné kyseliny FA (z angl. fatty acid) důležitá složka většiny ostatních lipidů uhlovodíkový řetězec (4 36 C) s karboxylem na konci amfipatické nepolární část polární část 16-C mastná kyselina: CH 3 (CH 2 ) 14 COO nasycené nebo nenasycené volná rotace kolem vazby C C žádná rotace kolem vazby C=C

19 Lipidy Slide 2i Mastné kyseliny FA (z angl. fatty acid) důležitá složka většiny ostatních lipidů uhlovodíkový řetězec (4 36 C) s karboxylem na konci amfipatické nepolární část polární část 16-C mastná kyselina: CH 3 (CH 2 ) 14 COO nasycené nebo nenasycené volná rotace kolem vazby C C žádná rotace kolem vazby C=C esterifikované či volné

20 Lipidy Slide 2j Mastné kyseliny FA (z angl. fatty acid) důležitá složka většiny ostatních lipidů uhlovodíkový řetězec (4 36 C) s karboxylem na konci amfipatické nepolární část polární část 16-C mastná kyselina: CH 3 (CH 2 ) 14 COO nasycené nebo nenasycené volná rotace kolem vazby C C žádná rotace kolem vazby C=C esterifikované či volné soli s alkalickými kovy mýdla

21 Lipidy různě dlouhé Mastné kyseliny Slide 3a

22 Lipidy Slide 3b Mastné kyseliny různě dlouhé SCFA (< 6 C) MCFA (6 12 C) LCFA (12 22 C) VLCFA (> 22 C)

23 Lipidy Slide 3c Mastné kyseliny různě dlouhé SCFA (< 6 C) MCFA (6 12 C) LCFA (12 22 C) VLCFA (> 22 C) nižší (< 10 C) vyšší (> 12 C)

24 Lipidy Slide 4a Mastné kyseliny γ β α O OH ω n

25 Lipidy Slide 4b Mastné kyseliny γ β α O OH ω 18-C MK se dvěma cis dvojnými vazbami: n

26 Lipidy Slide 4c Mastné kyseliny γ β α O OH ω 18-C MK se dvěma cis dvojnými vazbami: kyselina linolová n

27 Lipidy Slide 4d Mastné kyseliny γ β α O OH n ω 18-C MK se dvěma cis dvojnými vazbami: kyselina linolová (9,12-oktadekadienová, oktadeka-9,12-dienová)

28 Lipidy Slide 4e Mastné kyseliny γ β α O OH n ω 18-C MK se dvěma cis dvojnými vazbami: kyselina linolová (9,12-oktadekadienová, oktadeka-9,12-dienová) cis,cis-c18:2 9,12 či C18:2 cis,cis-ω6 či cis,cis-c18:2 n 6 all cis-c18:2 9,12 či C18:2 -ω6 či all cis-c18:2(9,12) C18:2(9c,12c)

29 Lipidy Slide 4f Mastné kyseliny γ β α O OH n ω 18-C MK se dvěma cis dvojnými vazbami: kyselina linolová (9,12-oktadekadienová, oktadeka-9,12-dienová) cis,cis-c18:2 9,12 či C18:2 cis,cis-ω6 či cis,cis-c18:2 n 6 all cis-c18:2 9,12 či C18:2 -ω6 či all cis-c18:2(9,12) C18:2(9c,12c)

30 Lipidy obvykle Mastné kyseliny Slide 5a lineární uhlovodíkový řetězec

31 Lipidy obvykle Mastné kyseliny Slide 5b lineární uhlovodíkový řetězec sudý počet uhlíkových atomů

32 Lipidy obvykle Mastné kyseliny Slide 5c lineární uhlovodíkový řetězec sudý počet uhlíkových atomů dvojné vazby v cis konfiguraci

33 Lipidy obvykle Mastné kyseliny Slide 5d lineární uhlovodíkový řetězec sudý počet uhlíkových atomů dvojné vazby v cis konfiguraci rigidní ohyb na každé vazbě C=C

34 Lipidy obvykle Mastné kyseliny Slide 5e lineární uhlovodíkový řetězec sudý počet uhlíkových atomů dvojné vazby v cis konfiguraci rigidní ohyb na každé vazbě C=C O OH kyselina stearová kyselina olejová kyselina linolová kyselina cis-c18:1 n-7

35 Lipidy obvykle Mastné kyseliny Slide 5f lineární uhlovodíkový řetězec sudý počet uhlíkových atomů dvojné vazby v cis konfiguraci rigidní ohyb na každé vazbě C=C O OH kyselina stearová kyselina olejová kyselina linolová kyselina cis-c18:1 n-7 teplota tání FA klesá s

36 Lipidy obvykle Mastné kyseliny Slide 5g lineární uhlovodíkový řetězec sudý počet uhlíkových atomů dvojné vazby v cis konfiguraci rigidní ohyb na každé vazbě C=C O OH kyselina stearová kyselina olejová kyselina linolová kyselina cis-c18:1 n-7 teplota tání FA klesá s kratším řetězcem

37 Lipidy obvykle Mastné kyseliny Slide 5h lineární uhlovodíkový řetězec sudý počet uhlíkových atomů dvojné vazby v cis konfiguraci rigidní ohyb na každé vazbě C=C O OH kyselina stearová kyselina olejová kyselina linolová kyselina cis-c18:1 n-7 teplota tání FA klesá s kratším řetězcem nenasyceností

38 Lipidy obvykle Mastné kyseliny Slide 5i lineární uhlovodíkový řetězec sudý počet uhlíkových atomů dvojné vazby v cis konfiguraci rigidní ohyb na každé vazbě C=C O OH kyselina stearová kyselina olejová kyselina linolová kyselina cis-c18:1 n-7 teplota tání FA klesá s kratším řetězcem nenasyceností blízkostí první vazby C=C ke karboxylu

39 Lipidy Některé běžné mastné kyseliny Slide 6a Triviální název Zkratka Systematický název n (ω) Strukturní vzorec Nasycené laurová C12:0 dodekanová COOH myristová C14:0 tetradekanová COOH palmitová C16:0 hexadekanová COOH stearová C18:0 oktadekanová COOH arach(id)ová C20:0 eikosanová COOH behenová C22:0 dokosanová COOH lignocerová C24:0 tetrakosanová COOH S 1 dvojnou vazbou palmitolejová C16:1 9-hexadekaenová 9 7 COOH olejová C18:1 9-oktadekaenová 9 9 COOH eruková C22:1 13-dokosaenová 13 9 COOH nervonová C24:1 15-tetrakosaenová 15 9 COOH Se 2 dvojnými vazbami linolová C18:2 9,12-oktadekadienová 9,12 6 COOH Se 3 dvojnými vazbami α-linolenová C18:3 9,12,15-oktadekatrienová 9,12,15 3 COOH γ-linolenová C18:3 6,9,12-oktadekatrienová 6,9,12 6 COOH Se 4 dvojnými vazbami arachidonová C20:4 5,8,11,14-eikosatetraenová 5,8,11,14 6 COOH S 5 dvojnými vazbami timnodonová C20:5 5,8,11,14,17-eikosapentaenová 5,8,11,14,17 3 COOH klupanodonová C22:5 7,10,13,16,19-dokosapentaenová 7,10,13,16,19 3 COOH Se 6 dvojnými vazbami cervonová C22:6 4,7,10,13,16,19-dokosahexaenová 4,7,10,13,16,19 3 COOH

40 Lipidy Některé běžné mastné kyseliny Slide 6b Triviální název Zkratka Systematický název n (ω) Strukturní vzorec Nasycené laurová C12:0 dodekanová COOH myristová C14:0 tetradekanová COOH palmitová C16:0 hexadekanová COOH stearová C18:0 oktadekanová COOH arach(id)ová C20:0 eikosanová COOH behenová C22:0 dokosanová COOH lignocerová C24:0 tetrakosanová COOH S 1 dvojnou vazbou palmitolejová C16:1 9-hexadekaenová 9 7 COOH olejová C18:1 9-oktadekaenová 9 9 COOH eruková C22:1 13-dokosaenová 13 9 COOH nervonová C24:1 15-tetrakosaenová 15 9 COOH Se 2 dvojnými vazbami linolová C18:2 9,12-oktadekadienová 9,12 6 COOH Se 3 dvojnými vazbami α-linolenová C18:3 9,12,15-oktadekatrienová 9,12,15 3 COOH γ-linolenová C18:3 6,9,12-oktadekatrienová 6,9,12 6 COOH Se 4 dvojnými vazbami arachidonová C20:4 5,8,11,14-eikosatetraenová 5,8,11,14 6 COOH S 5 dvojnými vazbami timnodonová C20:5 5,8,11,14,17-eikosapentaenová 5,8,11,14,17 3 COOH klupanodonová C22:5 7,10,13,16,19-dokosapentaenová 7,10,13,16,19 3 COOH Se 6 dvojnými vazbami cervonová C22:6 4,7,10,13,16,19-dokosahexaenová 4,7,10,13,16,19 3 COOH esenciální jsou linolová a α-linolenová

41 Lipidy Některé méně běžné mastné kyseliny Triviální název Zkratka Systematický název Δ n- (ω) Strukturní vzorec S lichým řetězcem C13:0 C15:0 C17:0 tridekanová pentadekanová heptadekanová C17:1 cis-9-heptadecenová 9 8 Větvené iso-tridekanová iso C13:0 11-methyldodekanová Slide 7a iso-tetradekanová iso C14:0 12-methyltridekanová iso-pentadekanová iso C15:0 13-methyltetradekanová iso-hexadekanová iso C16:0 14-methylpentadekanová iso-heptadekanová iso C17:0 15-methylhexadekanová anteiso-tridekanová anteiso C13:0 10-methyldodekanová anteiso-pentadekanová anteiso C15:0 anteiso-heptadekanová anteiso C17:0 fytanová 12-methyltetradekanová 14-methylhexadekanová 3,7,11,15-tetramethylhexadekanová pristanová 2,6,10,14-tetramethylpentadekanová Konjugovaná kyselina linolová (CLA) C18:2(9c,11t) cis-9,trans-11-oktadekadienová 9,11 8 C18:2(10t,12c) trans-10,cis-12-oktadekadienová 10,12 7 S trojnou vazbou tarirová C18:1(6a) 6-oktadecinová (6-oktadecynová)

42 Lipidy některé opravdu exotické mastné kyseliny Slide 8a

43 Lipidy některé opravdu exotické mastné kyseliny Slide 8b např. C47 14-oxo-4,5,6,28,33,37,42,45-oktahydroxy-trans-26,trans- 43-dien-2,31,34,46-tetraynová kyselina HOOC OH OH OH (CH 2 ) 7 (CH 2 ) 10 (CH 2 ) 4 OH OH O OH OH CH OH

44 Lipidy některé opravdu exotické mastné kyseliny Slide 8c např. C47 14-oxo-4,5,6,28,33,37,42,45-oktahydroxy-trans-26,trans- 43-dien-2,31,34,46-tetraynová kyselina HOOC OH OH OH (CH 2 ) 7 (CH 2 ) 10 (CH 2 ) 4 OH OH O OH OH CH cyklopropanový až cyklohexanový kruh OH

45 Lipidy některé opravdu exotické mastné kyseliny Slide 8d např. C47 14-oxo-4,5,6,28,33,37,42,45-oktahydroxy-trans-26,trans- 43-dien-2,31,34,46-tetraynová kyselina HOOC OH OH OH (CH 2 ) 7 (CH 2 ) 10 (CH 2 ) 4 OH OH O OH OH CH cyklopropanový až cyklohexanový kruh epoxy-, cyklické peroxidy, SH a disulfidy OH

46 Lipidy některé opravdu exotické mastné kyseliny Slide 8e např. C47 14-oxo-4,5,6,28,33,37,42,45-oktahydroxy-trans-26,trans- 43-dien-2,31,34,46-tetraynová kyselina HOOC OH OH OH (CH 2 ) 7 (CH 2 ) 10 (CH 2 ) 4 OH OH O OH OH CH cyklopropanový až cyklohexanový kruh epoxy-, cyklické peroxidy, SH a disulfidy OH HOOC HOOC HOOC

47 Lipidy některé opravdu exotické mastné kyseliny Slide 8f např. C47 14-oxo-4,5,6,28,33,37,42,45-oktahydroxy-trans-26,trans- 43-dien-2,31,34,46-tetraynová kyselina HOOC OH OH OH (CH 2 ) 7 (CH 2 ) 10 (CH 2 ) 4 OH OH O OH OH CH cyklopropanový až cyklohexanový kruh epoxy-, cyklické peroxidy, SH a disulfidy OH HOOC HOOC HOOC podobná pestrost i u mastných alkoholů

48 Lipidy Slide 9a Přehled lipidů

49 Lipidy Slide 9b Přehled lipidů jednoduché lipidy estery FA s alkoholy

50 Lipidy Slide 9c Přehled lipidů jednoduché lipidy estery FA s alkoholy tuky a oleje (acylglyceroly, glyceridy): alkohol = glycerol

51 Lipidy Slide 9d Přehled lipidů jednoduché lipidy estery FA s alkoholy tuky a oleje (acylglyceroly, glyceridy): alkohol = glycerol vosky: alkohol = (mono)alkohol s dlouhým řetězcem

52 Lipidy Slide 9e Přehled lipidů jednoduché lipidy estery FA s alkoholy tuky a oleje (acylglyceroly, glyceridy): alkohol = glycerol vosky: alkohol = (mono)alkohol s dlouhým řetězcem složené lipidy estery FA s alkoholy + další složky

53 Lipidy Slide 9f Přehled lipidů jednoduché lipidy estery FA s alkoholy tuky a oleje (acylglyceroly, glyceridy): alkohol = glycerol vosky: alkohol = (mono)alkohol s dlouhým řetězcem složené lipidy estery FA s alkoholy + další složky fosfolipidy FA + glycerol + fosfát + obvykle další složka

