Appunti di Biochimica

SEMPLICI

Vi è una molecola caratteristica di base: acidi grassi. Questi sono acidi carbossilici a lunga catena.

In natura hanno numero pari di atomi di carbonio. Gli acidi carbossilici si caratterizzano perchè hanno

un gruppo carbossilico all'estremità che ha caratteristiche acide, cioè tende a perdere un atomo di

+

idrogeno sotto forma di ione H e quindi si forma un gruppo carico negativamente. Questo conferisce

ovviamente caratteristiche polari. Sono a lunga catena cioè attaccato al gruppo carbossilico c'è una

lunga catena idrocarburica (gli idrocarburi sono molecole apolari). Quindi all'estremità vi sarà un

carattere polare e tutto il resto sarà apolare. Gli acidi grassi hanno struttura semplice. Se la catena

dell'acido grasso non presenta un doppio legame, quindi l'idrocarburo è un idrocarburo semplice, si

dice che è un acido grasso saturo. Quando invece vi è almeno un doppio legame si parla di

insaturazione. Se c'è un solo doppio legame si parla di monoinsaturi, altrimenti polinsaturi.

La nomenclatura degli acidi grassi, essendo questi carbossilici, è caratterizzata dal numero di atomi

di carbonio. I più importanti sono il palmitico (16 atomi di carbonio) e lo stearico (18 atomi di

carbonio). Accanto al nome viene indicato il numero di atomi di carbonio e se ci sono doppi legami;

nel caso dell'acido stearico sarà 18:0 dove con 0 si intende il numero di doppi legami.

Un esempio invece di acido insaturo è l'acido oleico. Siamo in grado di produrlo. Ha un'unica

insaturazione sul carbonio 9 (tra il 9 e il 10).

Tra gli acidi polinsaturi troviamo:



• acido linoleico ha 2 doppi legami. 18:2 9,12



• acido linolenico ha 3 doppi legami 18:3 9, 12, 15

Non siamo in grado di produrli e si dicono perciò essenziali perchè si devono assumere con la dieta.

È importante considerare l'isometria dell'insaturazione che può esserci.

L'isomeria può essere cis o trans. Sarà cis quando i sostituenti saranno dalla stessa parte. Trans da

parti opposte.

Come si può vedere la molecola, essendo abbastanza lunga, tende a piegarsi e questo è importante

perchè più insaturazioni hanno più la molecola si piega (per il cis). Nel trans resta quasi distesa (fa

una piccola curva).

In base alla posizione del primo doppio legame avviene la numerazione degli atomi di carbonio che

inizia dal carbonio terminale ovvero dal carbonio omega. Si distinguono cosi tra gli acidi grassi che

abbiamo visto:

– 3 → acido linolenico

omega-

– 6 → acido linoleico

omega-

– 9 → acido oleico (siamo in grado di produrlo).

omega-

CARATTERISTICHE CHIMICHE E FISICHE ACIDI GRASSI

Gli acidi grassi sono acidi carbossilici a lunga catena. Possiedono pertanto una porzione polare che è

la testa (idrofilica) e una coda apolare che è la catena idrocarburica (idrofobica). Quando si mettono

in acqua questi acidi grassi, spontaneamente questi si organizzano e si disporranno formando delle

strutture sovramolecolari (micelle): le code tendono ad allontanarsi dalla soluzione acquosa e

prendono rapporti tra di loro. Nella micella si avranno perciò le teste idrofiliche poste verso l'esterno,

le code verso l'interno. Da questo si può arrivare al concetto di membrana. Nelle membrane (per

esempio quella plasmatica) cambia solo il fatto che si tratta di una doppia membrana e non solo di

una micella. Gli acidi grassi inoltre se vanno incontro ad insaturazione si piegano. Quando sono saturi

si dispongono ordinatamente uno accanto all'altro e si creano delle interazioni che sono quelle di Van

der Waal's. Se vi sono insaturazioni si creano dei punti di ripiegamento che portano alla formazione

di spazi. Questo fa si che dove vi è insaturazione la membrana è più fluida.

La fluidità dipende anche dalla temperatura: se si abbassa diminuisce l'energia cinetica e aumentano

le interazioni tra le molecole e si formerebbero catene ancora più compatte. Per aumentare la fluidità

ci vuole perciò più insaturazione.

Gli acidi grassi sono le unità di base dei lipidi, ma i lipidi strutturalmente sono un po’ più complessi.

Generalmente gli acidi grassi non si trovano ben liberi ma sono legate ad altre molecole. In particolare

oli e grassi e cere sono costituiti anche da alcoli. Nei lipidi semplici ci saranno quindi acidi grassi e

alcoli. In particolare negli oli e nei grassi abbiamo un glicerolo (alcol a 3 atomi di carbonio) e 3

acidi grassi. Negli oli e nei grassi, i trigliceridi sono formati da glicerolo e acidi grassi sempre ma

la differenza sta che gli oli sono più fluidi, i grassi no e questo perchè cambia la concentrazione di

acidi grassi saturi(grassi) o insaturi(oli). Una molecola di glicerolo può formare dei legami con 3

acidi grassi diversi: durante questo processo si elimina una molecola di acqua per ogni acido grasso

che si lega e si ha il processo di esterificazione.

Nelle cere ci sarà acido grasso e alcol a lunga catena perchè in realtà il glicerolo ha una cortissima

catena. Dopo il processo di esterificazione non restano gruppi polari e infatti si avranno molecole

altamente idrofobiche come i trigliceridi. La funzione è di protezione.

