Lipidi, Biochimica I

STRUTTURA E FUNZIONE DI UNA CERA

I componenti più abbondanti e caratteristici delle cere sono gli esteri di acidi grassi con alcoli a lunga

catena. Per eesempio il palmitato di miricile, il componente principale della cera delle api, ha la

seguente formula: O

CH (CH ) C CH (CH ) CH

3 2 4 2 2 28 3

Palmitato di miricile (acido palmitico + alcoli alifatici)

A causa della saturazione delle lunghe catene alifatiche costituenti, le cere sono del tutto insolubili in

acqua e chimicamente inerti. Tale inerzia conferisce alle cere le peculiari funzioni protettive, che

esplicano stratificandosi sulle superfici esposte delle foglie nelle piante e dell’epidennide negli

animali. Hanno infatti azione impermeabilizzante, opponendosi alla perdita di acqua e alla

penetrazione dei batteri, i quali, non disponendo di enzimi capaci di attaccare le cere, sono incapaci

di varcarne lo strato protettivo.

STRUTTURA E FUNZIONE DI FOSFATIDILCOLINA

Le fosfatidilcoline, o lecitine, sono i fosfolipidi più diffusi ed i maggiori componenti delle

membrane biologiche. A pH fisiologico la porzione polare presenta una carica elettrica negativa sul

residuo dell'acido fosforico ed una positiva su quello della colina (anfoione). Gli acidi grassi

esterificati in 2 sono in genere polinsaturi, quelli esterificati in 1 saturi.

O

H C O C

O 2

O H

C

C O CH3

P

O CH3

O CH2 CH2 N

H C

2 CH3

O ! 2

Lipidi

STRUTTURA E FUNZIONE DI FOSFATIDILETANOLAMINA

Le fosfatidiletanolamine, per la loro relativa abbondanza nel cervello, sono denominate

complessivamente (con le fosfatidilserine) anche cefaline. In ambiente fisiologico è neutro.

O

H C O C

O 2

O H

C

C O

P

O O CH2 CH2 NH

H C 3

2 O

OH OH OH OH OH

CH CH CH CH CH

2 2 2 2 2

C C C C C

H H H H

O O O O O

H OH

H H H H H

C C C C C

C C C C C

O O O

OH OH OH OH OH

H H H H H H

OH C C C C C C C C C C

H H H H

H H H H H

OH OH OH OH OH

estremo estremo

legame 1---> 4

non riducente riducente

beta-glicosidico

STRUTTURA E FUNZIONE DI FOSFATIDILINOSITOLO

I fosfatilinositoli per la notevole idrofilicità del mio-inositolo (un esitolo carbociclico) sono i

fosfolipidi più idrofilici. Tale idrofilicità si accentua nei componenti di questa categoria che

presentano una o due molecole di acido fosforico esterificate rispettivamente in posizione 4 e 4,5 del

mio-inositolo (difosfoinositidi e trifosfoinositidi). O

H C O C

O 2

O H

C

C O

P

O O OH

H C

2 C C

O H OH

H H

C C

OH H H

OH C C

H OH

STRUTTURA E FUNZIONE DI FOSFATIDILSERINA

Le fosfatidilserine, per la loro relativa abbondanza nel cervello, sono denominate complessivamente

(con le fosfatidiletanolamine) anche cefaline. O

H C O C

O 2

O H

C

C O O

P CH CH

O O C

H C 2

2 O

NH

O 3

STRUTTURA E FUNZIONE DI UN FOSFOLIPIDE

[Uno a scelta tra i precedenti] ! 3

Lipidi

STRUTTURA E FUNZIONE DI SFINGOSINA

Al posto del glicerolo lo sfingolo o sfingosina, a 16 o 18 atomi di carbonio, contiene un aminoacil

insaturo a lunga catena, il cui doppio legame è in trans.

