Мастна киселина: Разлика между версии

Изтрито е съдържание Добавено е съдържание

Линейно

Версия от 15:44, 8 май 2020

В химията и особено биохимията, мастна киселина е карбоксилна киселина често с дълга неразклонена алифатна опашка (верига), която е или наситена или ненаситена. Карбоксилната киселина и дори късата бутанова (маслена) киселина (4 въглеродни атома) се смятат за мастни киселини, докато мастните киселини добити от естествени мазнини и масла обикновено имат не по-малко от 8 въглеродни атома, например каприлова киселина (октанова киселина). Повечето натурални мастни киселини имат четен брой въглеродни атоми, тъй като биосинтезата им включва коензима acetyl-CoA, носещ двувъглеродна атомна група.

Производство

Мастни киселини се добиват чрез хидролиза на естерните звена в мазнините и биологичните масла (като и двете са триглицериди) с отнемане на глицерол.

Редица генно-инженерни компании се опитват да създадат изкуствено микроорганизми, които да произвеждат мастни киселини чрез репрограмирането на тяхната ДНК, като междинна цел при производството на биогорива.^[1]

Мастните киселини са алифатни монокарбоксилни киселини, добити от или съдържащи се в естерифицирана форма в животински или растителни мазнини, масла и восъци. Естествените мастни киселини обикновено имат вериги състоящи се от 4 до 28 въглеродни атома.^[2] Това би включило дори и оцетната киселина, която не се смята за мастна киселина, тъй като е толкова къса, че триглицеридът и триацетин е значително разтворим във вода и следователно не е липид.

Видове

Мастните киселини се назовават след съответните въглеводороди

Най-често използваната систематична номенклатура на имената на мастните киселини на въглеводорода със същия брой и разположение на въглеродните атоми, с –ова (-oic) вместо крайното -e (Женевска система). Поради това, наситените киселини завършват на –анова (-anoic), например, октанова киселина (С8) и ненаситените киселини с двойни връзки завършват на –енова (-enoic), например, октадеценова киселина (олеинова киселина, С18). Въглеродните атоми са номерирани от карбоксилния въглерод (въглерод № 1). Въглеродните атоми се номерират от карбоксилния въглерод (№ 2, 3 и 4) са известни също като α, β и γ въглерод, съответно, и крайната метилова група (въглерод) е известен като ω- или n-въглерод.

Различни конвенции използват Δ за посочване на броя и разположението на двойните връзки в ненаситените МК; например, Δ⁹ означава двойна връзка между въглерод 9 и 10 от мастната киселина; ω9 показва двойна връзка на деветият въглерод от ω-въглерода. При животни, допълнително двойни връзки могат да бъдат въведени само между съществуваща двойна връзка при ω9, ω6 или ω3 позиция и карбоксилен въглерод, което води до три серии мастни киселини, известни като ω9, ω6 и ω3 семейства, съответно.^[3]

Мастните киселини биват наситени или ненаситени. Те се различават и по дължина.

Наситени

Наситените мастни киселини не съдържат двойни връзки Наситените мастни киселини могат да бъдат предвидени на базата на оцетна киселина (CH3—COOH) като първият член на поредицата, в която CH2 – прогресивно се добавя между терминалните CH3- и –COOH групи. Няколко мастни киселини с разклонена верига също са били изолирани както от растителни, така и от животински източници.^[3]

C:D	Тривиално наименование	Системно наименование	Химична формула
C4:0	Маслена киселина	n-бутанова киселина	CH₃(CH₂)₂COOH
C5:0	Валерианова киселина	n-пентанова киселина	CH₃(CH₂)₃COOH
C6:0	Капронова киселина	n-хексанова киселина	CH₃(CH₂)₄COOH
C8:0	Каприлова киселина	n-октанова киселина	CH₃(CH₂)₆COOH
C9:0	Пеларгонова киселина	n-нонанова киселина	CH₃(CH₂)₇COOH
C10:0	Капринова киселина	n-деканова киселина	CH₃(CH₂)₈COOH
C12:0	Лауринова киселина	n-додеканова киселина	CH₃(CH₂)₁₀COOH
C14:0	Миристинова киселина	n-тетрадеканова киселина	CH₃(CH₂)₁₂COOH
C16:0	Палмитинова киселина	n-хексадеканова киселина	CH₃(CH₂)₁₄COOH
C18:0	Стеаринова киселина	n-октадеканова киселина	CH₃(CH₂)₁₆COOH

Ненаситени

Ненаситените мастни киселини съдържат една или повече двойни връзки.

