Основы биохимии Том 1 - А. Ленинджер 1985
Биомолекулы
Липиды и мембраны
Триацилглицеролы - это глицероловые эфиры жирных кислот
Триацилглицеролы - наиболее простые и широко распространенные липиды, содержащие жирные кислоты. Другие часто употребляемые названия этих липидов - жиры, нейтральные жиры или триглицеролы. Триацилглицеролы представляют собой эфиры спирта глицерола и трех молекул жирных кислот (рис. 12-3). Триацилглицеролы - основной компонент жировых депо растительных и животных клеток. В мембранах они обычно не содержатся. Важно отметить, что триацилглицеролы - это неполярные, гидрофобные вещества, поскольку они не содержат заряженных или сильно полярных функциональных групп.
Триацилглицеролы бывают различных типов в зависимости от природы и положения трех остатков жирных кислот, этерифицирующих гидроксильные группы глицерина. Триацилглицеролы, содержащие остатки одинаковых жирных кислот во всех трех положениях, называют простыми триацилглицеролами; их название определяется названием жирной кислоты. Так, например, тристеароилглицерол, трипальмитоилглицерол и триолеилглицерол содержат соответственно остатки стеариновой, пальмитиновой и олеиновой кислот. Чаще пользуются тривиальными названиями этих соединений, а именно: тристеарин, трипальмитин, триолеин. Триацилглицеролы. содержащие два разных либо все три разных остатка жирных кислот, называют смешанными триацилглицеролами. Большинство природных жиров, таких, как оливковое или сливочное масло и другие пищевые жиры, содержат сложные смеси простых и смешанных триацилглицеролов, в состав которых входят жирные кислоты, различающиеся как по длине цепи, так и по степени насыщенности (табл. 12-3).
Триацилглицеролы, содержащие остатки только насыщенных жирных кислот, при комнатной температуре имеют консистенцию твердого вещества. Примером может служить тристеарин - основной компонент говяжьего сала. Триацилглицеролы, содержащие три ненасыщенные жирные кислоты (например, триолеин - основной компонент оливкового масла), при комнатной температуре находятся в жидком состоянии. Сливочное масло представляет собой смесь триацилглицеролов, причем в состав некоторых из них входят жирные кислоты с относительно короткими цепями; поскольку с укорочением цепи жирной кислоты температура ее плавления снижается, сливочное масло при комнатной температуре имеет мягкую консистенцию (табл. 12-3).
Природные триацилглицеролы не растворяются в воде. По удельному весу они легче воды, и именно поэтому во всех подливках масло плавает сверху.
Триацилглицеролы хорошо растворяются в неполярных растворителях, таких, как хлороформ, бензол или эфир, и этими растворителями обычно пользуются для экстракции жиров из тканей. Триацилглицеролы гидролизуются при кипячении с кислотами или основаниями либо под действием липазы - фермента, поступающего в тонкий кишечник из поджелудочной железы. Гидролиз триацилглицеролов в присутствии КОН или NaOH (этот процесс называют омылением) приводит к образованию смеси К+- или Na+-мыл и глицерола (рис. 12-4). Именно эта химическая реакция лежит в основе промышленного получения хозяйственного мыла из трианилглицеролов.
Таблица 12-3. Жирнокислотный состав трех натуральных пищевых жиров1)
1) Эти жиры состоят из смеси триацилглицеролов с разным жирнокислотным составом и, следовательно, с разными температурами плавления. Оливковое масло, жидкое при комнатной температуре, содержит в основном ненасыщенные (жидкие) жирные кислоты. Говяжий жир, в котором много длинноцепочечных насыщенных жирных кислот, при комнатной температуре имеет твердую консистенцию. Сливочное масло, содержащее значительное количество жирных кислот с короткой цепью, при комнатной температуре имеет мягкую консистенцию.
Рис. 12-3. Глицерол и общая схема строения триацилглицеролов. Обратите внимание, что если в молекуле глицерола в положениях 1 и 3 находятся две разные жирные кислоты, то углеродный атом 2 становится асимметричным.
В живой материи такие триацилглицеролы имеют L-конфигурацию. Изображенный справа трипальмитин, как и все триацилглицеролы с одинаковыми жирными кислотами в положениях 1 и 3, оптически не активен.
Рис. 12-4. Омыление (щелочной гидролиз) триацилглицерола. Употребляемое в быту мыло получают путем гидролиза смеси триацилглицеролов елким калием. Образующиеся К + -мыла жирных кислот отмывают от КОН и прессуют в брикеты.
Триацилглицеролы с высоким содержанием ненасыщенных жирных кислот, жидкие при комнатной температуре, можно превратить в твердые жиры путем частичного восстановления двойных связей. Большие количества жидких растительных масел, например кукурузного масла, перерабатывают в твердые пищевые жиры (маргарин) путем каталитического гидрирования, в процессе которого часть двойных связей восстанавливается до одинарных.
На воздухе триацилглицеролы, содержащие ненасыщенные жирные кислоты с большим числом двойных связей, легко подвергаются самоокислению. Суть этого сложного процесса состоит в том, что молекулярный кислород взаимодействует с остатками жирных кислот по месту двойных связей, что приводит к образованию соединений, придающих жирам неприятный прогорклый вкус. Льняное масло, на котором готовят масляные краски, употребляемые в живописи, очень богато жирными кислотами с большим числом двойных связей. На воздухе это масло «сохнет», т.е. подвергается самоокислению с последующей полимеризацией, что приводит к образованию прочного смолистого покрытия. В клетках в обычных условиях самоокисление ненасыщенных жиров полностью заторможено благодаря наличию витамина Е (разд. 10.16), различных ферментов, а также, по-видимому, аскорбиновой кислоты (разд. 10.12). Однако при некоторых заболеваниях оно может иметь место, вызывая в ряде тканей образование аномальных липидных включений.