Функции липидов.

Липиды содержатся во всех клетках животных и растений. Содержание липидов в клетках составляет1 - 5% сухой массы, но в жировой ткани может иногда достигать 90%. H₂C-O-C-R₁

| O

HC-O-C-R₂

| O

H₂C-O-C-R₃

1. Основная функция липидов — энергетическая. В ходе расщепления 1г жиров до СО₂ и Н₂О освобождается 38, 9 кДж. В семенах многих растений высокое содержание жиров (растительные масла добывают из семян подсолнечника, кукурузы, рапса, льна).

Жиры запасаются в форме капель в цитоплазме клетки. У позвоночных имеются специализированные клетки —адипоциты, почти полностью заполненные большой каплей жира. Мобилизация жиров в адипоцитах и клетках прорастающих семян, происходит благодаря ферментам липазы, которые расщепляют их до глицерола и жирных кислот.

У людей наибольшее количество жировой ткани находится под кожей, особенно в районе живота и молочных желез.

2. Структурная. Липиды принимают участие в образовании клеточных мембран. В составе мембран находятся фосфолипиды, гликолипиды, липопротеины. В 1 мкм² биологической мембраны содержится около миллиона молекул липидов. Все липиды, входящие в состав мембран, имеют амфифильные свойства: они состоят из гидрофильной и гидрофобной частей.

3. Запасающая. Это особенно важно для животных, впадающих в холодное время года в спячку или совершающих длительные переходы через местность, где нет источников питания. Семена многих растений содержат жир, необходимый для обеспечения энергией развивающееся растение.

4. Терморегуляторная. Жиры являются хорошими термоизоляторами вследствие плохой теплопроводимости. Они откладываются под кожей, образуя у некоторых животных толстые прослойки Особенно толстый подкожный жировой слой характерен для водных млекопитающих (китов, моржей и др.). Но в то же время у животных, обитающих в условиях жаркого климата (верблюды, тушканчики) жировые запасы откладываются на изолированных участках тела (в горбах у верблюда, в хвосте у жирнохвостых тушканчиков), в качестве резервных запасов воды, так как вода — один из продуктов окисления жиров.

5. Защитно-механическая. Скапливаясь в подкожном слое, жиры защищают организм от механических воздействий. Толстый слой жира защищает внутренние органы многих животных от повреждений при ударах (например, сивучи при массе до тонны, могут прыгать в воду со скал высотой 20-25 м).

6. Каталитическая. Эта функция связана с жирорастворимыми витаминами (А, D, E, K). Сами по себе витамины не обладают каталитической активностью. Но они являются коферментами, без них ферменты не могут выполнять свои функции.

7. Источник метаболический воды. Одним из продуктов окисления жиров является вода. Эта метаболическая вода очень важна для обитателей пустынь. Так, жир, которым заполнен горб верблюда, служит в первую очередь не источником энергии, а источником воды (при окислении 1 кг жира выделяется 1, 1 кг воды).

8. Повышение плавучести. Запасы жира повышают плавучесть водных животных. Самые разные организмы — от диатомовых водорослей до акул — используют резервные запасы жира как средство снижения среднего удельного веса тела и, таким образом, увеличения плавучести. Это позволяет снизить расходы энергии на удержание в толще воды.

Функции углеводов.α и β -формы глюкозы.Гликозидный гидроксил.Явление мутаратации.

Энергетическая. При распаде углеводов высвобождаемая энергия рассеивается в виде тепла или накапливается в молекулах АТФ. Углеводы обеспечивают около 50–60 % суточного энергопотребления организма, а при мышечной деятельности на выносливость — до 70 %. При окислении 1 г углеводов выделяется 17кДж энергии (4, 1ккал). В качестве основного энергетического источника в организме используется свободная глюкоза или запасенные углеводы в виде гликогена. Является основным энергетическим субстратом мозга.

Пластическая. Углеводы (рибоза, дезоксирибоза) используются для построения АТФ, АДФ и других нуклеотидов, а также нуклеиновых кислот. Они входят в состав некоторых ферментов. Отдельные углеводы являются структурными компонентами клеточных мембран. Продукты превращения глюкозы (глюкуроновая кислота, глюкозамин и др.) входят в состав полисахаридов и сложных белков хрящевой и других тканей.

Запас питательных веществ. Углеводы накапливаются (запасаются) в скелетных мышцах, печени и других тканях в виде гликогена. Систематическая мышечная деятельность приводит к увеличению запасов гликогена, что повышает энергетические возможности организма.

Специфическая. Отдельные углеводы участвуют в обеспечении специфичности групп крови, исполняют роль антикоагулянтов (вызывающие свертывание), являясь рецепторами цепочки гормонов или фармакологических веществ, оказывая противоопухолевое действие.

