Что такое органические кислоты и жиры
Разнообразие неорганических кислот не так велико: лишь фосфорная, угольная и соляная кислоты (и отчасти кремниевая) встречаются в большинстве организмов как в виде солей, так и в свободном состоянии (например, соляная кислота желудочного сока).
Карбоновые кислоты важны прежде всего потому, что, действуя совместно со специальными ферментами, они образуют замкнутую систему реакций (цикл Кребса), осуществляющую окисление пировиноградной кислоты. Пировиноградная кислота сама по себе является продуктом перестройки молекул пищевых веществ, например углеводов.
При изучении цикла Кребса встретятся следующие кислоты: пировиноградная, уксусная, лимонная, цис-аконитовая, изолимонная, щавелевоянтарная, α-кетоглутаровая, янтарная, фумаровая, яблочная, щавелевоуксусная.
В клетках различных микроорганизмов (плесневые грибы) наблюдались ферментные реакции, показывающие, как легко эти кислоты превращаются друг в друга. Так, из оксида углерода (IV) и пировиноградной кислоты образуется щавелевоуксусная кислота:
СН3—СО—СООН + СО2 → НООС—СН2—СО—СООН
Из уксусной кислоты путем отнятия водорода может получиться янтарная и фумаровая кислоты.
Из уксусной кислоты образуется также гликолевая кислота СН2ОНСООН, глиоксиловая кислота СНО—СООН и щавелевая кислота СООН—СООН. Фумаровая кислота может быть превращена и яблочную, в щавелевоуксусную и т. д.
Благодаря такой химической гибкости — способности под влиянием ферментов превращаться друг в друга, присоединяя или отдавая низкомолекулярные вещества (СО2, Н2О, Н), органические кислоты (особенно ди- и трикарбоновые) стали биологически ценными соединениями — постоянными деталями биологических машин.
Есть еще одна группа органических кислот, без которых нельзя обойтись в создании биологических структур — это жирные кислоты. Молекулы жирных кислот представляют собой относительно длинные цепи, на одном конце которых находится полярная группа — карбоксил СООН. В природе встречаются чаще всего жирные кислоты с неразветвленной цепью и четным числом углеродных атомов; в растениях обнаружены жирные кислоты, содержащие циклы (в частности, хаульмугровая кислота имеет в молекуле циклопентеновое кольцо).
К насыщенным жирным кислотам относятся: масляная, капроновая, каприловая, пальмитиновая, стеариновая и др. К ненасыщенным — кротоновая, олеиновая, линолевая, линоленовая.
Ненасыщенные кислоты, по-видимому, необходимы для нормальной жизнедеятельности организма, хотя их специфические функции не вполне ясны. Обычно в пищевых веществах жирные кислоты присутствуют в виде эфиров глицерина (жиры и масла), называемых триглицеридами. В этих эфирах три гидроксила глицерина образуют эфирные связи с тремя остатками кислот R1, R2, R3.
Некоторые жиры связаны с белками клетки; большая часть жиров образует отложения, являющиеся топливным запасом организма. Жиры (триглицериды) содержатся и в крови, куда они попадают из слизистой оболочки кишечника через лимфатические пути. В крови жиры с небольшой примесью белка и некоторых липидов образуют мелкие частицы (хиломикроны), размер которых около 50 мк. При окислении жиров выделяется много теплоты (вдвое больше, чем при окислении такого же количества углеводов), так что жир — энергетическое вещество.
Окисление жиров происходит главным образом в почках, печени и сердце, по может протекать и в тканях других органов.
В процессе окисления, катализируемом рядом ферментов, от длинной молекулы жирной кислоты последовательно отщепляются «фрагменты», содержащие всего два атома углерода. Для того чтобы эта реакция началась, повторилась нужное число раз и превратила бы жирную кислоту в воду, оксид углерода (IV), ацетоуксусную кислоту, оказалось необходимым участие особого вещества — кофермента А (КоА) и аденозин-трифосфорной кислоты (АТФ). В дальнейшем мы еще вернемся к этому вопросу.
Жиры нерастворимы в воде, но могут быть получены в виде тонких эмульсий. Эмульгирование жира облегчается солями желчных кислот (гликохолевой и таурохолевой).
Статья на тему Органические кислоты