Что такое липиды
Липидами называют довольно разнородную группу веществ, извлекаемых из клеток: общим признаком липидов является их плохая растворимость в воде; они легко растворяются в бензоле, хлороформе, ацетоне, тетрахлорметане, петролейном эфире.
Липиды условно делят на несколько групп: к группе простых липидов относят жиры и воски.
Липиды это группа сложны веществ, в молекуле которых, кроме жирной кислоты и спирта, находятся остатки молекул других соединений: фосфорной кислоты (фосфолипиды), аминоспиртов и углеводов (гликолипиды) или серной кислоты (сульфолипиды). К прочим липидам относят высшие спирты, высшие жирные кислоты, некоторые углеводороды (каротины), простые эфиры глицерина.
Рис. Структуры, образуемые липидами и водой (по Стеккениусу).
а — слой липидов на поверхности воды. Полярные группы обозначены черными кружками, углеводородные хвосты направлены н сторону воздуха; б — система фосфолипид — воды. Заштрихованные участки изображают сечение модных цилиндров, окруженных полярными группами молекул липидов. Такие структуры возникают при 37° С и при малом (относительно) количестве воды.
Чаще всего молекула липида характеризуется сочетанием длинной углеродной цени или нескольких цепей с полярными группами на концах. Липиды входят в состав всех клеток, но особенно богата липидами нервная ткань и, в частности, мозг. Липиды образуют с белками сложные комплексы — липопротеиды. Из таких комплексов состоят многочисленные мембраны, образующие внутренние структуры клетки и клеточную оболочку. С жирами — простыми липидами — мы уже знакомы.
Рис. 2. Схема, изображающая строение типичных липидов.
1 и 2 — три- и диглицериды; 3 — фосфатидная кислота; 4 — фосфатидилинозит; 5 — фосфатидилхолин, или лецитин. Цепеобразиые фигуры справа и)ображают углеводородные хвосты молекул жирных кислот (по Л. Хокипу и М. Хокину).
На рисунке 21 показаны схематически структуры молекул различных липидов; для всех пяти липидов характерны длинные углеводородные цепи — хвосты молекул жирных кислот и молекула глицерина. Первые два липида содержат только эти компоненты, три последующих являются производными глицеридов — это фосфатидная кислота, фосфатидилинозит (инозит —шестиатомный спирт С6Н6(ОН)6) и лецитин, имеющий в составе молекулы холин.
Роль фосфолипидов была выяснена при изучении миелиновой оболочки нерва. Электронные микрофотографии показали, что оболочка имеет слоистое строение. Липиды вообще легко образуют слои. Если, например, капнуть в воду немного бензола, то видно, что бензол собирается в тонкий слой или плоскую каплю, не смешиваясь с водой. Вода, введенная в бензол, также отделяется от него, опускаясь в нижнюю часть сосуда. Это объясняется тем, что молекулы бензола сильнее взаимодействуют друг с другом, чем с водой, а молекулы воды сильнее притягиваются друг к другу, чем к молекулам бензола. Бензол слабо взаимодействует с полярным веществом — водой. Заметим, что если в молекулу бензола ввести группу ОН, т. е. взять для аналогичного опыта фенол, то обнаружится заметная растворимость фенола в воде и воды в феноле. В этом случае оба вещества имеют полярные группы ОН и по химической природе они уже стали ближе друг к другу, чем вода и бензол.
Молекулы фосфолипидов содержат и полярные группы и углеводородные цепочки (хвосты); понятно, чтo такие молекулы в водной среде будут соединяться углеводородными хвостами, а полярные группы будут направлены в сторону воды. В результате получится слоистая структура. Действительно, даже просто смешивая некоторые вещества этого типа с водой, можно получить сложные структуры. Более глубокое исследование показало, что, кроме фосфолипидов, в состав биологических мембран входят белки и некоторые углеводы, но липиды, несомненно, являются очень ценным материалом для постройки всех клеточных аппаратов.
Мы, очевидно, приходим к выводу, что углеродные соединения, позволяющие так удачно сочетать гидрофобные свойства длинных цепочек со свойствами полярных групп типа ОН, Н2РО3, NH2, являются незаменимыми компонентами клетки. Нам предстоит еще убедиться в том, что, добавив к соединениям водорода, углерода, кислорода, фосфора еще соединения, содержащие азот, серу и некоторые металлы, можно получить материалы, отвечающие всем требованиям.
Статья на тему Липиды