LIPIDI COMPLESSI

Nei lipidi complessi, oltre all'acido grasso e all'alcol vi sono altre molecole:

• nei fosfolipidi che si dividono in fosfogliceridi e sfingolipidi, vi sarà il gruppo fosforico.

• nei glicolipidi che si dividono in cerebrosidi, Gangliosidi, Solfatidi vi sarà almeno uno

zucchero

Nei fosfolipidi la differenza rispetto al trigliceride, è che sul terzo atomo di carbonio del glicerolo

invece di trovare un altro acido grasso vi sarà un gruppo fosforico al quale si possono legare altre

subunità polari.

Negli sfingolipidi invece vi è un solo acido grasso che si lega ad un alcol a lunga catena e si forma

la ceramide cioè sfingosina(alcol) + acido grasso.

Tra gli sfingolipidi, troviamo anche la sfingomielina che è un lipide complesso ed è costituita da

ceramide che è unità di base e quindi da sfingosina e acido grasso, e in più vi è la colina, che è un

costituente dei fosfolipidi.

Per quanto riguarda i fosfogliceridi, un acido grasso di un trigliceride è sostituito da un gruppo fosfato

(a sua volta esterificato con un alcol). A questa famiglia appartengono le lecitine che sono importanti

costituenti cellulari e in particolare delle cellule nervose e si ritrovano in molti alimenti (semi di soia,

tuorlo d'uovo ecc..). Tali sostanze aiutano a rimuovere il colesterolo dalle arterie, i grassi dal fegato e

determinano un aumento delle capacità di apprendimento e memorizzazione.

Nei glicolipidi, la ceramide è sempre unità di base (cosi come nei fosfolipidi). Attaccato all'alcol ci

possono essere o 1 o più glucidi. Nel caso più semplice dei cerebrosidi ci sarà un solo glucide; i

gangliosidi invece sono catene molto lunghe. Il solfatide è un composto chimico, estere solforico

dei galattocerebrosidi (➔ cerebroside) ed è chiamato anche cerebroside solfato. Questi sono

particolarmente abbondanti nella membrana plasmatica dei neuroni (ne costituiscono il 15%).

FRAZIONE INSAPONIFICABILE

Abbiamo steroidi e vitamine liposolubili. Tra gli steroidi quello più importante è il colesterolo. Ha

una struttura di base ad anelli condensati, ciclica. Si lega con una piccola catena alifatica e con un

gruppo ossidrilico detto anche alcolico che andrà a formare dei legami, nelle membrane biologiche,

con altri acidi grassi. Nella membrana plasmatica il colesterolo si trova nel doppio strato fosfolipidico,

esattamente in mezzo agli acidi grassi dei fosfolipidi e ha la funzione di regolare ulteriormente la

fluidità della membrana. Più colesterolo c'è più la membrana è rigida.

I lipidi, possono anche essere a complessi, e formano strutture sovramolecolari con altre molecole

biologiche per esempio con le proteine. Per esempio le lipoproteine plasmatiche sono macromolecole

derivanti dalla combinazione di una proteina con lipidi di varia natura: colesterolo, esteri del

colesterolo, fosfolipidi e trigliceridi. Sono deputate al raccoglimento ed al trasporto di lipidi, in

particolare di trigliceridi, colesterolo e colesterolo esterificato. Nelle lipoproteine plasmatiche i

fosfolipidi contribuiscono a creare una superficie compatibile con l'acqua intorno alla massa dei

trigliceridi, trasportati dal sangue (come nel caso dei chilomicroni). Sulla superficie ci saranno anche

delle proteine che permetteranno gli scambi.

PROTEINE

L'unità di base sono gli amminoacidi: COOH (gruppo carbossilico)

| – –

(gruppo amminico) H N C H

2

|

R

Per i glucidi sono i monosaccaridi, per i lipidi è più complicato perché a volte c'è un acido grasso a

volte un alcol, a volte anche un fosfato o un glucide. Per le proteine sono gli amminoacidi e sono

circa 20 in natura e sono quelli che poi entrano a far parte delle proteine.

Dal termine stesso si può capire che vi è un gruppo amminico e un gruppo acido quindi carbossilico.

A un'estremità si avrà un gruppo carbossilico e uno amminico che sono legati allo stesso atomo di

carbonio α perchè è vicino

carbonio. Il carbonio viene chiamato anche al gruppo carbossilico. Si

parlerà cosi di alfa amminoacidi.

Dall'altra parte l'atomo di carbonio si mette in contatto con un atomo di idrogeno e con l'ultimo legame

→ gruppo radicalico). La posizione non è

entra in rapporto con una catena laterale (indicata con R

casuale, saranno tutti L-amminoacidi con il gruppo amminico a sinistra.

In natura normalmente questi due gruppi sono ionizzati: il gruppo carbossilico perde rapporto con

l'idrogeno e gli elettroni di legame restano sull'ossigeno del gruppo carbossilico. Invece l'azoto col

suo doppietto elettronico acquista un protone dall'ambiente e si carica positivamente. Quindi allo stato

fisiologico ma anche a quello cristallino gli amminoacidi sono nella forma zwitterionica

(doppiamente ionica). Se ci spostiamo in un ambiente acido, vi sarà solo la carica positiva;

nell'ambiente basico, sarà carica negativa. Quindi questi due gruppi possono funzionare da base e da

acidi. Queste sono caratteristiche generali.

La natura della catena è determinante per farci capire le caratteristiche specifiche di

quell'amminoacido. La catena può essere classificata in:

• → definisce gli amminoacidi idrofobici. Si hanno catene alifatiche o idrocarburiche

Apolare

più o meno ramificate. A volte possono anche essere catene aromat