54 Lipidy Slide 9g Přehled lipidů jednoduché lipidy estery FA s alkoholy tuky a oleje (acylglyceroly, glyceridy): alkohol = glycerol vosky: alkohol = (mono)alkohol s dlouhým řetězcem složené lipidy estery FA s alkoholy + další složky fosfolipidy FA + glycerol + fosfát + obvykle další složka glykolipidy obsahují cukry

55 Lipidy Slide 9h Přehled lipidů jednoduché lipidy estery FA s alkoholy tuky a oleje (acylglyceroly, glyceridy): alkohol = glycerol vosky: alkohol = (mono)alkohol s dlouhým řetězcem složené lipidy estery FA s alkoholy + další složky fosfolipidy FA + glycerol + fosfát + obvykle další složka glykolipidy obsahují cukry glykoacylglyceroly FA + glycerol + cukr

56 Lipidy Slide 9i Přehled lipidů jednoduché lipidy estery FA s alkoholy tuky a oleje (acylglyceroly, glyceridy): alkohol = glycerol vosky: alkohol = (mono)alkohol s dlouhým řetězcem složené lipidy estery FA s alkoholy + další složky fosfolipidy FA + glycerol + fosfát + obvykle další složka glykolipidy obsahují cukry glykoacylglyceroly FA + glycerol + cukr glykosfingolipidy FA + sfingosin + cukr (+ kyselina sialová)

57 Lipidy Slide 9j Přehled lipidů jednoduché lipidy estery FA s alkoholy tuky a oleje (acylglyceroly, glyceridy): alkohol = glycerol vosky: alkohol = (mono)alkohol s dlouhým řetězcem složené lipidy estery FA s alkoholy + další složky fosfolipidy FA + glycerol + fosfát + obvykle další složka glykolipidy obsahují cukry glykoacylglyceroly FA + glycerol + cukr glykosfingolipidy FA + sfingosin + cukr (+ kyselina sialová) sfingolipidy obsahují ceramid (amid FA a sfingosinu)

58 Lipidy Slide 9k Přehled lipidů jednoduché lipidy estery FA s alkoholy tuky a oleje (acylglyceroly, glyceridy): alkohol = glycerol vosky: alkohol = (mono)alkohol s dlouhým řetězcem složené lipidy estery FA s alkoholy + další složky fosfolipidy FA + glycerol + fosfát + obvykle další složka glykolipidy obsahují cukry glykoacylglyceroly FA + glycerol + cukr glykosfingolipidy FA + sfingosin + cukr (+ kyselina sialová) sfingolipidy obsahují ceramid (amid FA a sfingosinu) sfingomyeliny ceramid + fosfocholin

59 Lipidy Slide 9l Přehled lipidů jednoduché lipidy estery FA s alkoholy tuky a oleje (acylglyceroly, glyceridy): alkohol = glycerol vosky: alkohol = (mono)alkohol s dlouhým řetězcem složené lipidy estery FA s alkoholy + další složky fosfolipidy FA + glycerol + fosfát + obvykle další složka glykolipidy obsahují cukry glykoacylglyceroly FA + glycerol + cukr glykosfingolipidy FA + sfingosin + cukr (+ kyselina sialová) sfingolipidy obsahují ceramid (amid FA a sfingosinu) sfingomyeliny ceramid + fosfocholin glykosfingolipidy viz výše

60 Lipidy Slide 9m Přehled lipidů jednoduché lipidy estery FA s alkoholy tuky a oleje (acylglyceroly, glyceridy): alkohol = glycerol vosky: alkohol = (mono)alkohol s dlouhým řetězcem složené lipidy estery FA s alkoholy + další složky fosfolipidy FA + glycerol + fosfát + obvykle další složka glykolipidy obsahují cukry glykoacylglyceroly FA + glycerol + cukr glykosfingolipidy FA + sfingosin + cukr (+ kyselina sialová) sfingolipidy obsahují ceramid (amid FA a sfingosinu) sfingomyeliny ceramid + fosfocholin glykosfingolipidy viz výše odvozené lipidy další biologické hydrofobní látky, např. steroidy, prostaglandiny, karotenoidy a další terpenoidy, lipofilní vitamíny

61 Lipidy Slide 10a Jednoduché lipidy

62 Lipidy Slide 10b Jednoduché lipidy estery FA a alkoholů

63 Lipidy Slide 10c Jednoduché lipidy estery FA a alkoholů Vosky

64 Lipidy Slide 10d Jednoduché lipidy estery FA a alkoholů Vosky alkohol je dlouhý, jednosytný mastný

65 Lipidy Slide 10e Jednoduché lipidy estery FA a alkoholů Vosky alkohol je dlouhý, jednosytný mastný nejmastnější z lipidů

66 Lipidy Slide 10f Jednoduché lipidy estery FA a alkoholů Vosky alkohol je dlouhý, jednosytný mastný nejmastnější z lipidů u živočichů konečné metabolity

67 Lipidy Slide 10g Jednoduché lipidy estery FA a alkoholů Vosky alkohol je dlouhý, jednosytný mastný nejmastnější z lipidů u živočichů konečné metabolity obvykle ochranná funkce

68 Lipidy Slide 10h Jednoduché lipidy estery FA a alkoholů Vosky alkohol je dlouhý, jednosytný mastný nejmastnější z lipidů u živočichů konečné metabolity obvykle ochranná funkce kutikula rostlin

69 Lipidy Slide 10i Jednoduché lipidy estery FA a alkoholů Vosky alkohol je dlouhý, jednosytný mastný nejmastnější z lipidů u živočichů konečné metabolity obvykle ochranná funkce kutikula rostlin lanolin

70 Lipidy Slide 10j Jednoduché lipidy estery FA a alkoholů Vosky alkohol je dlouhý, jednosytný mastný nejmastnější z lipidů u živočichů konečné metabolity obvykle ochranná funkce kutikula rostlin lanolin včelí vosk

71 Lipidy Slide 10k Jednoduché lipidy estery FA a alkoholů Vosky alkohol je dlouhý, jednosytný mastný nejmastnější z lipidů u živočichů konečné metabolity obvykle ochranná funkce kutikula rostlin lanolin včelí vosk včelí vosk hlavní složka C 15 H 31 COOC 30 H 61

72 Lipidy Slide 10l Jednoduché lipidy estery FA a alkoholů Vosky alkohol je dlouhý, jednosytný mastný nejmastnější z lipidů u živočichů konečné metabolity obvykle ochranná funkce kutikula rostlin lanolin včelí vosk včelí vosk hlavní složka C 15 H 31 COOC 30 H 61 myricylpalmitát triakontylhexadekanoát

73 Lipidy Slide 10m Jednoduché lipidy estery FA a alkoholů Vosky alkohol je dlouhý, jednosytný mastný nejmastnější z lipidů u živočichů konečné metabolity obvykle ochranná funkce kutikula rostlin lanolin včelí vosk včelí vosk hlavní složka C 15 H 31 COOC 30 H 61 myricylpalmitát triakontylhexadekanoát karnaubový vosk hlavní složka C 25 H 51 COOC 30 H 61

74 Lipidy Slide 10n Jednoduché lipidy estery FA a alkoholů Vosky alkohol je dlouhý, jednosytný mastný nejmastnější z lipidů u živočichů konečné metabolity obvykle ochranná funkce kutikula rostlin lanolin včelí vosk včelí vosk hlavní složka C 15 H 31 COOC 30 H 61 myricylpalmitát triakontylhexadekanoát karnaubový vosk hlavní složka C 25 H 51 COOC 30 H 61 myricylcerotát hexadecylhexadekanoát

75 Lipidy Slide 11a Triacylglyceroly (triglyceridy, neutrální tuky a oleje)

76 Lipidy Slide 11b Triacylglyceroly (triglyceridy, neutrální tuky a oleje) nejběžnější lipidy v potravě

77 Lipidy Slide 11c Triacylglyceroly (triglyceridy, neutrální tuky a oleje) nejběžnější lipidy v potravě zásoba energie

78 Lipidy Slide 11d Triacylglyceroly (triglyceridy, neutrální tuky a oleje) nejběžnější lipidy v potravě zásoba energie vysoce redukované

79 Lipidy Slide 11e Triacylglyceroly (triglyceridy, neutrální tuky a oleje) nejběžnější lipidy v potravě zásoba energie vysoce redukované kompaktní (dehydrované)

80 Lipidy Slide 11f Triacylglyceroly (triglyceridy, neutrální tuky a oleje) nejběžnější lipidy v potravě zásoba energie vysoce redukované kompaktní (dehydrované) ochranné vrstvy

81 Lipidy Slide 11g Triacylglyceroly (triglyceridy, neutrální tuky a oleje) nejběžnější lipidy v potravě zásoba energie vysoce redukované kompaktní (dehydrované) ochranné vrstvy glycerolová páteř + 3 esterifikované FA

82 Lipidy Slide 11h Triacylglyceroly (triglyceridy, neutrální tuky a oleje) nejběžnější lipidy v potravě zásoba energie vysoce redukované kompaktní (dehydrované) ochranné vrstvy glycerolová páteř + 3 esterifikované FA většinou smíšené

83 Lipidy Slide 12a Složené lipidy

84 Lipidy Slide 12b Složené lipidy fosfolipidy

85 Lipidy Slide 12c Složené lipidy fosfolipidy glycerofosfolipidy (PE, PS, PC, PG, PI + plasmalogeny)

86 Lipidy Slide 12d Složené lipidy fosfolipidy glycerofosfolipidy (PE, PS, PC, PG, PI + plasmalogeny) sfingomyeliny

87 Lipidy Slide 12e Složené lipidy fosfolipidy glycerofosfolipidy (PE, PS, PC, PG, PI + plasmalogeny) sfingomyeliny sfingolipidy

88 Lipidy Slide 12f Složené lipidy fosfolipidy glycerofosfolipidy (PE, PS, PC, PG, PI + plasmalogeny) sfingomyeliny sfingolipidy glykolipidy

89 Lipidy Slide 12g Složené lipidy fosfolipidy glycerofosfolipidy (PE, PS, PC, PG, PI + plasmalogeny) sfingomyeliny sfingolipidy glykolipidy glykoacylglyceroly

90 Lipidy Slide 12h Složené lipidy fosfolipidy glycerofosfolipidy (PE, PS, PC, PG, PI + plasmalogeny) sfingomyeliny sfingolipidy glykolipidy glykoacylglyceroly cerebrosidy

91 Lipidy Slide 12i Složené lipidy fosfolipidy glycerofosfolipidy (PE, PS, PC, PG, PI + plasmalogeny) sfingomyeliny sfingolipidy glykolipidy glykoacylglyceroly cerebrosidy gangliosidy

92 Lipidy Slide 12j Složené lipidy fosfolipidy glycerofosfolipidy (PE, PS, PC, PG, PI + plasmalogeny) sfingomyeliny sfingolipidy glykolipidy glykoacylglyceroly cerebrosidy gangliosidy Všechny složené lipidy obsahují nepolární řetězce ( ocasy ) FA

93 Lipidy Slide 12k Složené lipidy fosfolipidy glycerofosfolipidy (PE, PS, PC, PG, PI + plasmalogeny) sfingomyeliny glykolipidy glykoacylglyceroly cerebrosidy gangliosidy sfingolipidy Všechny složené lipidy obsahují nepolární řetězce ( ocasy ) FA polární část (glycerol, karbonyly FA, obvykle P i, skupinu polární hlavy

94 Lipidy Slide 12l Složené lipidy fosfolipidy glycerofosfolipidy (PE, PS, PC, PG, PI + plasmalogeny) sfingomyeliny glykolipidy glykoacylglyceroly cerebrosidy gangliosidy sfingolipidy Všechny složené lipidy obsahují nepolární řetězce ( ocasy ) FA polární část (glycerol, karbonyly FA, obvykle P i, skupinu polární hlavy jsou amfipatické

95 Lipidy Slide 13a Glycerofosfolipidy (fosfoglyceridy)

96 Lipidy Slide 13b Glycerofosfolipidy (fosfoglyceridy) běžná součást biologických membrán

97 Lipidy Slide 13c Glycerofosfolipidy (fosfoglyceridy) běžná součást biologických membrán glycerolová páteř

98 Lipidy Slide 13d Glycerofosfolipidy (fosfoglyceridy) běžná součást biologických membrán glycerolová páteř hydroxyly na C1 a C2 esterifikovány FA C3 esterifikován k P i

99 Lipidy Slide 13e Glycerofosfolipidy (fosfoglyceridy) běžná součást biologických membrán glycerolová páteř hydroxyly na C1 a C2 esterifikovány FA C3 esterifikován k P i Kyseliny fosfatidové

100 Lipidy Slide 13f Glycerofosfolipidy (fosfoglyceridy) běžná součást biologických membrán glycerolová páteř hydroxyly na C1 a C2 esterifikovány FA C3 esterifikován k P i Kyseliny fosfatidové intermediáty při syntéze triacylglycerolů a glycerofosfolipidů

101 Lipidy Glycerofosfolipidy Slide 14a

102 Lipidy Glycerofosfolipidy Slide 14b Polární hlava (z angl. polar head ) P i většinou dále esterifikován k OH další polární látky (v obrázku značena X) např. serinu, cholinu, ethanolaminu, glycerolu, inositolu

103 Lipidy Glycerofosfolipidy Slide 14c Polární hlava (z angl. polar head ) P i většinou dále esterifikován k OH další polární látky (v obrázku značena X) např. serinu, cholinu, ethanolaminu, glycerolu, inositolu obě FA jsou obvykle různé

104 Lipidy Glycerofosfolipidy Slide 14d Polární hlava (z angl. polar head ) P i většinou dále esterifikován k OH další polární látky (v obrázku značena X) např. serinu, cholinu, ethanolaminu, glycerolu, inositolu obě FA jsou obvykle různé amfipatické (komplexní polární část)

105 Lipidy Glycerofosfolipidy Slide 15a Fosfatidylinositoly (PI)

106 Lipidy Glycerofosfolipidy Slide 15b Fosfatidylinositoly (PI) membránové lipidy

107 Lipidy Glycerofosfolipidy Slide 15c Fosfatidylinositoly (PI) membránové lipidy signální molekuly

108 Lipidy Glycerofosfolipidy Slide 15d Fosfatidylinositoly (PI) membránové lipidy signální molekuly Fosfatidylcholiny (lecithiny, PC)

109 Lipidy Glycerofosfolipidy Slide 15e Fosfatidylinositoly (PI) membránové lipidy signální molekuly Fosfatidylcholiny (lecithiny, PC) běžné membránové lipidy

110 Lipidy Glycerofosfolipidy Slide 16a Plasmalogeny

111 Lipidy Glycerofosfolipidy Slide 16b Plasmalogeny fosfolipidy typu enoletherů glycerolu

112 Lipidy Glycerofosfolipidy Slide 16c Plasmalogeny fosfolipidy typu enoletherů glycerolu mozek a svaly

113 Lipidy Glycerofosfolipidy Slide 16d Plasmalogeny fosfolipidy typu enoletherů glycerolu mozek a svaly PAF (z angl. platelet activating factor) agregace krevních destiček

114 Lipidy Slide 17a Sfingolipidy deriváty aminoalkoholu sfingosinu

115 Lipidy Slide 17b Sfingolipidy deriváty aminoalkoholu sfingosinu amidy sfingosinu a FA = ceramidy

116 Lipidy Slide 17c Sfingolipidy deriváty aminoalkoholu sfingosinu amidy sfingosinu a FA = ceramidy Ceramidy obvykle obsahují další polární látku, esterifikovanou k terminálnímu OH sfingosinu.