C:D	Тривиално наименование	Системно наименование	Химична формула
C16:1	Палмитолеинова киселина	цис-9-хексадеценова киселина	CH₃(CH₂)₅CH=CH(CH₂)₇COOH
C18:1	Олеинова киселина	цис-9-октадеценова киселина	CH₃(CH₂)₇CH=CH(CH₂)₇COOH
C18:2	Линолова киселина	цис-9-цис-12-октадекадиенова киселина	CH₃(CH₂)₄CH=CHCH₂CH=CH(CH₂)₇COOH
C18:3	α-Линоленова киселина	цис-9-цис-12-цис-15-октадекатриенова киселина	CH₃CH₂CH=CHCH₂CH=CHCH₂CH=CH(CH₂)₇COOH
C18:3	γ-Линоленова киселина	цис-6-цис-9-цис-12-октадекатриенова киселина	CH₃(CH₂)₄CH=CHCH₂CH=CHCH₂CH=CH(CH₂)₄COOH

Ненаситените мастни киселини могат да бъдат допълнително квалифицирани, както следва:

1. Мононенаситени (моноетеноидни, моноенови) киселини, съдържащи една двойна връзка.

2. Полиненаситени (полиетеноидни, полиенови) киселини, съдържащи две или повече двойни връзки.

3. Ейкозаноиди: Тези съединения, получени от ейкоза (20-въглерод) полиенонови мастни киселини, съдържат простаноидите, левкотриени (LTs) и липоксини (LXs). Простаноидите включват простагландини (PGs), простациклини (PGIs) и тромбоксани (TXs).

Брой на С-атоми и позиция на двойните връзки	Семейство	Название	Систематично название	Наличност
Моноеноични киселини (една двойна връзка)
16:1;9	ω7	Palmitoleic	cis-9-Hexadecenoic	В почти всички мазнини
18:1;9	ω9	Oleic	cis-9-Octadecenoic	Вероятно най-често срещащата се мастна киселина в естествените мазнини; особенно много в зехтинът
18:1;9	ω9	Elaidic	trans-9-Octadecenoic	Хидрогенирани и мазнини в преживни
Диеноични киселини (две двойни връзки)
18:2;9,12	ω6	Linoleic	all-cis-9,12-Octadecadienoic	В житни растения, фъстечено масло, памучни семена, соеви семена и в много масла от растителен произход
Триеноични киселини (три двойни връзки)
18:3;6,9,12	ω6	γ-Linolenic	all-cis-6,9,12-Octadecatrienoic	Някои растения, яйца, масло от вечерна иглика, масло от пореч, в малки количества в животни
18:3;9,12,15	ω3	Α-Linolenic	all-cis-9,12,15-Octadecatrienoic	Често се намира с Линоленова киселина, и особенно в масло от ленено семе
Тетраеноични киселини (четири двойни връзки)
20:4;5,8,11,14	ω6	Arachidonic	all-cis-5,8,11,14-Eicosatetraenoic	Установено е в животинските мазнини; важен компонент на фосфолипидите в животни (С2)
Пентаеноични к иселини (пет двойни връзки)
20:5;5,8,11,14,17	ω3	Tinnodonic	all-cis-5,8,11,14,17-Eicosapentaenoic	Важен компонент на рибните мазнини , яйца, черен дроб от треска, мазнини на скумрия, херинга, сьомга
Хексаеноични киселини (шест двойни връзки)
20:6;4,7,10,13,16,19	ω3	Cernovic	all-cis-4,7,10,13,16,19-Decosahexaenoic	Рибни масла,алгал мазнини, фосфолипиди в мозъка ^[3]

Повечето естествено срещащи се ненаситени мастни киселини притежават cis двойна връзка

