FÖRENBARA LIPIDER: EGENSKAPER, STRUKTUR, FUNKTIONER, EXEMPEL - BIOLOGI - 2025

De förtvålningsbara lipiderna är de lipider som har en funktionell estergrupp som kan hydrolyseras under alkaliska betingelser. Förtvålningsbara lipider är växer, fosfolipider, triglycerider och sfingolipider.

Den kemiska processen för alkalisk hydrolys av estrar i närvaro av en bas i vattenlösning (NaOH eller KOH) är känd som förtvålning. Denna reaktion består av att bryta kol-syrebindningen som "håller" den sura delen och esterns alkoholhaltiga del.

Bild av jacqueline macou från www.pixabay.com

Förtvålning är den process genom vilken karboxylerade salter erhålls, som är råmaterialet för tillverkning av tvålarna som vi använder dagligen för personlig eller hemmlig hygien.

Förtvålningen av lipider resulterar i frisättning av glycerolmolekyler och salterna av deras fettsyror.

Förtvålning eller hydrolys av en lipid (Källa: SVG-version: WhiteTimberwolfPNG-version: Bryan Derksen, H Padleckas / Public domain, via Wikimedia Commons)

Med tanke på det faktum att lipiderna som utgör vävnaderna från både djur och växter till största delen är förtvålningsbara lipider, har människan genom historien använt olika naturliga källor för att få tvålämnen med olika inhemska och industriella verktyg.

Traditionellt användes nötkreatur (nötfett) och blekmedel (aska, oren KOH-källa). I dag används dock djur- och vegetabiliska fetter av olika typer och alkalin är vanligtvis natriumkarbonat.

Egenskaper och struktur för försåtbara lipider

De förtvålningsbara lipiderna är, som redan nämnts, vaxer, fosfolipider, triglycerider och sfingolipider. Som alla lipider som är kända i naturen är dessa amfipatiska molekyler, det vill säga de är molekyler med en polär (hydrofil) ände och en apolär (hydrofob) ände.

Strukturellt sett består den apolära delen av de försåtbara lipiderna av en eller två fettsyrakedjor med olika längder och varierande grader av mättnad, som kan vara grenade eller inte.

Strukturell representation av en fettsyra (Bild från WikimediaImages på www.pixabay.com)

En fettsyra har också amfipatiska egenskaper, eftersom det är en karboxylsyra som består av en apolär alifatisk (kolväte) kedja. Dessa föreningar är inte fria i det biologiska sammanhanget, men är alltid kemiskt associerade med andra molekyler.

Således är det grundläggande kännetecknet för alla förtvålningsbara lipider att de är molekyler sammansatta av fettsyror förestrade till olika typer av "skelett" eller "ramverk".

fosfolipider

Fosfolipider förestras till en glycerolmolekyl, som också har en fosfatgrupp bunden till en av dess kolatomer som kan interagera med olika grupper för att bilda, genom en fosfodiesterbindning, de olika typerna av fosfolipider som kallas fosfatidylkolin och fosfatidyletanolamin, till exempel.

En allmän fosfolipidstruktur (Källa: Rupertsciamenna. Spansk version av Alejandro Porto. / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) via Wikimedia Commons)

triglycerider

Triglycerider, liknande fosfolipider, är lipidmolekyler sammansatta på ett glycerolskelett, men de skiljer sig från de tidigare genom att de istället för en fosfatgrupp är förestrade till en tredje fettsyra.

Bildande av en triacylglycerid (Källa: Iacopo Leardini. Spansk version av Alejandro Porto. / CC0, via Wikimedia Commons)

sfingolipider

Sfingolipider består av en molekyl av sfingosin (en aminoalkohol med 18 kolatomer) som är kopplad till en fettsyra genom en amidbindning.

Fosfosfingolipider eller sfingomyeliner

Det finns fosfosfingolipider eller sfingomyeliner, som är de som har en fosfatgrupp bunden till en av OH-grupperna av sfingosin och till vilka kolin- eller etanolaminmolekyler kan förestras, vilket utgör det polära "huvudet" i molekylen.