117 Lipidy Sfingolipidy Slide 18a Sfingomyeliny

118 Lipidy Sfingolipidy Slide 18b Sfingomyeliny ceramidy s fosfocholinem v polární hlavě

119 Lipidy Sfingolipidy Slide 18c Sfingomyeliny ceramidy s fosfocholinem v polární hlavě běžná součást buněčné membrány

120 Lipidy Sfingolipidy Slide 18d Sfingomyeliny ceramidy s fosfocholinem v polární hlavě běžná součást buněčné membrány v mozkové a nervové tkáni

121 Lipidy (Glyko)sfingolipidy Slide 19a H 3 C C H N H O COOH O H H OH H H OH H H C C OH OH CH 2 OH kyselina N-acetyl neuraminová Cerebrosidy

122 Lipidy (Glyko)sfingolipidy Slide 19b H 3 C C H N H O COOH O H H OH H H OH H H C C OH OH CH 2 OH kyselina N-acetyl neuraminová Cerebrosidy ceramidy s monosacharidem (glukosou nebo galaktosou) v polární části

123 Lipidy (Glyko)sfingolipidy Slide 19c H 3 C C H N H O COOH O H H OH H H OH H H C C OH OH CH 2 OH kyselina N-acetyl neuraminová Cerebrosidy ceramidy s monosacharidem (glukosou nebo galaktosou) v polární části Gangliosidy

124 Lipidy (Glyko)sfingolipidy Slide 19d H 3 C C H N H O COOH O H H OH H H OH H H C C OH OH CH 2 OH kyselina N-acetyl neuraminová Cerebrosidy ceramidy s monosacharidem (glukosou nebo galaktosou) v polární části Gangliosidy ceramidy s oligosacharidem v hlavě, obsahujícím sialovou kyselinu

125 Lipidy (Glyko)sfingolipidy Slide 19e H 3 C C H N H O COOH O H H OH H H OH H H C C OH OH CH 2 OH kyselina N-acetyl neuraminová Cerebrosidy ceramidy s monosacharidem (glukosou nebo galaktosou) v polární části Gangliosidy ceramidy s oligosacharidem v hlavě, obsahujícím sialovou kyselinu cerebrosidy a gangliosidy = glykosfingolipidy

126 Lipidy (Glyko)sfingolipidy Slide 19f H 3 C C H N H O COOH O H H OH H H OH H H C C OH OH CH 2 OH kyselina N-acetyl neuraminová Cerebrosidy ceramidy s monosacharidem (glukosou nebo galaktosou) v polární části Gangliosidy ceramidy s oligosacharidem v hlavě, obsahujícím sialovou kyselinu cerebrosidy a gangliosidy = glykosfingolipidy běžné ve vnější vrstvě buněčné membrány

127 Lipidy (Glyko)sfingolipidy Slide 19g H 3 C C H N H O COOH O H H OH H H OH H H C C OH OH CH 2 OH kyselina N-acetyl neuraminová Cerebrosidy ceramidy s monosacharidem (glukosou nebo galaktosou) v polární části Gangliosidy ceramidy s oligosacharidem v hlavě, obsahujícím sialovou kyselinu cerebrosidy a gangliosidy = glykosfingolipidy běžné ve vnější vrstvě buněčné membrány řetězce sacharidů orientovány ven

128 Lipidy Slide 20a Glykolipidy glykoacylglyceroly

129 Lipidy Slide 20b Glykolipidy glykoacylglyceroly mono- a digalaktosyldiacylglyceroly

130 Lipidy Slide 20c Glykolipidy glykoacylglyceroly mono- a digalaktosyldiacylglyceroly SO 3 O HO O OH OH O O O O

131 Lipidy Slide 20d Glykolipidy glykoacylglyceroly mono- a digalaktosyldiacylglyceroly SO 3 O HO O OH OH sulfochinovosyldiacylglyceroly O O O O

132 Lipidy Slide 20e Glykolipidy glykoacylglyceroly mono- a digalaktosyldiacylglyceroly SO 3 O HO O OH OH sulfochinovosyldiacylglyceroly O O O O důležité složky rostlinných membrán

133 Lipidy Slide 20f Glykolipidy glykoacylglyceroly mono- a digalaktosyldiacylglyceroly SO 3 O HO O OH OH sulfochinovosyldiacylglyceroly O O O O důležité složky rostlinných membrán thylakoidní membrána

134 Lipidy Slide 21a Odvozené lipidy

135 Lipidy Slide 21b Odvozené lipidy Steroidy cholesterol

136 Lipidy Slide 21c Odvozené lipidy Steroidy cholesterol důležitá složka membrán

137 Lipidy Slide 21d Odvozené lipidy Steroidy cholesterol důležitá složka membrán rigidní systém kruhů a krátký větvený uhlovodíkový ocas

138 Lipidy Slide 21e Odvozené lipidy Steroidy cholesterol důležitá složka membrán rigidní systém kruhů a krátký větvený uhlovodíkový ocas hydrofobní

139 Lipidy Slide 21f Odvozené lipidy Steroidy cholesterol důležitá složka membrán rigidní systém kruhů a krátký větvený uhlovodíkový ocas hydrofobní amfipatie způsobená OH

140 Lipidy Slide 21g Odvozené lipidy Steroidy cholesterol důležitá složka membrán rigidní systém kruhů a krátký větvený uhlovodíkový ocas hydrofobní amfipatie způsobená OH prekurzor

141 Lipidy Slide 21h Odvozené lipidy Steroidy cholesterol důležitá složka membrán rigidní systém kruhů a krátký větvený uhlovodíkový ocas hydrofobní amfipatie způsobená OH prekurzor vitamínu D

142 Lipidy Slide 21i Odvozené lipidy Steroidy cholesterol důležitá složka membrán rigidní systém kruhů a krátký větvený uhlovodíkový ocas hydrofobní amfipatie způsobená OH prekurzor vitamínu D žlučových kyselin

143 Lipidy Slide 21j Odvozené lipidy Steroidy cholesterol důležitá složka membrán rigidní systém kruhů a krátký větvený uhlovodíkový ocas hydrofobní amfipatie způsobená OH prekurzor vitamínu D žlučových kyselin pohlavních hormonů

144 Lipidy Slide 21k Odvozené lipidy Steroidy cholesterol důležitá složka membrán rigidní systém kruhů a krátký větvený uhlovodíkový ocas hydrofobní amfipatie způsobená OH prekurzor vitamínu D žlučových kyselin pohlavních hormonů hormonů kůry nadledvin

145 Lipidy Slide 22a Karotenoidy

146 Lipidy Slide 22b Karotenoidy β-karoten

147 Lipidy Slide 23a Biologické membrány

148 Lipidy Slide 23b Biologické membrány Lipidy v polárním prostředí agregace do komplexů, v nichž jsou polární hlavičky v kontaktu s vodou a nepolární ocasy se sebou navzájem, chráněny před vodou

149 Lipidy Slide 23c Biologické membrány Lipidy v polárním prostředí agregace do komplexů, v nichž jsou polární hlavičky v kontaktu s vodou a nepolární ocasy se sebou navzájem, chráněny před vodou možná uspořádání:

150 Lipidy Slide 23d Biologické membrány Lipidy v polárním prostředí agregace do komplexů, v nichž jsou polární hlavičky v kontaktu s vodou a nepolární ocasy se sebou navzájem, chráněny před vodou možná uspořádání: micely různé struktury

151 Lipidy Slide 23e Biologické membrány Lipidy v polárním prostředí agregace do komplexů, v nichž jsou polární hlavičky v kontaktu s vodou a nepolární ocasy se sebou navzájem, chráněny před vodou možná uspořádání: micely různé struktury kulovité micely stabilní forma FA

152 Lipidy Slide 23f Biologické membrány Lipidy v polárním prostředí agregace do komplexů, v nichž jsou polární hlavičky v kontaktu s vodou a nepolární ocasy se sebou navzájem, chráněny před vodou možná uspořádání: micely různé struktury kulovité micely stabilní forma FA dvojvrstva stabilní forma amfipatických lipidů, např. fosfolipidů

153 Lipidy Slide 23g Biologické membrány Lipidy v polárním prostředí agregace do komplexů, v nichž jsou polární hlavičky v kontaktu s vodou a nepolární ocasy se sebou navzájem, chráněny před vodou možná uspořádání: micely různé struktury kulovité micely stabilní forma FA dvojvrstva stabilní forma amfipatických lipidů, např. fosfolipidů

154 Lipidy Slide 24a Biologické membrány membrána sestává z (fosfo)lipidové dvojvrstvy s vnořenými a povrchovými proteiny

155 Lipidy Slide 24b Biologické membrány membrána sestává z (fosfo)lipidové dvojvrstvy s vnořenými a povrchovými proteiny

156 Lipidy Slide 24c Biologické membrány membrána sestává z (fosfo)lipidové dvojvrstvy s vnořenými a povrchovými proteiny integrální proteiny zanořeny do hydrofobní vrstvy membrány

157 Lipidy Slide 24d Biologické membrány membrána sestává z (fosfo)lipidové dvojvrstvy s vnořenými a povrchovými proteiny integrální proteiny zanořeny do hydrofobní vrstvy membrány transmembránové

158 Lipidy Slide 24e Biologické membrány membrána sestává z (fosfo)lipidové dvojvrstvy s vnořenými a povrchovými proteiny integrální proteiny zanořeny do hydrofobní vrstvy membrány transmembránové periferní proteiny vázány k povrchu membrány

159 Lipidy Slide 24f Biologické membrány membrána sestává z (fosfo)lipidové dvojvrstvy s vnořenými a povrchovými proteiny integrální proteiny zanořeny do hydrofobní vrstvy membrány transmembránové periferní proteiny vázány k povrchu membrány mnohé proteiny i lipidy nesou oligosacharidové řetězce

160 Lipidy Slide 25a Fluidita membrán

161 Lipidy Slide 25b Fluidita membrán Vnitřní prostředí membrány obvykle velmi fluidní

162 Lipidy Slide 25c Fluidita membrán Vnitřní prostředí membrány obvykle velmi fluidní stav tekutého krystalu uhlovodíkové řetězce neuspořádané a ve stálém pohybu (vyšší teploty)

163 Lipidy Slide 25d Fluidita membrán Vnitřní prostředí membrány obvykle velmi fluidní stav tekutého krystalu uhlovodíkové řetězce neuspořádané a ve stálém pohybu (vyšší teploty) krystalický stav ocasy FA zcela napřímené, velmi uspořádaná struktura (nižší teploty)

164 Lipidy Slide 25e Fluidita membrán Vnitřní prostředí membrány obvykle velmi fluidní stav tekutého krystalu uhlovodíkové řetězce neuspořádané a ve stálém pohybu (vyšší teploty) krystalický stav ocasy FA zcela napřímené, velmi uspořádaná struktura (nižší teploty)

165 Lipidy Slide 26a typy FA viz výše Fluidita membrán

166 Lipidy Slide 26b typy FA viz výše Fluidita membrán cholesterol se vkládá do dvojvrstvy

167 Lipidy Slide 26c Fluidita membrán typy FA viz výše cholesterol se vkládá do dvojvrstvy hydroxylem ven

168 Lipidy Slide 26d Fluidita membrán typy FA viz výše cholesterol se vkládá do dvojvrstvy hydroxylem ven polární prostředí

169 Lipidy Slide 26e typy FA viz výše Fluidita membrán cholesterol se vkládá do dvojvrstvy hydroxylem ven polární prostředí H-můstky s polárními hlavami membránových lipidů

170 Lipidy Slide 26f typy FA viz výše Fluidita membrán cholesterol se vkládá do dvojvrstvy hydroxylem ven polární prostředí H-můstky s polárními hlavami membránových lipidů hydrofobní kruhy mezi řetězci FA membránových lipidů

171 Lipidy Slide 26g typy FA viz výše Fluidita membrán cholesterol se vkládá do dvojvrstvy hydroxylem ven polární prostředí H-můstky s polárními hlavami membránových lipidů hydrofobní kruhy mezi řetězci FA membránových lipidů hydrofobní interakce