Въглеродните вериги на наситени мастни киселини имат зигзагообразен ход, когато са удължени при ниски температури. При по-високи температури, някои връзки ротират, водещо до скъсяване на веригата, което обяснява защо биомембраните стават по-тънки с повишаване на температурата. Тип геометрична изомерия се наблюдава при ненаситени мастни киселини, в зависимост от ориентацията на атоми или групи около осите на двойни връзки, които не позволяват ротация. Ако ациловите вериги са от една и съща страна на връзката, тя е cis-, както е в олеиновата киселина; ако са противоположни страни, те са транс-, както в елаиновата киселина, транс изомер на олеиновата киселина. Двойни връзки в естествено срещащи се ненаситените дълговерижни мастни киселини са почти всички в cis конфигурация, молекулите са „огънати“ на 120° при двойната връзка. По този начин, олеиновата киселина има V форма, докато елаиновата киселина остава „права”. Увеличеният брой цис двойни връзки в мастните киселини води до различни възможни пространствени конфигурации на молекулата – например арахидонова киселина, с четири cis двойни връзки, е огъната в U-образна форма. Това е от голямо значение за молекулното опаковане в клетъчните мембрани и позициите, заети от мастни киселини в по-сложни молекули, като тези на фосфолипидите. Транс двойните връзки променят тези пространствени съотношения. Транс мастните киселини присъстват в определени храни, възникващи като страничен продукт на наситеността на мастните киселини по време на хидрирането или „втвърдяването“ на натурални масла при производството на маргарин. Допълнителен малък приносът идва от приемът на мазнини от преживни животни, които съдържат транс мастни киселини, произхождащи от действието на микроорганизмите в румена. Известно е, че консумацията на транс-мастни киселини е вредно за здравето и е свързан с повишен риск от заболявания, включително сърдечно-съдови заболяване и захарен диабет. Това доведе до подобрена технология за производството на мек маргарин с ниско съдържание на транс-мастни киселини или не съдържащ никакви.

Физични и физиологични свойства на мастните киселини отразяват дължината на веригата и степента на ненаситеност

Точките на топене на мастни киселини с четен-брой въглеродни атоми се увеличават с дължина на веригата и намаляват спрямо ненаситеността. Триацилглицерол съдържащ три наситени мастни киселини от 12 или повече въглеродни атоми е твърд при телесна температура, докато ако остатъците от мастни киселини са полиненаситени, ТАГ е течен до под 0° С. На практика естествените ацилглицероли съдържат смес на мастни киселини, пригодени да отговарят на техните функционални роли. Например мембранни липиди, които трябва да са течни при всякакви температури на околната среда, са по-ненаситени от липидите в депата за съхранение. Липиди в тъканите, които са подложени на охлаждане, например по време на зимен сън или в крайниците на животните също са по-ненаситени.

ω3 Мастните киселини са противовъзпалителни и притежават ползи за здравето

Дълговерижни ω3 мастни киселини като α-линоленова (ALA) (намира се в растителните масла), eicosapentaenoic (EPA) (намира се в рибнито масла) и docosahexaenoic (DHA) (намира се в рибни и водорасли масла) притежават противовъзпалителни ефекти, вероятно поради промоцията им на синтезът на по-малко възпалителни простагландини и левкотриени в сравнение с ω6 мастни киселини. С оглед на това тяхната потенциална употреба като терапия при тежки хронични заболявания, при което възпалението е спомагателна причина, е под интензивно изследване. Настоящите данни сочат, че диетите, богати на ω3 мастни киселини са полезни, особено за сърдечно-съдови заболявания, но и за други хронични дегенеративни заболявания като рак, ревматоиден артрит и Болест на Алцхаймер.

Производни

Ейкозоноиди

Простагландините съществуват в почти всяка тъкан на бозайници, действайки като локални хормони; имат важни физиологични и фармакологични действия. Те се синтезират in vivo чрез циклизиране на центъра на въглеродната верига от 20-въглеродни (ейкозоноеви) полиненаситени мастни киселини (напр. арахидонова киселина) за образуването на циклопентанов пръстен. Свързаната серия от съединения, тромбоксани, имат циклопентанов пръстен прекъснат с кислороден атом (оксанов пръстен). Три различни ейкозоноеви мастни киселини стоят в основата на три групи ейкозаноиди, характеризиращи се с броя на двойните връзки в страничните вериги, например, простагландин (PG)₁, PG₂ и PG₃. Различният брой заместващи групи, свързани към пръстените, създават серия от простагландини и тромбоксани, обозначени A, B и т.н. – например, „Е“ тип простагландин (като в PGE₂) има кето група на позиция 9, докато F типът имат хидроксилна група на тази позиция. Левкотриените и липоксините са трета група ейкозоноидни производни, образувани по липоксигеназния път. Те се характеризират с наличието на три или четири конюгирани двойни връзки, съответно. Левкотриените причиняват бронхоконстрикция както и бидейки мощни проинфламаторни агенти, играещи важна роля при астма.^[3]

Триацилглицеролите (триацилглицеридите) са основни форми за съхранение на мастните киселини

Триацилглицеролите са естери на трихидритният алкохол глицерол и мастни киселини. Моно- и диацилглицероли, при които една или две мастни киселини са естерифицирани с глицерол, се намират също в тъканите. Те са от особенно значение в синтезът и хидролизата на триацилглицеролите.