H

18 5 4 3 2 1

H C (CH ) C C CH CH CH OH

3 2 2

12 OH NH

H 2

sfingosina

STRUTTURA E FUNZIONE DI CERAMIDE

(1,3-diossi-2-amino- 4-trans-ottadecene)

L’acido grasso si legame all’aminoalcol con il legame carboamidico formando il ceramide o

Δ

acilsfingolo. H

H C (CH ) C C CH CH CH OH

3 2 2

12 OH NH

H C O

ceramide R (C18 - C24)

(N-acilsfingosina)

H

STRUTTURA E FUNZIONE DI SFINGOMIELINE O

Gli esteri del ceramide con la fosforilcolina o con la fosforiletanolamina sono le sfingomieline:

H C (CH ) C C CH CH CH P

O O CH2 CH2 NH

3 2 2 3

12

ceramide fosforilcolina e ceramide fosforiletanolamina rispettivamente. Anche nella molecola

OH NH

H O

delle sfingomieline, come in quelle dei glicerolfosfolipidi, è distinguibile una porzione polare

C O

(fosforilcolina o fosfori- letanolamina) ed una porzione apolare formata dalle “code” dello sfingolo e

dell’acido grasso. R

Le sfingomieline sono normali costituenti delle membrane delle cellule animali e sono abbondanti

sfingomieline

nel tessuto nervoso come costituenti delle guaine mieliniche delle fibre nervose.

H O CH3

H C (CH ) C C CH CH CH P

O CH3

N

O CH2 CH2

3 2 2

12 CH3

OH NH

H O

C O

R

STRUTTURA E FUNZIONE DI GALATTOCEREBROSIDE

è costituito da ceramide e da galattosio uniti con legame β-glicosidico.

O C22 - C26

OH

CH HN C

2

C H

OH O O C

C

CH 2

H H

C C

OH H OH

H

H C C

H OH

Per esterificazione dell’ossidrile in C3 (più raramente in C6) del residuo del galattosio con una

molecola di acido solforico si hanno i solfatidi, presenti nella sostanza bianca cerebrale. ! 4

Lipidi

STRUTTURA E FUNZIONE DI GLUCOCEREBROSIDE

è costituito da ceramide e da glucosio uniti con legame β-glicosidico. [vedi struttura precedente]

Per esterificazione dell’ossidrile in C3 (più raramente in C6) del residuo del glucosio con una

molecola di acido solforico si hanno i solfatidi, presenti nella sostanza bianca cerebrale.

STRUTTURA E FUNZIONE DI UN GLICOLIPIDE

[Descrivi struttura e funzioni di un cerebroside]

STRUTTURA E FUNZIONE DI UN SFINGOLIPIDE

[Descrivi struttura e funzioni di ceramide]

STRUTTURA E FUNZIONE DI COLESTEROLO

È caratterizzato da un OH in C3 in posizione beta, da un doppio legame fra C5 e C6 (A5) e da una

catena laterale isoottilica in C17. L’OH in C3 può essere esterificato da un acido grasso: colesterolo

esterificato. Gli acidi grassi che più frequentemente esterificano il colesterolo sono l’acido oleico

(colesteril-oleato) e linoleico (colesteril linoleato). Gli esteri del coleste- rolo sono lipidi

estremamente idrofobici e si ritrovano in elevata percentuale nelle lipoproteine ematiche (LDL e

HDL). Le placche ateromatose che si depo- sitano sull’intima delle arterie nell’aterosclerosi, sono

formate in prevalenza da esteri del colesterolo. La digitonina precipita il colesterolo libero che

possiede l’OH (β) libero, ma non quello esterificato. Su questa precipitazione differenzia- le si basa il

procedimento per la separazione del colesterolo libero ed esterificato del sangue.

Nell’uomo normale adulto il contenuto di colesterolo del sangue varia fra 130-200 mg/100 ml: due

terzi in forma esterificata, un terzo in forma libera. Sempre nel soggetto adulto maschile si

considerano ancora nella norma ma “borderline” valori di colesterolemia compresi fra 200 e 240 mg/

lOO ml.

Colesterolo ed esteri del colesterolo sono presenti in sospensione pressoché satura nella bile, dalla

quale facilmente precipitano per formare i calcoli di colesterolo.