172 Lipidy Slide 26h typy FA viz výše Fluidita membrán cholesterol se vkládá do dvojvrstvy hydroxylem ven polární prostředí H-můstky s polárními hlavami membránových lipidů hydrofobní kruhy mezi řetězci FA membránových lipidů hydrofobní interakce rigidní molekula interakce s nepolárními řetězci membránových lipidů snižuje fluiditu membrány

173 Lipidy Slide 27a Asymetrie membrán laterální mobilita lipidů je vysoká

174 Lipidy Slide 27b Asymetrie membrán laterální mobilita lipidů je vysoká transversální mobilita (flip-flop)

175 Lipidy Slide 27c Asymetrie membrán laterální mobilita lipidů je vysoká transversální mobilita (flip-flop) lipidů je velmi nízká

176 Lipidy Slide 27d Asymetrie membrán laterální mobilita lipidů je vysoká transversální mobilita (flip-flop) lipidů je velmi nízká proteinů nebyla pozorována

177 Lipidy Slide 27e Asymetrie membrán laterální mobilita lipidů je vysoká transversální mobilita (flip-flop) lipidů je velmi nízká proteinů nebyla pozorována

178 Lipidy Slide 28a Asymetrie biologických membrán obě vrstvy membrány jsou rozdílné asymetrie

179 Lipidy Slide 28b Asymetrie biologických membrán obě vrstvy membrány jsou rozdílné asymetrie lipidového složení

180 Lipidy Slide 28c Asymetrie biologických membrán obě vrstvy membrány jsou rozdílné asymetrie lipidového složení zastoupení a orientace proteinů

181 Lipidy Slide 28d Asymetrie biologických membrán obě vrstvy membrány jsou rozdílné asymetrie lipidového složení zastoupení a orientace proteinů sacharidů v glykoproteinech a glykolipidech

182 Lipidy Slide 28e Asymetrie biologických membrán obě vrstvy membrány jsou rozdílné asymetrie lipidového složení zastoupení a orientace proteinů sacharidů v glykoproteinech a glykolipidech funkcí

183 Lipidy Slide 29a Lipoproteiny pro transport v krvi se nepolární lipidy sdružují s amfipatickými lipidy a proteiny a tvoří ve vodě rozpustné lipoproteiny

184 Lipidy Slide 29b Lipoproteiny pro transport v krvi se nepolární lipidy sdružují s amfipatickými lipidy a proteiny a tvoří ve vodě rozpustné lipoproteiny nepolární jádro obklopeno vrstvou fosfolipidů a cholesterolu

185 Lipidy Slide 30a Lipoproteiny chylomikrony transport triglyceridů ze střev do dalších orgánů

186 Lipidy Slide 30b Lipoproteiny chylomikrony transport triglyceridů ze střev do dalších orgánů lipoproteiny velmi nízké hustoty (VLDL, z angl. very low density lipoproteins) transport TG z jater do tukové tkáně

187 Lipidy Slide 30c Lipoproteiny chylomikrony transport triglyceridů ze střev do dalších orgánů lipoproteiny velmi nízké hustoty (VLDL, z angl. very low density lipoproteins) transport TG z jater do tukové tkáně lipoproteiny nízké hustoty (LDL, z angl. low density lipoproteins) transport cholesterolu k periferním tkáním

188 Lipidy Slide 30d Lipoproteiny chylomikrony transport triglyceridů ze střev do dalších orgánů lipoproteiny velmi nízké hustoty (VLDL, z angl. very low density lipoproteins) transport TG z jater do tukové tkáně lipoproteiny nízké hustoty (LDL, z angl. low density lipoproteins) transport cholesterolu k periferním tkáním lipoproteiny vysoké hustoty (HDL, z angl. high density lipoproteins) transport cholesterolu do jater

189 Konec

190 Lipidy (verze pro tisk na konci souboru) Tomáš Kučera 2011

191 Lipidy Slide 1 Lipidy nepolární (hydrofobní) látky biologického původu, rozpustné v organických rozpouštědlech (ve vodě omezeně či vůbec) Hlavní funkce lipidů strukturní složky biologických membrán energetická zásoba (triacylglyceroly) tepelná (a elektrická) izolace ochrana před infekcí, nárazy a vysušením vitamíny a hormony a jejich prekurzory žlučové kyseliny solubilizace lipidů

192 Lipidy Slide 2 Mastné kyseliny FA (z angl. fatty acid) důležitá složka většiny ostatních lipidů uhlovodíkový řetězec (4 36 C) s karboxylem na konci amfipatické nepolární část polární část 16-C mastná kyselina: CH 3 (CH 2 ) 14 COO nasycené nebo nenasycené volná rotace kolem vazby C C žádná rotace kolem vazby C=C esterifikované či volné soli s alkalickými kovy mýdla

193 Lipidy Slide 3 různě dlouhé Mastné kyseliny SCFA (< 6 C) MCFA (6 12 C) LCFA (12 22 C) VLCFA (> 22 C) nižší (< 10 C) vyšší (> 12 C)

194 Lipidy Slide 4 Mastné kyseliny γ β α O OH n ω 18-C MK se dvěma cis dvojnými vazbami: kyselina linolová (9,12-oktadekadienová, oktadeka-9,12-dienová) cis,cis-c18:2 9,12 či C18:2 cis,cis-ω6 či cis,cis-c18:2 n 6 all cis-c18:2 9,12 či C18:2 -ω6 či all cis-c18:2(9,12) C18:2(9c,12c)

195 Lipidy Slide 5 obvykle Mastné kyseliny lineární uhlovodíkový řetězec sudý počet uhlíkových atomů dvojné vazby v cis konfiguraci rigidní ohyb na každé vazbě C=C O OH kyselina stearová kyselina olejová kyselina linolová kyselina cis-c18:1 n-7 teplota tání FA klesá s kratším řetězcem nenasyceností blízkostí první vazby C=C ke karboxylu

196 Lipidy Slide 6 Některé běžné mastné kyseliny Triviální název Zkratka Systematický název n (ω) Strukturní vzorec Nasycené laurová C12:0 dodekanová COOH myristová C14:0 tetradekanová COOH palmitová C16:0 hexadekanová COOH stearová C18:0 oktadekanová COOH arach(id)ová C20:0 eikosanová COOH behenová C22:0 dokosanová COOH lignocerová C24:0 tetrakosanová COOH S 1 dvojnou vazbou palmitolejová C16:1 9-hexadekaenová 9 7 COOH olejová C18:1 9-oktadekaenová 9 9 COOH eruková C22:1 13-dokosaenová 13 9 COOH nervonová C24:1 15-tetrakosaenová 15 9 COOH Se 2 dvojnými vazbami linolová C18:2 9,12-oktadekadienová 9,12 6 COOH Se 3 dvojnými vazbami α-linolenová C18:3 9,12,15-oktadekatrienová 9,12,15 3 COOH γ-linolenová C18:3 6,9,12-oktadekatrienová 6,9,12 6 COOH Se 4 dvojnými vazbami arachidonová C20:4 5,8,11,14-eikosatetraenová 5,8,11,14 6 COOH S 5 dvojnými vazbami timnodonová C20:5 5,8,11,14,17-eikosapentaenová 5,8,11,14,17 3 COOH klupanodonová C22:5 7,10,13,16,19-dokosapentaenová 7,10,13,16,19 3 COOH Se 6 dvojnými vazbami cervonová C22:6 4,7,10,13,16,19-dokosahexaenová 4,7,10,13,16,19 3 COOH esenciální jsou linolová a α-linolenová

197 Lipidy Slide 7 Některé méně běžné mastné kyseliny Triviální název Zkratka Systematický název Δ n- (ω) Strukturní vzorec S lichým řetězcem C13:0 C15:0 C17:0 tridekanová pentadekanová heptadekanová C17:1 cis-9-heptadecenová 9 8 Větvené iso-tridekanová iso C13:0 11-methyldodekanová iso-tetradekanová iso C14:0 12-methyltridekanová iso-pentadekanová iso C15:0 13-methyltetradekanová iso-hexadekanová iso C16:0 14-methylpentadekanová iso-heptadekanová iso C17:0 15-methylhexadekanová anteiso-tridekanová anteiso C13:0 10-methyldodekanová anteiso-pentadekanová anteiso C15:0 anteiso-heptadekanová anteiso C17:0 fytanová 12-methyltetradekanová 14-methylhexadekanová 3,7,11,15-tetramethylhexadekanová pristanová 2,6,10,14-tetramethylpentadekanová Konjugovaná kyselina linolová (CLA) C18:2(9c,11t) cis-9,trans-11-oktadekadienová 9,11 8 C18:2(10t,12c) trans-10,cis-12-oktadekadienová 10,12 7 S trojnou vazbou tarirová C18:1(6a) 6-oktadecinová (6-oktadecynová)

198 Lipidy Slide 8 některé opravdu exotické mastné kyseliny např. C47 14-oxo-4,5,6,28,33,37,42,45-oktahydroxy-trans-26,trans- 43-dien-2,31,34,46-tetraynová kyselina HOOC OH OH OH (CH 2 ) 7 (CH 2 ) 10 (CH 2 ) 4 OH OH O OH OH CH cyklopropanový až cyklohexanový kruh epoxy-, cyklické peroxidy, SH a disulfidy OH HOOC HOOC HOOC podobná pestrost i u mastných alkoholů

199 Lipidy Slide 9 Přehled lipidů jednoduché lipidy estery FA s alkoholy tuky a oleje (acylglyceroly, glyceridy): alkohol = glycerol vosky: alkohol = (mono)alkohol s dlouhým řetězcem složené lipidy estery FA s alkoholy + další složky fosfolipidy FA + glycerol + fosfát + obvykle další složka glykolipidy obsahují cukry glykoacylglyceroly FA + glycerol + cukr glykosfingolipidy FA + sfingosin + cukr (+ kyselina sialová) sfingolipidy obsahují ceramid (amid FA a sfingosinu) sfingomyeliny ceramid + fosfocholin glykosfingolipidy viz výše odvozené lipidy další biologické hydrofobní látky, např. steroidy, prostaglandiny, karotenoidy a další terpenoidy, lipofilní vitamíny

200 Lipidy Slide 10 Jednoduché lipidy estery FA a alkoholů Vosky alkohol je dlouhý, jednosytný mastný nejmastnější z lipidů u živočichů konečné metabolity obvykle ochranná funkce kutikula rostlin lanolin včelí vosk včelí vosk hlavní složka C 15 H 31 COOC 30 H 61 myricylpalmitát triakontylhexadekanoát karnaubový vosk hlavní složka C 25 H 51 COOC 30 H 61 myricylcerotát hexadecylhexadekanoát

201 Lipidy Slide 11 Triacylglyceroly (triglyceridy, neutrální tuky a oleje) nejběžnější lipidy v potravě zásoba energie vysoce redukované kompaktní (dehydrované) ochranné vrstvy glycerolová páteř + 3 esterifikované FA většinou smíšené

202 Lipidy Slide 12 Složené lipidy fosfolipidy glycerofosfolipidy (PE, PS, PC, PG, PI + plasmalogeny) sfingomyeliny glykolipidy glykoacylglyceroly cerebrosidy gangliosidy sfingolipidy Všechny složené lipidy obsahují nepolární řetězce ( ocasy ) FA polární část (glycerol, karbonyly FA, obvykle P i, skupinu polární hlavy jsou amfipatické

203 Lipidy Slide 13 Glycerofosfolipidy (fosfoglyceridy) běžná součást biologických membrán glycerolová páteř hydroxyly na C1 a C2 esterifikovány FA C3 esterifikován k P i Kyseliny fosfatidové intermediáty při syntéze triacylglycerolů a glycerofosfolipidů

204 Lipidy Slide 14 Glycerofosfolipidy Polární hlava (z angl. polar head ) P i většinou dále esterifikován k OH další polární látky (v obrázku značena X) např. serinu, cholinu, ethanolaminu, glycerolu, inositolu obě FA jsou obvykle různé amfipatické (komplexní polární část)

205 Lipidy Slide 15 Glycerofosfolipidy Fosfatidylinositoly (PI) membránové lipidy signální molekuly Fosfatidylcholiny (lecithiny, PC) běžné membránové lipidy

206 Lipidy Slide 16 Glycerofosfolipidy Plasmalogeny fosfolipidy typu enoletherů glycerolu mozek a svaly PAF (z angl. platelet activating factor) agregace krevních destiček

207 Lipidy Slide 17 Sfingolipidy deriváty aminoalkoholu sfingosinu amidy sfingosinu a FA = ceramidy Ceramidy obvykle obsahují další polární látku, esterifikovanou k terminálnímu OH sfingosinu.