Въглеродните атоми 1 и 3 от глицерола не са идентични

За да се номерират недвусмислено въглеродните атоми на глицерола, се използва система за –sn (стереохимично номериране). Важно е да осъзнаем че въглероднитеатоми 1 и 3 от глицерола не са идентични, когато се гледат в три измерения. Ензимите лесно ги разграничават и са почти винаги специфични за единият или другият въглерод; например глицеролът винаги се фосфорилира на sn-3 чрез глицерол киназа, за да се получи глицерол-3-фосфат, а не глицерол-1-фосфат.

Фосфолипидите са основният липид конституент на мембраните

Фосфатидилхолини (лецитини) и сфингомиелини изобилстват в клетъчните мембрани. Глицерофосфолипиди, съдържащи холин, (фосфатидилхолини, обикновено наричани лецитини) са най-разпространените фосфолипиди на клетъчната мембрана и представляват голяма част от складовите запаси на холин. Холинът е важен при нервната трансмисия, както ацетилхолинът, и като склад от лабилни метилови групи. Дипалмитоил лецитинът е много ефективен повърхностно активен агент и основна съставка на сърфактанта, предотвратяващ прилепването (адхеренцията), поради повърхностно напрежение, на вътрешната повърхност на белите дробове. Липсата му от белите дробове на недоносени деца причинява респираторен дистрес синдром. Повечето фосфолипиди притежават и наситен ацилов радикал в sn-1 позиция, но ненаситен радикал на sn-2 позиция в глицеролът.

Много фосфолипиди са производни на фосфатидната киселина, в който фосфатът се естерифицира с една ОН група на глицеролът и други две OH групи са естерифицирани с две дълговерижни мастни киселини (глицерофосфолипиди). Фосфатидната киселина е важна като междинен продукт в синтезът на триацилглицероли, както и на фосфоглицероли, но не се намира в голямо количество в тъканите. Сфинголипидите, като сфингомиелин, в който фосфатът е естерифициран до сфингозин, a комплексният амино алкохол (Фигура 21-10) са също важни мембрани компоненти. И глицерофосфолипидите, и сфинголипидите имат две дълги вериги въглеводородни опашки, които са важни за тяхната функция при формирането

липидният двоен слой в клетъчните мембрани, но в първите и двете са с мастно верижни киселини, докато в последните е мастна киселина, а втората е част от молекулата на сфингозина.

Фосфатидилетаноламин (цефалин) и фосфатидилсерин (намерен в повечето тъкани) също се намират в клетъчните мембрани и се различава от фосфатидилхолинът само по това че етаноламин или серин, заместват холин. Фосфатидилсеринът също играе роля в апоптозата (програмирана клетъчна смърт).

Лизофосфолипиди

Лизофосфолипидите са междинни продукти в метаболизмът на фосфоглицеролите. Те са фосфоацилглицероли, съдържащи само един ацилов радикал, например, лизофосфатидилхолин (лизолецитин) , който е важен в метаболизма и взаимното превръщане на фосфолипидите. Това съединение се намира също в окислени липопротеини и участва в някои от техните ефекти при промотиране на атеросклероза.

Кардиолипин

Кардиолипинът е основен липид на митохондриалните мембрани. Фосфатидната киселина е предшественик на фосфатидилглицерол, който от своя страна поражда кардиолипин. Този фосфолипид се намира само в митохондриите и е важен за митохондриалната функция. Намалените кардиолипинови нива или промените в структурата или метаболизъм причиняват митохондриална дисфункция при стареене и при патологични състояния, включително сърдечна недостатъчност, хипотиреоидизъм и синдром на Барт (кардиоскелетна миопатия).