Il colesterolo è normale costituente delle membrane cellulari, alle quali impartisce particolare

stabilità, diminuendone la fluidità e limitando i movimenti dei fosfolipidi. Alle guaine mieliniche,

che lo contengono in concentrazione elevata, conferisce peculiari proprietà di isolamento elettrico.

Negli animali superiori il colesterolo è il precursore, fra l’altro, degli ormoni steroidei dei sali biliari

e delle Vitamine D.

Il colesterolo e presente negli animali ma non nelle piante. I batteri, incapaci di sintetizzare il nucleo

del ciclopentanoperiidrofenantrene, sono privi di steroidi.

Alimenti ricchi di colesterolo, parte in forma libera e parte in forma esterifi- cata, sono quelli di

origine animale: carne, burro, formaggi e uova, ecc.

21 27

22 24 25

18 20 23

12

11 26

16

17

13

19

1 9 15

14

2 10 8

3 7

5

HO 4 6 ! 5

CH

Lipidi

STRUTTURA E FUNZIONE DI 7-DEIDROCOLESTEROLO

Detta anche provitamina D3; è attivata dalla luce del sole, regola la calcemia (riassorbimento calcio)

e agisce attraverso il controllo dell’espressione genica.

HO

STRUTTURA E FUNZIONE DI ACIDO COLICO

I sali biliari costituiscono la forma quantitativamente più rilevante dei prodotti di trasformazione

metabolica del colesterolo. Si formano dal fegato, dal quale vengono secreti nella bile e con questa

portati nell’intestino. La molecola dei sali biliari si differenzia da quella del colesterolo per:

1. la presenza in C17 di una catena laterale di 5 anziché di 8 C, terminante con un gruppo

carbossilico (acido colanico); 5

2. la mancanza del doppio legame Δ (l’idrogeno in posizione β è in cis rispetto ai metili angolari);

3. presenza di ossidrili α, incapaci quindi di reagire con la digitonina.

L’acido colico è un acido biliare primario poiché si forma nel fegato del colesterolo. è l’acido biliare

più abbondante nella bile umana. O

C

OH OH

OH

OH H

STRUTTURA E FUNZIONE DI ACIDO DESOSSICOLICO

Riguardo struttura sali biliari

L’acido deossicolico è un acido biliare secondario, in quanto si forma nell’intestino per

trasformazione di un primario ad opera della flora batterica. O

C

OH OH

OH H ! 6

Lipidi

STRUTTURA E FUNZIONE DI ACIDO GLICOCOLICO

Riguardo struttura sali biliari

Gli acidi biliari vengono rilasciati dal fegato in forma coniugata, cioè con il loro carbossile legato

mediante legame carboamidico con il gruppo amminico della glicina: acidi glicocolici.

O O

C

C N CH 2

OH O

H O

C

H N CH 2 O

H

glicina

OH

OH H

STRUTTURA E FUNZIONE DI ACIDO TAUROCOLICO

Riguardo struttura sali biliari

Gli acidi biliari vengono rilasciati dal fegato in forma coniugata, cioè con il loro carbossile legato

mediante legame carboamidico con il gruppo amminico della taurina: acidi taurocolico.

O SO

C N CH CH

2 2 3

OH H O

H N CH2 CH2 S OH

2 O

OH taurina (acido amminoetilsolfonico)

OH H

STRUTTURA E FUNZIONE DI ACIDO TAURODESOSSICOLICO

Riguardo struttura sali biliari

[Come acido taurocolico, ma al posto dell’acido colico c’è il desossicolico]

STRUTTURA E FUNZIONE DI ACIDO GLUCODESOSSICOLICO

Riguardo struttura sali biliari

[Come acido glicolico, ma al posto dell’acido colico c’è il desossicolico]

STRUTTURA E FUNZIONE DI UN ACIDO BILIARE CONIUGATO

[Ricopio domanda su acido glicocolico]

STRUTTURA LIPIDICA DELLA MEMBRANA E PROPRIETA’ FISICHE CHE DA ESSA

DERIVANO

Glicerol- e sfingolfosfolipi