208 Lipidy Slide 18 Sfingolipidy Sfingomyeliny ceramidy s fosfocholinem v polární hlavě běžná součást buněčné membrány v mozkové a nervové tkáni

209 Lipidy Slide 19 (Glyko)sfingolipidy H 3 C C H N H O COOH O H H OH H H OH H H C C OH OH CH 2 OH kyselina N-acetyl neuraminová Cerebrosidy ceramidy s monosacharidem (glukosou nebo galaktosou) v polární části Gangliosidy ceramidy s oligosacharidem v hlavě, obsahujícím sialovou kyselinu cerebrosidy a gangliosidy = glykosfingolipidy běžné ve vnější vrstvě buněčné membrány řetězce sacharidů orientovány ven

210 Lipidy Slide 20 Glykolipidy glykoacylglyceroly mono- a digalaktosyldiacylglyceroly SO 3 O HO O OH OH sulfochinovosyldiacylglyceroly O O O O důležité složky rostlinných membrán thylakoidní membrána

211 Lipidy Slide 21 Odvozené lipidy Steroidy cholesterol důležitá složka membrán rigidní systém kruhů a krátký větvený uhlovodíkový ocas hydrofobní amfipatie způsobená OH prekurzor vitamínu D žlučových kyselin pohlavních hormonů hormonů kůry nadledvin

212 Lipidy Slide 22 Karotenoidy β-karoten

213 Lipidy Slide 23 Biologické membrány Lipidy v polárním prostředí agregace do komplexů, v nichž jsou polární hlavičky v kontaktu s vodou a nepolární ocasy se sebou navzájem, chráněny před vodou možná uspořádání: micely různé struktury kulovité micely stabilní forma FA dvojvrstva stabilní forma amfipatických lipidů, např. fosfolipidů

214 Lipidy Slide 24 Biologické membrány membrána sestává z (fosfo)lipidové dvojvrstvy s vnořenými a povrchovými proteiny integrální proteiny zanořeny do hydrofobní vrstvy membrány transmembránové periferní proteiny vázány k povrchu membrány mnohé proteiny i lipidy nesou oligosacharidové řetězce

215 Lipidy Slide 25 Fluidita membrán Vnitřní prostředí membrány obvykle velmi fluidní stav tekutého krystalu uhlovodíkové řetězce neuspořádané a ve stálém pohybu (vyšší teploty) krystalický stav ocasy FA zcela napřímené, velmi uspořádaná struktura (nižší teploty)

216 Lipidy Slide 26 typy FA viz výše Fluidita membrán cholesterol se vkládá do dvojvrstvy hydroxylem ven polární prostředí H-můstky s polárními hlavami membránových lipidů hydrofobní kruhy mezi řetězci FA membránových lipidů hydrofobní interakce rigidní molekula interakce s nepolárními řetězci membránových lipidů snižuje fluiditu membrány

217 Lipidy Slide 27 Asymetrie membrán laterální mobilita lipidů je vysoká transversální mobilita (flip-flop) lipidů je velmi nízká proteinů nebyla pozorována

218 Lipidy Slide 28 Asymetrie biologických membrán obě vrstvy membrány jsou rozdílné asymetrie lipidového složení zastoupení a orientace proteinů sacharidů v glykoproteinech a glykolipidech funkcí

219 Lipidy Slide 29 Lipoproteiny pro transport v krvi se nepolární lipidy sdružují s amfipatickými lipidy a proteiny a tvoří ve vodě rozpustné lipoproteiny nepolární jádro obklopeno vrstvou fosfolipidů a cholesterolu

220 Lipidy Slide 30 Lipoproteiny chylomikrony transport triglyceridů ze střev do dalších orgánů lipoproteiny velmi nízké hustoty (VLDL, z angl. very low density lipoproteins) transport TG z jater do tukové tkáně lipoproteiny nízké hustoty (LDL, z angl. low density lipoproteins) transport cholesterolu k periferním tkáním lipoproteiny vysoké hustoty (HDL, z angl. high density lipoproteins) transport cholesterolu do jater

221 Konec

222 Lipids Slide 1a Lipids

223 Lipids Slide 1b Lipids non-polar (hydrophobic) compounds of biological origin, soluble in organic solvents (in water limitedly or not at all)

224 Lipids Slide 1c Lipids non-polar (hydrophobic) compounds of biological origin, soluble in organic solvents (in water limitedly or not at all) Major roles of lipids

225 Lipids Slide 1d Lipids non-polar (hydrophobic) compounds of biological origin, soluble in organic solvents (in water limitedly or not at all) Major roles of lipids structural components of biological membranes

226 Lipids Slide 1e Lipids non-polar (hydrophobic) compounds of biological origin, soluble in organic solvents (in water limitedly or not at all) Major roles of lipids structural components of biological membranes energy storage (triacylglycerols)

227 Lipids Slide 1f Lipids non-polar (hydrophobic) compounds of biological origin, soluble in organic solvents (in water limitedly or not at all) Major roles of lipids structural components of biological membranes energy storage (triacylglycerols) thermal (and electrical) insulators

228 Lipids Slide 1g Lipids non-polar (hydrophobic) compounds of biological origin, soluble in organic solvents (in water limitedly or not at all) Major roles of lipids structural components of biological membranes energy storage (triacylglycerols) thermal (and electrical) insulators protective layers against infection, clashes and dessication

229 Lipids Slide 1h Lipids non-polar (hydrophobic) compounds of biological origin, soluble in organic solvents (in water limitedly or not at all) Major roles of lipids structural components of biological membranes energy storage (triacylglycerols) thermal (and electrical) insulators protective layers against infection, clashes and dessication vitamins and hormones and their precursors

230 Lipids Slide 1i Lipids non-polar (hydrophobic) compounds of biological origin, soluble in organic solvents (in water limitedly or not at all) Major roles of lipids structural components of biological membranes energy storage (triacylglycerols) thermal (and electrical) insulators protective layers against infection, clashes and dessication vitamins and hormones and their precursors bile acids lipid solubilization

231 Lipids Slide 2a Fatty acids

232 Lipids Slide 2b Fatty acids important components of most other lipids a hydrocarbon chain (4 36 C) with a carboxyl at one end

233 Lipids Slide 2c Fatty acids important components of most other lipids a hydrocarbon chain (4 36 C) with a carboxyl at one end amphipathic

234 Lipids Slide 2d Fatty acids important components of most other lipids a hydrocarbon chain (4 36 C) with a carboxyl at one end amphipathic non-polar end polar end

235 Lipids Slide 2e Fatty acids important components of most other lipids a hydrocarbon chain (4 36 C) with a carboxyl at one end amphipathic non-polar end polar end a 16-C fatty acid: CH 3 (CH 2 ) 14 COO

236 Lipids Slide 2f Fatty acids important components of most other lipids a hydrocarbon chain (4 36 C) with a carboxyl at one end amphipathic non-polar end polar end a 16-C fatty acid: CH 3 (CH 2 ) 14 COO saturated or unsaturated

237 Lipids Slide 2g Fatty acids important components of most other lipids a hydrocarbon chain (4 36 C) with a carboxyl at one end amphipathic non-polar end polar end a 16-C fatty acid: CH 3 (CH 2 ) 14 COO saturated or unsaturated free rotation around C C bonds

238 Lipids Slide 2h Fatty acids important components of most other lipids a hydrocarbon chain (4 36 C) with a carboxyl at one end amphipathic non-polar end polar end a 16-C fatty acid: CH 3 (CH 2 ) 14 COO saturated or unsaturated free rotation around C C bonds no rotation around C=C bonds

239 Lipids Slide 2i Fatty acids important components of most other lipids a hydrocarbon chain (4 36 C) with a carboxyl at one end amphipathic non-polar end polar end a 16-C fatty acid: CH 3 (CH 2 ) 14 COO saturated or unsaturated free rotation around C C bonds no rotation around C=C bonds esterified or free

240 Lipids Slide 2j Fatty acids important components of most other lipids a hydrocarbon chain (4 36 C) with a carboxyl at one end amphipathic non-polar end polar end a 16-C fatty acid: CH 3 (CH 2 ) 14 COO saturated or unsaturated free rotation around C C bonds no rotation around C=C bonds esterified or free salts with alkali metals soaps

241 Lipids of various length Fatty acids Slide 3a

242 Lipids Slide 3b Fatty acids of various length SCFA (< 6 C) MCFA (6 12 C) LCFA (12 22 C) VLCFA (> 22 C)

243 Lipids Slide 3c Fatty acids of various length SCFA (< 6 C) MCFA (6 12 C) LCFA (12 22 C) VLCFA (> 22 C) lower (< 10 C) higher (> 12 C)

244 Lipids Slide 4a Fatty acids γ β α O OH ω n

245 Lipids Slide 4b Fatty acids γ β α O OH ω An 18-C FA with two cis double bonds: n

246 Lipids Slide 4c Fatty acids γ β α O OH ω An 18-C FA with two cis double bonds: linoleic acid n

247 Lipids Slide 4d Fatty acids γ β α O OH n ω An 18-C FA with two cis double bonds: linoleic acid (9,12-octadecadienoic, octadeca-9,12-dienoic)

248 Lipids Slide 4e Fatty acids γ β α O OH n ω An 18-C FA with two cis double bonds: linoleic acid (9,12-octadecadienoic, octadeca-9,12-dienoic) cis,cis-c18:2 9,12 or C18:2 cis,cis-ω6 or cis,cis-c18:2 n 6 all cis-c18:2 9,12 or C18:2 -ω6 or all cis-c18:2(9,12) C18:2(9c,12c)

249 Lipids Slide 4f Fatty acids γ β α O OH n ω An 18-C FA with two cis double bonds: linoleic acid (9,12-octadecadienoic, octadeca-9,12-dienoic) cis,cis-c18:2 9,12 or C18:2 cis,cis-ω6 or cis,cis-c18:2 n 6 all cis-c18:2 9,12 or C18:2 -ω6 or all cis-c18:2(9,12) C18:2(9c,12c)

250 Lipids usually Fatty acids Slide 5a linear hydrocarbon chain

251 Lipids usually Fatty acids Slide 5b linear hydrocarbon chain an even number of carbon atoms

252 Lipids usually Fatty acids Slide 5c linear hydrocarbon chain an even number of carbon atoms double bonds in cis configuration

253 Lipids usually Fatty acids Slide 5d linear hydrocarbon chain an even number of carbon atoms double bonds in cis configuration a rigid kink at each C=C bond

254 Lipids usually Fatty acids Slide 5e linear hydrocarbon chain an even number of carbon atoms double bonds in cis configuration a rigid kink at each C=C bond O OH stearic acid oleic acid linoleic acid cis-c18:1 n-7 acid

255 Lipids usually Fatty acids Slide 5f linear hydrocarbon chain an even number of carbon atoms double bonds in cis configuration a rigid kink at each C=C bond O OH stearic acid oleic acid linoleic acid cis-c18:1 n-7 acid FA melting points decrease with

256 Lipids usually Fatty acids Slide 5g linear hydrocarbon chain an even number of carbon atoms double bonds in cis configuration a rigid kink at each C=C bond O OH stearic acid oleic acid linoleic acid cis-c18:1 n-7 acid FA melting points decrease with shorter chains

257 Lipids usually Fatty acids Slide 5h linear hydrocarbon chain an even number of carbon atoms double bonds in cis configuration a rigid kink at each C=C bond O OH stearic acid oleic acid linoleic acid cis-c18:1 n-7 acid FA melting points decrease with shorter chains unsaturation

258 Lipids usually Fatty acids Slide 5i linear hydrocarbon chain an even number of carbon atoms double bonds in cis configuration a rigid kink at each C=C bond O OH stearic acid oleic acid linoleic acid cis-c18:1 n-7 acid FA melting points decrease with shorter chains unsaturation vicinity of the first C=C to the carboxyl

259 Lipids Some common fatty acids Slide 6a Common name Abbrev. Systematic name n (ω) Structure formula Saturated lauric C12:0 dodecanoic COOH myristic C14:0 tetradecanoic COOH palmitic C16:0 hexadecanoic COOH stearic C18:0 oktadecanoic COOH arachidic C20:0 eicosanoic COOH behenic C22:0 docosanoic COOH lignoceric C24:0 tetracosanoic COOH With 1 double bond palmitoleic C16:1 9-hexadecaenoic 9 7 COOH oleic C18:1 9-octadecaenoic 9 9 COOH erucic C22:1 13-docosaenoic 13 9 COOH nervonic C24:1 15-tetracosaenoic 15 9 COOH With 2 double bonds linoleic C18:2 9,12-octadecadienoic 9,12 6 COOH With 3 double bonds α-linolenic C18:3 9,12,15-octadecatrienoic 9,12,15 3 COOH γ-linolenic C18:3 6,9,12-octadecatrienoic 6,9,12 6 COOH With 4 double bonds arachidonic C20:4 5,8,11,14-eicosatetraenoic 5,8,11,14 6 COOH With 5 double bonds timnodonic C20:5 5,8,11,14,17-eicosapentaenoic 5,8,11,14,17 3 COOH clupanodonic C22:5 7,10,13,16,19-docosapentaenoic 7,10,13,16,19 3 COOH With 6 double bonds cervonic C22:6 4,7,10,13,16,19-docosahexaenoic 4,7,10,13,16,19 3 COOH

260 Lipids Some common fatty acids Slide 6b Common name Abbrev. Systematic name n (ω) Structure formula Saturated lauric C12:0 dodecanoic COOH myristic C14:0 tetradecanoic COOH palmitic C16:0 hexadecanoic COOH stearic C18:0 oktadecanoic COOH arachidic C20:0 eicosanoic COOH behenic C22:0 docosanoic COOH lignoceric C24:0 tetracosanoic COOH With 1 double bond palmitoleic C16:1 9-hexadecaenoic 9 7 COOH oleic C18:1 9-octadecaenoic 9 9 COOH erucic C22:1 13-docosaenoic 13 9 COOH nervonic C24:1 15-tetracosaenoic 15 9 COOH With 2 double bonds linoleic C18:2 9,12-octadecadienoic 9,12 6 COOH With 3 double bonds α-linolenic C18:3 9,12,15-octadecatrienoic 9,12,15 3 COOH γ-linolenic C18:3 6,9,12-octadecatrienoic 6,9,12 6 COOH With 4 double bonds arachidonic C20:4 5,8,11,14-eicosatetraenoic 5,8,11,14 6 COOH With 5 double bonds timnodonic C20:5 5,8,11,14,17-eicosapentaenoic 5,8,11,14,17 3 COOH clupanodonic C22:5 7,10,13,16,19-docosapentaenoic 7,10,13,16,19 3 COOH With 6 double bonds cervonic C22:6 4,7,10,13,16,19-docosahexaenoic 4,7,10,13,16,19 3 COOH essential: linoleic and α-linolenic