Struktur av en sfingolipid (Källa: Javier Velasco / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0) via Wikimedia Commons)

Glucosphingolipids

Det finns också glykosfingolipider, som istället för en fosfatgrupp har ett kolhydrat (monosackarid eller oligosackarid) kopplat genom en glykosidbindning till en av OH-grupperna av sfingosin.

Växer

Slutligen är vax också mycket långkedjiga fettsyraestrar vars "ryggrad" är en alkohol med hög molekylvikt (med kedjor med upp till 30 kolatomer).

Funktioner

Biologiskt sett är förtvållande lipider av största vikt för alla levande varelser, eftersom de flesta av dem, särskilt fosfolipider och sfingolipider, uppfyller strukturella, metaboliska och till och med intracellulära signalfunktioner.

Cellmembranen i eukaryota och prokaryota organismer består av lipid-tvåskikt.

Dessa tvåskikt består huvudsakligen av fosfolipider, som är organiserade på ett sådant sätt att deras apolära ändar är "skyddade" från det vattenhaltiga mediet i dem, medan deras polära "huvuden" är i permanent interaktion med den omgivande miljön.

Från ovanstående förstås vikten av dessa molekyler för förekomsten av celler som vi känner dem idag.

Sphingolipider berikar också membranen i många typer av celler, och förutom denna strukturella funktion studeras de allmänt för sitt deltagande i cellsignaleringsfenomen, eftersom de har varit inblandade i processer som apoptos, mitos och cellproliferation bland andra.

Dessa molekyler är särskilt viktiga för cellerna i nervsystemet hos många djur, eftersom de till exempel utgör mer än 5% av den grå substansen i den mänskliga hjärnan.

Ekonomisk och industriell betydelse

Förtvålningsbara lipider har utnyttjats industriellt av människan i tiotals år för framställning av tvål genom förtvålning.

Användningen av djurfetter och nyligen vegetabiliska fetter, såsom palmolja och kokosnötolja, har till exempel varit av stor betydelse för utvecklingen av tvålar med olika egenskaper och egenskaper.

Förmågan att ta bort fett och "rengöringskraften" för tvättmedel eller tvålar som för närvarande används för personlig, hushålls- och industrihygien är relaterad till strukturen för joner som finns i salterna av fettsyror som produceras. genom förtvålning av lipider.

Detta beror på förmågan hos dessa joner att delta i bildningen av miceller, som är sfäriska strukturer som bildas av dessa amfipatiska molekyler, i vilka fettsyrorna vetter mot varandra i mitten och jonerna vetter mot den hydrofila ytan.

Exempel på förtvålningsbara lipider

På grund av deras överflöd är de mest erkända exemplen på förtvålningsbara lipider fosfolipider. Fosfatidylkolin, fosfatidylserin, fosfatidyletanolamin och fosfatidylinositol är till exempel fosfolipider.

Bivax och palmvax är bra exempel på förtvålningsbara vaxliknande lipider, samtidigt kroppsfett från djur, liksom många av vegetabiliska fetter är bra exempel på förtvålningsbara lipider av triglycerid-typ.

referenser

1. Clayden, J., Greeves, N., Warren, S., & Wothers, P. (2001). Organisk kemi.
2. Law, SQ, Halim, R., Scales, PJ, & Martin, GJ (2018). Omvandling och utvinning av försåtbara lipider från mikroalger med användning av ett icke-polärt lösningsmedel via lipasassisterad extraktion. Bioresource-teknik, 260, 338-347.
3. Nelson, DL, Lehninger, AL, & Cox, MM (2008). Lehninger-principerna för biokemi. Macmillan.
4. Stoker, HS (2012). Allmän, organisk och biologisk kemi. Nelson Education.
5. Vance, DE, & Vance, JE (Eds.). (nitton nittiosex). Biokemi för lipider, lipoproteiner och membran. Elsevier.