Фосфатидилинозитотолът е предшественик на вторични предшественици

Инозитолът присъства във фосфатидилинозитотол като стереоизомер, т.е. миоинозитол. Фосфорилираните фосфатидилинозитоли (фосфоинозитиди) са второстепенни компоненти на клетъчните мембрани, играещи важна роля в клетъчната сигнализация и мембранния трафик. Фосфоинозитидите могат да притежават 1, 2 или 3 фосфатни групи, свързани с инозитолов пръстен. Фосфатидилинозитол 4,5-бисфосфат (PiP2), например, се разгражда на диацилглицерол и инозитол трисфосфат при стимулация от подходящ хормонален агонист и двата от тях действат като вътрешни сигнали или вторични посредници.

Сфингомиелини

Сфингомиелините се намират във външната повърхност на клетъчно мембранният липиден двоен слой и са особено изобилни в специализирани области на плазмата мембрана, известни като липидни рафтове (виж Глава 40). Те се намират също в големи количества в миелиновата обвивка, която заобикаля нервните влакна. Те са смята, че играят роля в клетъчната сигнализация и в апоптозата. Сфингомиелините не съдържат глицерол и при хидролиза дават мастни киселини, фосфорна киселина, холин и сфингозин. Комбинацията от сфингозин плюс мастната киселина е известна като церамид, структура, която установена също в гликосфинголипидите.

Гликоолипидите (Гликосфинголипидите) са важни в нервните тъкани и в клетъчните мембрани

Гликолипидите са липиди с прикрепен въглехидрат или въглехидратна верига. Те са широко разпространени във всяка тъкан на тялото, особенно в нервната тъкан като мозък. Те се срещат по-специално във външната повърхност на плазмената мембрана, където допринасят за въглехидратите на клетъчната повърхност, образуващи гликокаликс . Основните гликолипиди, открити в животинските тъкани, са гликосфинголипидите. Те съдържат церамид и една или повече захари. Галактозилцерамид (Фигура 21–14) е основен гликосфинголипид на мозъка и други нерви тъкан, открита в сравнително ниски количества другаде. Той съдържа редица специфични С24 мастни киселини, например церебронова киселина.^[3]Шаблон:Химия-мъниче

Източници

↑ Casey, Tina. Killer Bacteria Could Breathe New Life into Biofuel Production // CleanTechnica, 2010-09-03. Посетен на 3 септември 2010.
↑ The Gold Book. 2nd. International Union of Pure and Applied Chemistry, 1997. ISBN 052151150X. Посетен на 31 октомври 2007.
↑ ^а ^б ^в ^г ^д Rodwell VW, Bender DA, Botham KM, Kennelly PJ, Weil PA. Harpers’ Illustrated Biochemistry, 31 st Edition.

Виж също:

Тази страница частично или изцяло представлява превод на страницата Fatty acid в Уикипедия на английски. Оригиналният текст, както и този превод, са защитени от Лиценза „Криейтив Комънс – Признание – Споделяне на споделеното“, а за съдържание, създадено преди юни 2009 година – от Лиценза за свободна документация на ГНУ. Прегледайте историята на редакциите на оригиналната страница, както и на преводната страница, за да видите списъка на съавторите.

ВАЖНО: Този шаблон се отнася единствено до авторските права върху съдържанието на статията. Добавянето му не отменя изискването да се посочват конкретни източници на твърденията, които да бъдат благонадеждни.

[CleanTechnicaRef-1] Casey, Tina. Killer Bacteria Could Breathe New Life into Biofuel Production // CleanTechnica, 2010-09-03. Посетен на 3 септември 2010.

[iupac-2] The Gold Book. 2nd. International Union of Pure and Applied Chemistry, 1997. ISBN 052151150X. Посетен на 31 октомври 2007.

[:0-3] а ^б ^в ^г ^д Rodwell VW, Bender DA, Botham KM, Kennelly PJ, Weil PA. Harpers’ Illustrated Biochemistry, 31 st Edition.

[1]

[2]

[3]

@@ Ред 221: / Ред 221: @@
 <references />
+== Виж също: ==
+* [[Синтез на мастни киселини]]
+* [[Цикъл на Кори|β]][[Β-окисление на мастни киселини|-окисление на мастни киселини]]
+* [[Триацилглицероли|Триацилглицероли (триацилглицериди)]]
 {{Превод от|en|Fatty acid|260712616}}