261 Lipids Some less common fatty acids Common name Abbreviation Systematic name Δ n- (ω) Structure formula Odd chain C13:0 C15:0 C17:0 tridecanoic pentadecanoic heptadecanoic C17:1 cis-9-heptadecenoic 9 8 Branched iso-tridecanoic iso C13:0 11-methyldodecanoic Slide 7a iso-tetradecanoic iso C14:0 12-methyltridecanoic iso-pentadecanoic iso C15:0 13-methyltetradecanoic iso-hexadecanoic iso C16:0 14-methylpentadecanoic iso-heptadecanoic iso C17:0 15-methylhexadecanoic anteiso-tridecanoic anteiso C13:0 10-methyldodecanoic anteiso-pentadecanoic anteiso C15:0 12-methyltetradecanoic anteiso-heptadecanoic anteiso C17:0 14-methylhexadecanoic phytanic 3,7,11,15-tetramethylhexadecanoic pristanic 2,6,10,14-tetramethylpentadecanoic Conjugated linoleic acid (CLA) C18:2(9c,11t) cis-9,trans-11-octadecadienoic 9,11 8 C18:2(10t,12c) trans-10,cis-12-octadecadienoic 10,12 7 With triple bonds tariric C18:1(6a) 6-octadecinoic (6-octadecynoic)

262 Lipids Some really exotic fatty acids Slide 8a

263 Lipids Some really exotic fatty acids Slide 8b e.g. C47 14-oxo-4,5,6,28,33,37,42,45-octahydroxy-trans-26,trans- 43-dien-2,31,34,46-tetraynic acid HOOC OH OH OH (CH 2 ) 7 (CH 2 ) 10 (CH 2 ) 4 OH OH O OH OH CH OH

264 Lipids Some really exotic fatty acids Slide 8c e.g. C47 14-oxo-4,5,6,28,33,37,42,45-octahydroxy-trans-26,trans- 43-dien-2,31,34,46-tetraynic acid HOOC OH OH OH (CH 2 ) 7 (CH 2 ) 10 (CH 2 ) 4 OH OH O OH OH CH OH cyclopropane to cyclohexane ring

265 Lipids Some really exotic fatty acids Slide 8d e.g. C47 14-oxo-4,5,6,28,33,37,42,45-octahydroxy-trans-26,trans- 43-dien-2,31,34,46-tetraynic acid HOOC OH OH OH (CH 2 ) 7 (CH 2 ) 10 (CH 2 ) 4 OH OH O OH OH CH cyclopropane to cyclohexane ring epoxy-, cyclic peroxides, SH, disulfides OH

266 Lipids Some really exotic fatty acids Slide 8e e.g. C47 14-oxo-4,5,6,28,33,37,42,45-octahydroxy-trans-26,trans- 43-dien-2,31,34,46-tetraynic acid HOOC OH OH OH (CH 2 ) 7 (CH 2 ) 10 (CH 2 ) 4 OH OH O OH OH CH cyclopropane to cyclohexane ring epoxy-, cyclic peroxides, SH, disulfides OH HOOC HOOC HOOC

267 Lipids Some really exotic fatty acids Slide 8f e.g. C47 14-oxo-4,5,6,28,33,37,42,45-octahydroxy-trans-26,trans- 43-dien-2,31,34,46-tetraynic acid HOOC OH OH OH (CH 2 ) 7 (CH 2 ) 10 (CH 2 ) 4 OH OH O OH OH CH cyclopropane to cyclohexane ring epoxy-, cyclic peroxides, SH, disulfides OH HOOC HOOC HOOC fatty alcohols similar diversity

268 Lipids Slide 9a Overview of lipids

269 Lipids Slide 9b Overview of lipids simple lipids esters of FA with alcohols

270 Lipids Slide 9c Overview of lipids simple lipids esters of FA with alcohols fats & oils (acylglycerols, glycerides): alcohol = glycerol

271 Lipids Slide 9d Overview of lipids simple lipids esters of FA with alcohols fats & oils (acylglycerols, glycerides): alcohol = glycerol waxes: alcohol = long-chain (mono)alcohol

272 Lipids Slide 9e Overview of lipids simple lipids esters of FA with alcohols fats & oils (acylglycerols, glycerides): alcohol = glycerol waxes: alcohol = long-chain (mono)alcohol complex lipids esters FA+alcohols + other items

273 Lipids Slide 9f Overview of lipids simple lipids esters of FA with alcohols fats & oils (acylglycerols, glycerides): alcohol = glycerol waxes: alcohol = long-chain (mono)alcohol complex lipids esters FA+alcohols + other items phospholipids FA + glycerol + phosphate + usually another component

274 Lipids Slide 9g Overview of lipids simple lipids esters of FA with alcohols fats & oils (acylglycerols, glycerides): alcohol = glycerol waxes: alcohol = long-chain (mono)alcohol complex lipids esters FA+alcohols + other items phospholipids FA + glycerol + phosphate + usually another component glycolipids contain sugars

275 Lipids Slide 9h Overview of lipids simple lipids esters of FA with alcohols fats & oils (acylglycerols, glycerides): alcohol = glycerol waxes: alcohol = long-chain (mono)alcohol complex lipids esters FA+alcohols + other items phospholipids FA + glycerol + phosphate + usually another component glycolipids contain sugars glycoacylglycerols FA + glycerol + sugar

276 Lipids Slide 9i Overview of lipids simple lipids esters of FA with alcohols fats & oils (acylglycerols, glycerides): alcohol = glycerol waxes: alcohol = long-chain (mono)alcohol complex lipids esters FA+alcohols + other items phospholipids FA + glycerol + phosphate + usually another component glycolipids contain sugars glycoacylglycerols FA + glycerol + sugar glycosphingolipids FA + sphingosine + sugar (+ sialic acid)

277 Lipids Slide 9j Overview of lipids simple lipids esters of FA with alcohols fats & oils (acylglycerols, glycerides): alcohol = glycerol waxes: alcohol = long-chain (mono)alcohol complex lipids esters FA+alcohols + other items phospholipids FA + glycerol + phosphate + usually another component glycolipids contain sugars glycoacylglycerols FA + glycerol + sugar glycosphingolipids FA + sphingosine + sugar (+ sialic acid) sphingolipids contain a ceramide (amide of FA+sphingosine)

278 Lipids Slide 9k Overview of lipids simple lipids esters of FA with alcohols fats & oils (acylglycerols, glycerides): alcohol = glycerol waxes: alcohol = long-chain (mono)alcohol complex lipids esters FA+alcohols + other items phospholipids FA + glycerol + phosphate + usually another component glycolipids contain sugars glycoacylglycerols FA + glycerol + sugar glycosphingolipids FA + sphingosine + sugar (+ sialic acid) sphingolipids contain a ceramide (amide of FA+sphingosine) sphingomyelines ceramide + phosphocholine

279 Lipids Slide 9l Overview of lipids simple lipids esters of FA with alcohols fats & oils (acylglycerols, glycerides): alcohol = glycerol waxes: alcohol = long-chain (mono)alcohol complex lipids esters FA+alcohols + other items phospholipids FA + glycerol + phosphate + usually another component glycolipids contain sugars glycoacylglycerols FA + glycerol + sugar glycosphingolipids FA + sphingosine + sugar (+ sialic acid) sphingolipids contain a ceramide (amide of FA+sphingosine) sphingomyelines ceramide + phosphocholine glycosphingolipids see above

280 Lipids Slide 9m Overview of lipids simple lipids esters of FA with alcohols fats & oils (acylglycerols, glycerides): alcohol = glycerol waxes: alcohol = long-chain (mono)alcohol complex lipids esters FA+alcohols + other items phospholipids FA + glycerol + phosphate + usually another component glycolipids contain sugars glycoacylglycerols FA + glycerol + sugar glycosphingolipids FA + sphingosine + sugar (+ sialic acid) sphingolipids contain a ceramide (amide of FA+sphingosine) sphingomyelines ceramide + phosphocholine glycosphingolipids see above derived lipids other biological hydrophobic substances, e.g. steroids, prostaglandins, carotenoids and other terpenoids, lipophilic vitamins

281 Lipids Slide 10a Simple lipids

282 Lipids Slide 10b Simple lipids esters of FA with alcohols

283 Lipids Slide 10c Simple lipids esters of FA with alcohols Waxes

284 Lipids Slide 10d Simple lipids esters of FA with alcohols Waxes the alcohol is long, monovalent fatty

285 Lipids Slide 10e Simple lipids esters of FA with alcohols Waxes the alcohol is long, monovalent fatty the most fatty of the lipids

286 Lipids Slide 10f Simple lipids esters of FA with alcohols Waxes the alcohol is long, monovalent fatty the most fatty of the lipids in animals final metabolites

287 Lipids Slide 10g Simple lipids esters of FA with alcohols Waxes the alcohol is long, monovalent fatty the most fatty of the lipids in animals final metabolites usually a protective function

288 Lipids Slide 10h Simple lipids esters of FA with alcohols Waxes the alcohol is long, monovalent fatty the most fatty of the lipids in animals final metabolites usually a protective function plant cuticule

289 Lipids Slide 10i Simple lipids esters of FA with alcohols Waxes the alcohol is long, monovalent fatty the most fatty of the lipids in animals final metabolites usually a protective function plant cuticule lanolin

290 Lipids Slide 10j Simple lipids esters of FA with alcohols Waxes the alcohol is long, monovalent fatty the most fatty of the lipids in animals final metabolites usually a protective function plant cuticule lanolin včelí vosk

291 Lipids Slide 10k Simple lipids esters of FA with alcohols Waxes the alcohol is long, monovalent fatty the most fatty of the lipids in animals final metabolites usually a protective function plant cuticule lanolin včelí vosk beeswax main component C 15 H 31 COOC 30 H 61

292 Lipids Slide 10l Simple lipids esters of FA with alcohols Waxes the alcohol is long, monovalent fatty the most fatty of the lipids in animals final metabolites usually a protective function plant cuticule lanolin včelí vosk beeswax main component C 15 H 31 COOC 30 H 61 myricyl palmitate triacontyl hexadecanoate

293 Lipids Slide 10m Simple lipids esters of FA with alcohols Waxes the alcohol is long, monovalent fatty the most fatty of the lipids in animals final metabolites usually a protective function plant cuticule lanolin včelí vosk beeswax main component C 15 H 31 COOC 30 H 61 myricyl palmitate triacontyl hexadecanoate carnauba wax main component C 25 H 51 COOC 30 H 61

294 Lipids Slide 10n Simple lipids esters of FA with alcohols Waxes the alcohol is long, monovalent fatty the most fatty of the lipids in animals final metabolites usually a protective function plant cuticule lanolin včelí vosk beeswax main component C 15 H 31 COOC 30 H 61 myricyl palmitate triacontyl hexadecanoate carnauba wax main component C 25 H 51 COOC 30 H 61 myricyl cerotate hexadecyl hexadecanoate

295 Lipids Slide 11a Triacylglycerols (triglycerides, neutral fats and oils)

296 Lipids Slide 11b Triacylglycerols (triglycerides, neutral fats and oils) the most abundant dietary lipids

297 Lipids Slide 11c Triacylglycerols (triglycerides, neutral fats and oils) the most abundant dietary lipids energy storage

298 Lipids Slide 11d Triacylglycerols (triglycerides, neutral fats and oils) the most abundant dietary lipids energy storage reduced

299 Lipids Slide 11e Triacylglycerols (triglycerides, neutral fats and oils) the most abundant dietary lipids energy storage reduced compact (dehydrated)

300 Lipids Slide 11f Triacylglycerols (triglycerides, neutral fats and oils) the most abundant dietary lipids energy storage reduced compact (dehydrated) protective layers

301 Lipids Slide 11g Triacylglycerols (triglycerides, neutral fats and oils) the most abundant dietary lipids energy storage reduced compact (dehydrated) protective layers glycerol backbone + 3 esterified FA

302 Lipids Slide 11h Triacylglycerols (triglycerides, neutral fats and oils) the most abundant dietary lipids energy storage reduced compact (dehydrated) protective layers glycerol backbone + 3 esterified FA most are mixed

303 Lipids Slide 12a Complex lipids

304 Lipids Slide 12b phospholipids Complex lipids

305 Lipids Slide 12c phospholipids Complex lipids glycerophospholipids (PE, PS, PC, PG, PI + plasmalogens)

306 Lipids Slide 12d phospholipids Complex lipids glycerophospholipids (PE, PS, PC, PG, PI + plasmalogens) sphingomyelins

307 Lipids Slide 12e phospholipids Complex lipids glycerophospholipids (PE, PS, PC, PG, PI + plasmalogens) sphingomyelins sphingolipids

308 Lipids Slide 12f phospholipids Complex lipids glycerophospholipids (PE, PS, PC, PG, PI + plasmalogens) sphingomyelins sphingolipids glycolipids

309 Lipids Slide 12g phospholipids Complex lipids glycerophospholipids (PE, PS, PC, PG, PI + plasmalogens) sphingomyelins sphingolipids glycolipids glycoacylglycerols

310 Lipids Slide 12h phospholipids Complex lipids glycerophospholipids (PE, PS, PC, PG, PI + plasmalogens) sphingomyelins sphingolipids glycolipids glycoacylglycerols cerebrosides

311 Lipids Slide 12i phospholipids Complex lipids glycerophospholipids (PE, PS, PC, PG, PI + plasmalogens) sphingomyelins glycolipids glycoacylglycerols cerebrosides gangliosides sphingolipids

312 Lipids Slide 12j phospholipids Complex lipids glycerophospholipids (PE, PS, PC, PG, PI + plasmalogens) sphingomyelins glycolipids glycoacylglycerols cerebrosides gangliosides All complex lipids include non-polar FA chains ( tails ) sphingolipids

313 Lipids Slide 12k phospholipids Complex lipids glycerophospholipids (PE, PS, PC, PG, PI + plasmalogens) sphingomyelins glycolipids glycoacylglycerols cerebrosides gangliosides All complex lipids include non-polar FA chains ( tails ) sphingolipids polar region (glycerol, FA carbonyls, usually P i, the polar head group

314 Lipids Slide 12l phospholipids Complex lipids glycerophospholipids (PE, PS, PC, PG, PI + plasmalogens) sphingomyelins glycolipids glycoacylglycerols cerebrosides gangliosides All complex lipids include non-polar FA chains ( tails ) sphingolipids polar region (glycerol, FA carbonyls, usually P i, the polar head group they are amphipathic

315 Lipids Slide 13a Glycerophospholipids (phosphoglycerides)

316 Lipids Slide 13b Glycerophospholipids (phosphoglycerides) common constituents of biological membranes

317 Lipids Slide 13c Glycerophospholipids (phosphoglycerides) common constituents of biological membranes glycerol backbone

318 Lipids Slide 13d Glycerophospholipids (phosphoglycerides) common constituents of biological membranes glycerol backbone hydroxyls at C1 & C2 esterified to fatty acids C3 esterified to P i

319 Lipids Slide 13e Glycerophospholipids (phosphoglycerides) common constituents of biological membranes glycerol backbone hydroxyls at C1 & C2 esterified to fatty acids C3 esterified to P i Phosphatidic acids

320 Lipids Slide 13f Glycerophospholipids (phosphoglycerides) common constituents of biological membranes glycerol backbone hydroxyls at C1 & C2 esterified to fatty acids C3 esterified to P i Phosphatidic acids intermediates in the synthesis of triacylglycerols and glycerophospholipids

321 Lipids Glycerophospholipids Slide 14a

322 Lipids Glycerophospholipids Slide 14b Polar head usually, P i is further esterified to OH of a polar head group (signed X in the figure) e.g. serine, choline, ethanolamine, glycerol, or inositol

323 Lipids Glycerophospholipids Slide 14c Polar head usually, P i is further esterified to OH of a polar head group (signed X in the figure) e.g. serine, choline, ethanolamine, glycerol, or inositol The 2 fatty acids tend to be non-identical.