Защитная. Сложные углеводы входят в состав компонентов иммунной системы; мукополисахариды находятся в слизистых веществах, которые покрывают поверхность сосудов носа, бронхов, пищеварительного тракта, мочеполовых путей и защищают от проникновения бактерий и вирусов, а также от механических повреждений.

Регуляторная. Клетчатка пищи не поддается процессу расщепления в кишечнике, однако активирует перистальтику кишечного тракта, ферменты, использующиеся в пищеварительном тракте, улучшая пищеварение и усвоение питательных веществ.

При написании структурных формул по Хеуорсу гидроксильная группа при С-1 должна быть расположена ниже плоскости кольца в α -форме и выше – в β -форме:

Проекционные формулы Хеуорса не отражают подлинной конформации моносахаридов. Подобно циклогексану, пиранозное кольцо может принимать две конфигурации – форму кресла и форму лодки (конформацион-ные формулы). Форма кресла обычно более устойчива, и, по-видимому, именно она преобладает в большей части природных сахаров.

Полуацетальный (гликозидный) гидроксил циклич. форм моносахаридов резко отличается от прочих групп ОН моно-сахарида значительно большей склонностью к р-циям нукле-оф. замещения. Такие р-ции приводят к образованию глико-зидов (остаток нуклеофила в гликозиде - напр. спирта. меркаптана - носит назв. агликон).

МУТАРОТАЦИЯ (от лат. muto-изменяю и rotatio - вращение), самопроизвольное изменение величины оптич. вращения свежеприготовленных р-ров оптически активных соединений. Характерна для моносахаридов, восстанавливающих олигосахаридов, лактонов и др. Катализируется к-тами и основаниями.

Хххх.

Характеристика отдельных классов ферментов на примере: трансфераз, лиаз, лигаз.

Ферменты, или энзимы (греч. " enzyme" - закваска), - это белки-катализаторы химических реакций. Они контролируют почти все метаболические процессы, протекающие в организме, путем связывания суб-стратов - исходных веществ ферментативных реакций - и их химического превращения в продукты реакции.

По типу катализируемой реакции ферменты разделяют на 6 классов:

1. Оксидоредуктазы катализируют окислительно-восстановительные реакции. Пример - алкогольдегидрогеназа, окисляющая этиловый спирт до ацетальдегида.

2. Трансферазы — отдельный класс ферментов, катализирующих перенос функциональных групп и молекулярных остатков от одной молекулы к другой. Широко распространены в растительных и животных организмах, участвуют в превращениях углеводов, липидов, нуклеиновых и аминокислот.

Реакции, катализируемые трансферазами, в общем случае выглядят так: A—X + B ↔ A + B—X.

Молекула A здесь выступает в качестве донора группы атомов (X), а молекула B является акцептором группы. Часто в качестве донора в подобных реакциях переноса выступает один из коферментов. Многие из катализируемых трансферазами реакций являются обратимыми.

Трансферазы катализируют реакции переноса функциональных групп (метальной, аминогруппы, кетогруппы) между веществами. К этому классу ферментов относятся, например, аминотрансферазы - аспарагиновая и аланиновая.

3. Гидролазы катализируют реакции гидролиза - распада сложных веществ с присоединением воды.

Пример - ферменты желудочно-кишечного тракта (пепсин, амилаза, липаза), гидролизующие пищевые вещества.

4. Лиазы —отдельный класс ферментов, катализирующих реакции негидролитического и неокислительного разрыва различных химических связей (C—C, C—O, C—N, C—S и других) субстрата, обратимые реакции образования и разрыва двойных связей, сопровождающиеся отщеплением или присоединением групп атомов по её месту, а также образованием циклических структур.

Лиазы катализируют распад веществ с образованием двойных связей (без участия воды) или добавление групп по месту двойных связей. Пример - декарбоксилазы аминокислот, отщепляющие СОг и образующие амины.

5. Изомеразы катализируют различные виды изомеризации, включая перенос групп внутри одной молекулы. Пример - триозофосфатизомераза, катализирующая взаимные превращения триозофосфатов.

6. Лигаза (лат. соединять) — фермент, катализирующий соединение двух молекул с образованием новой химической связи (лигирование). При этом обычно происходит отщепление (гидролиз) небольшой химической группы от одной из молекул. Лигазы, или синтетазы, катализируют реакции образования сложных веществ из более простых с затратой энергии макроэргической связи (чаще с распадом АТФ). Пример - пируваткарбоксилаза, образующая Щавелевоуксусную кислоту из пирувата и бикарбоната с затратой АТФ.