324 Lipids Glycerophospholipids Slide 14d Polar head usually, P i is further esterified to OH of a polar head group (signed X in the figure) e.g. serine, choline, ethanolamine, glycerol, or inositol The 2 fatty acids tend to be non-identical. amphipathic (complex polar region)

325 Lipids Glycerophospholipids Slide 15a Phosphatidylinositols (PI)

326 Lipids Glycerophospholipids Slide 15b Phosphatidylinositols (PI) membrane lipids

327 Lipids Glycerophospholipids Slide 15c Phosphatidylinositols (PI) membrane lipids cellular signaling molecules

328 Lipids Glycerophospholipids Slide 15d Phosphatidylinositols (PI) membrane lipids cellular signaling molecules Phosphatidylcholines (lecithins, PC)

329 Lipids Glycerophospholipids Slide 15e Phosphatidylinositols (PI) membrane lipids cellular signaling molecules Phosphatidylcholines (lecithins, PC) common membrane lipids

330 Lipids Glycerophospholipids Slide 16a Plasmalogens

331 Lipids Glycerophospholipids Slide 16b Plasmalogens glycerol enol-ether phospholipids

332 Lipids Glycerophospholipids Slide 16c Plasmalogens glycerol enol-ether phospholipids brain and muscles

333 Lipids Slide 16d Glycerophospholipids Plasmalogens glycerol enol-ether phospholipids brain and muscles PAF (platelet activating factor) platelet aggregation

334 Lipids Slide 17a Sphingolipids derivatives of the amino alcohol sphingosine

335 Lipids Slide 17b Sphingolipids derivatives of the amino alcohol sphingosine amides of sphingosine with FA = ceramides

336 Lipids Slide 17c Sphingolipids derivatives of the amino alcohol sphingosine amides of sphingosine with FA = ceramides Ceramides usually include a polar head group, esterified to the terminal OH of the sphingosine.

337 Lipids Sphingolipids Slide 18a Sphingomyelins

338 Lipids Sphingolipids Slide 18b Sphingomyelins ceramides with the phosphocholine head group

339 Lipids Sphingolipids Slide 18c Sphingomyelins ceramides with the phosphocholine head group common constituent of plasma membranes

340 Lipids Sphingolipids Slide 18d Sphingomyelins ceramides with the phosphocholine head group common constituent of plasma membranes in brain and nerve tissue

341 Lipids (Glyco)sphingolipids Slide 19a H 3 C C H N H O COOH O H H OH H H OH H C OH H C OH CH 2 OH N-acetyl neuraminic acid Cerebrosides

342 Lipids (Glyco)sphingolipids Slide 19b H 3 C C H N H O COOH O H H OH H H OH H C OH H C OH CH 2 OH N-acetyl neuraminic acid Cerebrosides ceramides with a monosaccharide such as glucose or galactose as polar head group

343 Lipids (Glyco)sphingolipids Slide 19c H 3 C C H N H O COOH O H H OH H H OH H C OH H C OH CH 2 OH N-acetyl neuraminic acid Cerebrosides ceramides with a monosaccharide such as glucose or galactose as polar head group Gangliosides

344 Lipids (Glyco)sphingolipids Slide 19d H 3 C C H N H O COOH O H H OH H H OH H C OH H C OH CH 2 OH N-acetyl neuraminic acid Cerebrosides ceramides with a monosaccharide such as glucose or galactose as polar head group Gangliosides ceramides with a polar head group that is a complex oligosaccharide, including sialic acid

345 Lipids (Glyco)sphingolipids Slide 19e H 3 C C H N H O COOH O H H OH H H OH H C OH H C OH CH 2 OH N-acetyl neuraminic acid Cerebrosides ceramides with a monosaccharide such as glucose or galactose as polar head group Gangliosides ceramides with a polar head group that is a complex oligosaccharide, including sialic acid cerebrosides and gangliosides = glycosphingolipids

346 Lipids (Glyco)sphingolipids Slide 19f H 3 C C H N H O COOH O H H OH H H OH H C OH H C OH CH 2 OH N-acetyl neuraminic acid Cerebrosides ceramides with a monosaccharide such as glucose or galactose as polar head group Gangliosides ceramides with a polar head group that is a complex oligosaccharide, including sialic acid cerebrosides and gangliosides = glycosphingolipids common in the outer layer of the plasma membrane

347 Lipids (Glyco)sphingolipids Slide 19g H 3 C C H N H O COOH O H H OH H H OH H C OH H C OH CH 2 OH N-acetyl neuraminic acid Cerebrosides ceramides with a monosaccharide such as glucose or galactose as polar head group Gangliosides ceramides with a polar head group that is a complex oligosaccharide, including sialic acid cerebrosides and gangliosides = glycosphingolipids common in the outer layer of the plasma membrane sugar chains extend outwards

348 Lipids Slide 20a Glycolipids glycoacylglycerols

349 Lipids Slide 20b Glycolipids glycoacylglycerols mono- and digalactosyl diacyl glycerols

350 Lipids Slide 20c Glycolipids glycoacylglycerols mono- and digalactosyl diacyl glycerols SO 3 O HO O OH OH O O O O

351 Lipids Slide 20d Glycolipids glycoacylglycerols mono- and digalactosyl diacyl glycerols SO 3 O HO O OH OH sulfoquinovosyl diacyl glycerols O O O O

352 Lipids Slide 20e Glycolipids glycoacylglycerols mono- and digalactosyl diacyl glycerols SO 3 O HO O OH OH sulfoquinovosyl diacyl glycerols O O O O important constituents of plant membranes

353 Lipids Slide 20f Glycolipids glycoacylglycerols mono- and digalactosyl diacyl glycerols SO 3 O HO O OH OH sulfoquinovosyl diacyl glycerols O O O O important constituents of plant membranes thylakoid membrane

354 Lipids Slide 21a Derived lipids

355 Lipids Slide 21b Derived lipids Steroids cholesterol

356 Lipids Slide 21c Derived lipids Steroids cholesterol important constituent of cell membranes

357 Lipids Slide 21d Derived lipids Steroids cholesterol important constituent of cell membranes a rigid ring system and a short branched hydrocarbon tail

358 Lipids Slide 21e Derived lipids Steroids cholesterol important constituent of cell membranes a rigid ring system and a short branched hydrocarbon tail hydrophobic

359 Lipids Slide 21f Derived lipids Steroids cholesterol important constituent of cell membranes a rigid ring system and a short branched hydrocarbon tail hydrophobic amphipathy conferred by the OH

360 Lipids Slide 21g Derived lipids Steroids cholesterol important constituent of cell membranes a rigid ring system and a short branched hydrocarbon tail hydrophobic amphipathy conferred by the OH precursor of

361 Lipids Slide 21h Derived lipids Steroids cholesterol important constituent of cell membranes a rigid ring system and a short branched hydrocarbon tail hydrophobic amphipathy conferred by the OH precursor of D vitamin

362 Lipids Slide 21i Derived lipids Steroids cholesterol important constituent of cell membranes a rigid ring system and a short branched hydrocarbon tail hydrophobic amphipathy conferred by the OH precursor of D vitamin bile acids

363 Lipids Slide 21j Derived lipids Steroids cholesterol important constituent of cell membranes a rigid ring system and a short branched hydrocarbon tail hydrophobic amphipathy conferred by the OH precursor of D vitamin bile acids sex hormones

364 Lipids Slide 21k Derived lipids Steroids cholesterol important constituent of cell membranes a rigid ring system and a short branched hydrocarbon tail hydrophobic amphipathy conferred by the OH precursor of D vitamin bile acids sex hormones adrenocortical hormones

365 Lipids Slide 22a Carotenoids

366 Lipids Slide 22b Carotenoids β-carotene

367 Lipids Slide 23a Biological membranes

368 Lipids Slide 23b Biological membranes Lipids in polar environments aggregation to complexes in which polar regions are in contact with water and hydrophobic regions away from water.

369 Lipids Slide 23c Biological membranes Lipids in polar environments aggregation to complexes in which polar regions are in contact with water and hydrophobic regions away from water. possible molecular arrangements:

370 Lipids Slide 23d Biological membranes Lipids in polar environments aggregation to complexes in which polar regions are in contact with water and hydrophobic regions away from water. possible molecular arrangements: various micelle structures

371 Lipids Slide 23e Biological membranes Lipids in polar environments aggregation to complexes in which polar regions are in contact with water and hydrophobic regions away from water. possible molecular arrangements: various micelle structures spherical micelles stable form of FA

372 Lipids Slide 23f Biological membranes Lipids in polar environments aggregation to complexes in which polar regions are in contact with water and hydrophobic regions away from water. possible molecular arrangements: various micelle structures spherical micelles stable form of FA a bilayer stable form for amphipathic lipids such as phospholipids

373 Lipids Slide 23g Biological membranes Lipids in polar environments aggregation to complexes in which polar regions are in contact with water and hydrophobic regions away from water. possible molecular arrangements: various micelle structures spherical micelles stable form of FA a bilayer stable form for amphipathic lipids such as phospholipids

374 Lipids Slide 24a Biological membranes a membrane consists of phospholipid bilayer with proteins inserted in it or bound to the surface

375 Lipids Slide 24b Biological membranes a membrane consists of phospholipid bilayer with proteins inserted in it or bound to the surface

376 Lipids Slide 24c Biological membranes a membrane consists of phospholipid bilayer with proteins inserted in it or bound to the surface integral proteins embedded in the bilayer

377 Lipids Slide 24d Biological membranes a membrane consists of phospholipid bilayer with proteins inserted in it or bound to the surface integral proteins embedded in the bilayer trans-membrane

378 Lipids Slide 24e Biological membranes a membrane consists of phospholipid bilayer with proteins inserted in it or bound to the surface integral proteins embedded in the bilayer trans-membrane peripheral proteins bound to the surface of the membrane

379 Lipids Slide 24f Biological membranes a membrane consists of phospholipid bilayer with proteins inserted in it or bound to the surface integral proteins embedded in the bilayer trans-membrane peripheral proteins bound to the surface of the membrane many of the proteins and lipids carry oligosaccharide chains

380 Lipids Slide 25a Membrane fluidity

381 Lipids Slide 25b Membrane fluidity The interior of a lipid bilayer is normally highly fluid.

382 Lipids Slide 25c Membrane fluidity The interior of a lipid bilayer is normally highly fluid. liquid crystal state hydrocarbon chains disordered and in constant motion (higher temperatures)

383 Lipids Slide 25d Membrane fluidity The interior of a lipid bilayer is normally highly fluid. liquid crystal state hydrocarbon chains disordered and in constant motion (higher temperatures) crystalline state fatty acid tails are fully extended, packing is highly ordered (lower temperatures)

384 Lipids Slide 25e Membrane fluidity The interior of a lipid bilayer is normally highly fluid. liquid crystal state hydrocarbon chains disordered and in constant motion (higher temperatures) crystalline state fatty acid tails are fully extended, packing is highly ordered (lower temperatures)

385 Lipids Slide 26a FA types see above Membrane fluidity

386 Lipids Slide 26b FA types see above Membrane fluidity Cholesterol inserts into bilayer membranes

387 Lipids Slide 26c Membrane fluidity FA types see above Cholesterol inserts into bilayer membranes hydroxyl group oriented out

388 Lipids Slide 26d Membrane fluidity FA types see above Cholesterol inserts into bilayer membranes hydroxyl group oriented out polar environment

389 Lipids Slide 26e FA types see above Membrane fluidity Cholesterol inserts into bilayer membranes hydroxyl group oriented out polar environment hydrogen bonds with polar heads of membrane lipids

390 Lipids Slide 26f FA types see above Membrane fluidity Cholesterol inserts into bilayer membranes hydroxyl group oriented out polar environment hydrogen bonds with polar heads of membrane lipids hydrophobic ring system adjacent to FA chains of membrane lipids

391 Lipids Slide 26g FA types see above Membrane fluidity Cholesterol inserts into bilayer membranes hydroxyl group oriented out polar environment hydrogen bonds with polar heads of membrane lipids hydrophobic ring system adjacent to FA chains of membrane lipids hydrophobic interactions

392 Lipids Slide 26h FA types see above Membrane fluidity Cholesterol inserts into bilayer membranes hydroxyl group oriented out polar environment hydrogen bonds with polar heads of membrane lipids hydrophobic ring system adjacent to FA chains of membrane lipids hydrophobic interactions rather rigid molecule interactions with membrane lipid hydrocarbon chains decreases the membrane fluidity

393 Lipids Slide 27a Membrane assymmetry lateral mobility of a lipid is high

394 Lipids Slide 27b Membrane assymmetry lateral mobility of a lipid is high transversal mobility (flip-flop)

395 Lipids Slide 27c Membrane assymmetry lateral mobility of a lipid is high transversal mobility (flip-flop) of lipids is very low

396 Lipids Slide 27d Membrane assymmetry lateral mobility of a lipid is high transversal mobility (flip-flop) of lipids is very low of proteins has never been observed

397 Lipids Slide 27e Membrane assymmetry lateral mobility of a lipid is high transversal mobility (flip-flop) of lipids is very low of proteins has never been observed

398 Lipids Slide 28a Biological membrane assymmetry the two leaflets tend to differ assymmetry in

399 Lipids Slide 28b Biological membrane assymmetry the two leaflets tend to differ assymmetry in lipid composition

400 Lipids Slide 28c Biological membrane assymmetry the two leaflets tend to differ assymmetry in lipid composition protein composition and orientation

401 Lipids Slide 28d Biological membrane assymmetry the two leaflets tend to differ assymmetry in lipid composition protein composition and orientation saccharides of glycoproteins and glycolipides

402 Lipids Slide 28e Biological membrane assymmetry the two leaflets tend to differ assymmetry in lipid composition protein composition and orientation saccharides of glycoproteins and glycolipides function

403 Lipids Slide 29a Lipoproteins for transport in blood non-polar lipids are combined with amphipathic lipids and proteins to make water- -miscible lipoproteins

404 Lipids Slide 29b Lipoproteins for transport in blood non-polar lipids are combined with amphipathic lipids and proteins to make water- -miscible lipoproteins nonpolar core surrounded by a layer of phospholipids and cholesterol

405 Lipids Slide 30a Lipoproteins Chylomicrons transport triglycerides from intestine to other tissues

406 Lipids Slide 30b Lipoproteins Chylomicrons transport triglycerides from intestine to other tissues Very low density lipoproteins (VLDL) bind triglycerides in liver and carry them to fat tissue

407 Lipids Slide 30c Lipoproteins Chylomicrons transport triglycerides from intestine to other tissues Very low density lipoproteins (VLDL) bind triglycerides in liver and carry them to fat tissue Low-density lipoproteins (LDL) carry cholesterol to peripheral tissues

408 Lipids Slide 30d Lipoproteins Chylomicrons transport triglycerides from intestine to other tissues Very low density lipoproteins (VLDL) bind triglycerides in liver and carry them to fat tissue Low-density lipoproteins (LDL) carry cholesterol to peripheral tissues High-density lipoproteins (HDL) transport cholesterol to liver

409 The End

410 Lipids (print version in the end of the file) Tomáš Kučera 2011

411 Lipids Slide 1 Lipids non-polar (hydrophobic) compounds of biological origin, soluble in organic solvents (in water limitedly or not at all) Major roles of lipids structural components of biological membranes energy storage (triacylglycerols) thermal (and electrical) insulators protective layers against infection, clashes and dessication vitamins and hormones and their precursors bile acids lipid solubilization

412 Lipids Slide 2 Fatty acids important components of most other lipids a hydrocarbon chain (4 36 C) with a carboxyl at one end amphipathic non-polar end polar end a 16-C fatty acid: CH 3 (CH 2 ) 14 COO saturated or unsaturated free rotation around C C bonds no rotation around C=C bonds esterified or free salts with alkali metals soaps

413 Lipids Slide 3 of various length Fatty acids SCFA (< 6 C) MCFA (6 12 C) LCFA (12 22 C) VLCFA (> 22 C) lower (< 10 C) higher (> 12 C)

414 Lipids Slide 4 Fatty acids γ β α O OH n ω An 18-C FA with two cis double bonds: linoleic acid (9,12-octadecadienoic, octadeca-9,12-dienoic) cis,cis-c18:2 9,12 or C18:2 cis,cis-ω6 or cis,cis-c18:2 n 6 all cis-c18:2 9,12 or C18:2 -ω6 or all cis-c18:2(9,12) C18:2(9c,12c)

415 Lipids Slide 5 usually Fatty acids linear hydrocarbon chain an even number of carbon atoms double bonds in cis configuration a rigid kink at each C=C bond O OH stearic acid oleic acid linoleic acid cis-c18:1 n-7 acid FA melting points decrease with shorter chains unsaturation vicinity of the first C=C to the carboxyl

416 Lipids Slide 6 Some common fatty acids Common name Abbrev. Systematic name n (ω) Structure formula Saturated lauric C12:0 dodecanoic COOH myristic C14:0 tetradecanoic COOH palmitic C16:0 hexadecanoic COOH stearic C18:0 oktadecanoic COOH arachidic C20:0 eicosanoic COOH behenic C22:0 docosanoic COOH lignoceric C24:0 tetracosanoic COOH With 1 double bond palmitoleic C16:1 9-hexadecaenoic 9 7 COOH oleic C18:1 9-octadecaenoic 9 9 COOH erucic C22:1 13-docosaenoic 13 9 COOH nervonic C24:1 15-tetracosaenoic 15 9 COOH With 2 double bonds linoleic C18:2 9,12-octadecadienoic 9,12 6 COOH With 3 double bonds α-linolenic C18:3 9,12,15-octadecatrienoic 9,12,15 3 COOH γ-linolenic C18:3 6,9,12-octadecatrienoic 6,9,12 6 COOH With 4 double bonds arachidonic C20:4 5,8,11,14-eicosatetraenoic 5,8,11,14 6 COOH With 5 double bonds timnodonic C20:5 5,8,11,14,17-eicosapentaenoic 5,8,11,14,17 3 COOH clupanodonic C22:5 7,10,13,16,19-docosapentaenoic 7,10,13,16,19 3 COOH With 6 double bonds cervonic C22:6 4,7,10,13,16,19-docosahexaenoic 4,7,10,13,16,19 3 COOH essential: linoleic and α-linolenic

417 Lipids Slide 7 Some less common fatty acids Common name Abbreviation Systematic name Δ n- (ω) Structure formula Odd chain C13:0 C15:0 C17:0 tridecanoic pentadecanoic heptadecanoic C17:1 cis-9-heptadecenoic 9 8 Branched iso-tridecanoic iso C13:0 11-methyldodecanoic iso-tetradecanoic iso C14:0 12-methyltridecanoic iso-pentadecanoic iso C15:0 13-methyltetradecanoic iso-hexadecanoic iso C16:0 14-methylpentadecanoic iso-heptadecanoic iso C17:0 15-methylhexadecanoic anteiso-tridecanoic anteiso C13:0 10-methyldodecanoic anteiso-pentadecanoic anteiso C15:0 12-methyltetradecanoic anteiso-heptadecanoic anteiso C17:0 14-methylhexadecanoic phytanic 3,7,11,15-tetramethylhexadecanoic pristanic 2,6,10,14-tetramethylpentadecanoic Conjugated linoleic acid (CLA) C18:2(9c,11t) cis-9,trans-11-octadecadienoic 9,11 8 C18:2(10t,12c) trans-10,cis-12-octadecadienoic 10,12 7 With triple bonds tariric C18:1(6a) 6-octadecinoic (6-octadecynoic)

418 Lipids Slide 8 Some really exotic fatty acids e.g. C47 14-oxo-4,5,6,28,33,37,42,45-octahydroxy-trans-26,trans- 43-dien-2,31,34,46-tetraynic acid HOOC OH OH OH (CH 2 ) 7 (CH 2 ) 10 (CH 2 ) 4 OH OH O OH OH CH cyclopropane to cyclohexane ring epoxy-, cyclic peroxides, SH, disulfides OH HOOC HOOC HOOC fatty alcohols similar diversity

419 Lipids Slide 9 Overview of lipids simple lipids esters of FA with alcohols fats & oils (acylglycerols, glycerides): alcohol = glycerol waxes: alcohol = long-chain (mono)alcohol complex lipids esters FA+alcohols + other items phospholipids FA + glycerol + phosphate + usually another component glycolipids contain sugars glycoacylglycerols FA + glycerol + sugar glycosphingolipids FA + sphingosine + sugar (+ sialic acid) sphingolipids contain a ceramide (amide of FA+sphingosine) sphingomyelines ceramide + phosphocholine glycosphingolipids see above derived lipids other biological hydrophobic substances, e.g. steroids, prostaglandins, carotenoids and other terpenoids, lipophilic vitamins

420 Lipids Slide 10 Simple lipids esters of FA with alcohols Waxes the alcohol is long, monovalent fatty the most fatty of the lipids in animals final metabolites usually a protective function plant cuticule lanolin včelí vosk beeswax main component C 15 H 31 COOC 30 H 61 myricyl palmitate triacontyl hexadecanoate carnauba wax main component C 25 H 51 COOC 30 H 61 myricyl cerotate hexadecyl hexadecanoate

421 Lipids Slide 11 Triacylglycerols (triglycerides, neutral fats and oils) the most abundant dietary lipids energy storage reduced compact (dehydrated) protective layers glycerol backbone + 3 esterified FA most are mixed

422 Lipids Slide 12 phospholipids Complex lipids glycerophospholipids (PE, PS, PC, PG, PI + plasmalogens) sphingomyelins glycolipids glycoacylglycerols cerebrosides gangliosides All complex lipids include non-polar FA chains ( tails ) sphingolipids polar region (glycerol, FA carbonyls, usually P i, the polar head group they are amphipathic

423 Lipids Slide 13 Glycerophospholipids (phosphoglycerides) common constituents of biological membranes glycerol backbone hydroxyls at C1 & C2 esterified to fatty acids C3 esterified to P i Phosphatidic acids intermediates in the synthesis of triacylglycerols and glycerophospholipids

424 Lipids Slide 14 Glycerophospholipids Polar head usually, P i is further esterified to OH of a polar head group (signed X in the figure) e.g. serine, choline, ethanolamine, glycerol, or inositol The 2 fatty acids tend to be non-identical. amphipathic (complex polar region)

425 Lipids Slide 15 Glycerophospholipids Phosphatidylinositols (PI) membrane lipids cellular signaling molecules Phosphatidylcholines (lecithins, PC) common membrane lipids

426 Lipids Slide 16 Glycerophospholipids Plasmalogens glycerol enol-ether phospholipids brain and muscles PAF (platelet activating factor) platelet aggregation

427 Lipids Slide 17 Sphingolipids derivatives of the amino alcohol sphingosine amides of sphingosine with FA = ceramides Ceramides usually include a polar head group, esterified to the terminal OH of the sphingosine.

428 Lipids Slide 18 Sphingolipids Sphingomyelins ceramides with the phosphocholine head group common constituent of plasma membranes in brain and nerve tissue

429 Lipids Slide 19 (Glyco)sphingolipids H 3 C C H N H O COOH O H H OH H H OH H C OH H C OH CH 2 OH N-acetyl neuraminic acid Cerebrosides ceramides with a monosaccharide such as glucose or galactose as polar head group Gangliosides ceramides with a polar head group that is a complex oligosaccharide, including sialic acid cerebrosides and gangliosides = glycosphingolipids common in the outer layer of the plasma membrane sugar chains extend outwards

430 Lipids Slide 20 Glycolipids glycoacylglycerols mono- and digalactosyl diacyl glycerols SO 3 O HO O OH OH sulfoquinovosyl diacyl glycerols O O O O important constituents of plant membranes thylakoid membrane

431 Lipids Slide 21 Derived lipids Steroids cholesterol important constituent of cell membranes a rigid ring system and a short branched hydrocarbon tail hydrophobic amphipathy conferred by the OH precursor of D vitamin bile acids sex hormones adrenocortical hormones

432 Lipids Slide 22 Carotenoids β-carotene

433 Lipids Slide 23 Biological membranes Lipids in polar environments aggregation to complexes in which polar regions are in contact with water and hydrophobic regions away from water. possible molecular arrangements: various micelle structures spherical micelles stable form of FA a bilayer stable form for amphipathic lipids such as phospholipids

434 Lipids Slide 24 Biological membranes a membrane consists of phospholipid bilayer with proteins inserted in it or bound to the surface integral proteins embedded in the bilayer trans-membrane peripheral proteins bound to the surface of the membrane many of the proteins and lipids carry oligosaccharide chains

435 Lipids Slide 25 Membrane fluidity The interior of a lipid bilayer is normally highly fluid. liquid crystal state hydrocarbon chains disordered and in constant motion (higher temperatures) crystalline state fatty acid tails are fully extended, packing is highly ordered (lower temperatures)

436 Lipids Slide 26 FA types see above Membrane fluidity Cholesterol inserts into bilayer membranes hydroxyl group oriented out polar environment hydrogen bonds with polar heads of membrane lipids hydrophobic ring system adjacent to FA chains of membrane lipids hydrophobic interactions rather rigid molecule interactions with membrane lipid hydrocarbon chains decreases the membrane fluidity

437 Lipids Slide 27 Membrane assymmetry lateral mobility of a lipid is high transversal mobility (flip-flop) of lipids is very low of proteins has never been observed

438 Lipids Slide 28 Biological membrane assymmetry the two leaflets tend to differ assymmetry in lipid composition protein composition and orientation saccharides of glycoproteins and glycolipides function

439 Lipids Slide 29 Lipoproteins for transport in blood non-polar lipids are combined with amphipathic lipids and proteins to make water- -miscible lipoproteins nonpolar core surrounded by a layer of phospholipids and cholesterol