LİPİDLER. Lipidlerin ortak özellikleri Lipidlerin Fonksiyonları

Transkript

1 LİPİDLER Lipidler, ya gerçekten ya da potansiyel olarak yağ asitleri ile ilişkileri olan heterojen bir grup bileşiktir. Lipidlerin ortak özellikleri Lipidler, biyolojik kaynaklı organik bileşiklerdir. Lipidlerin yapılarında C, H, bulunur. Ayrıca N, P, S gibi elementler de bazı lipidlerin yapısına girerler. Lipidlerin temel yapı taşları yağ asitleridir. Bir maddenin lipit olarak kabul edilebilmesi için en azından YAĞ ASĐTLERĐYLE ESTERLEŞEBĐLĐR karakterde olması gerekir. Lipidler, suda çözünmeyen, apolar veya hidrofob bileşiklerdir. Lipidler, kloroform, eter, benzen, sıcak alkol, aseton gibi organik çözücülerde çözünebilirler. Lipidlerin enerji değerleri yüksektir. Bazı lipitlerin içerdiği sialik asit, fosfat, amin ve sülfat gibi gruplar lipitlere çözünürlük özelliği kazandırır. Lipidlerin Fonksiyonları Lipidler genel ve belirli özellikleri suda çözünmeme olan, kimyasal olarak farklı bileşiklerdir. Biyolojik fonksiyonları da çeşitlilik gösterir. Nötral yağlar olarak bilinen trigliseridler, birçok organizmada enerji için başlıca yakıt deposudur. 1 g lipidin oksidasyonu ile 9.3 kcal enerji elde edilir.(karbonhidratlardan 4.5 kcal.) Yağ dokuda depolanan yağlar enerji deposu olarak iş görür. Fosfolipidler ve steroller biyolojik membranların yapı taşlarıdırlar. 1

2 Nispeten küçük miktarlarda bulunan bazı lipidler, enzim kofaktörleri, elektron taşıyıcıları, ışık absorbe eden pigmentler, emülsifiye edici ajanlar, hormonlar ve intrasellüler haberciler olarak çok önemli fonksiyonlara sahiptirler. Vitamin A,D,E,K gibi vücut için gerekli olan vitaminler yağda eridikleri için lipidlerle birlikte alınmalıdır. Deri altı yağ tabakası vücut ısısının kaybını önler. Yağlar midenin boşalmasını geciktirerek tokluk hissi verir. Lipidlerin Yapısal Özellikleri Lipid molekülleri gliserol, yağ asitleri ve başka bazı moleküller içerebilir. Gliserol bütün lipid çeşitlerinde aynıdır. Gliserin de denir. Her biri bir hidroksil taşıyan üç karbon atomundan meydana gelir. Gliserol +3 adet Yağ Asidi YAĞ ASĐTLERĐ Kapalı formülü R-CH olan, genelde uzun zincirli monokarboksilik asitlerdir. Yağ asitlerinin çoğu düz zincirli olup çift sayıda karbon içerir. Zincir uzunluğu 2 ila 80 arasında değişir, ancak doğada en çok 12 ila 24 C içerenleri yaygındır. 2-6 C lu olanları kısa zincirli, 8-10 arasında olanları orta uzunlukta zincire sahip, C lular ise uzun zincirli yağ asitleri olarak adlandırılır. 2

3 Yağ asitleri, hidrokarbon zincirli monokarboksilik organik asitlerdir. Yapılarında, 4-36 karbonlu hidrokarbon zincirinin ucunda karboksil grubu bulunur. Yağ asitlerinin yapısında yer alan hidrokarbon zinciri karbonları, CH karbonundan itibaren isimlendirilir. CH karbonuna komşu ilk karbon atomuna α- karbon, ikinciye β-karbon, üçüncüye γ-karbon denir. En sonda yer alan metil grubunun karbonu ise ω-karbon olarak isimlendirilir. Yağ asitlerinin sınıflandırılmaları Doymuş olanlar-çift bağ içermez Doymamış olanlar-bir veya daha fazla sayıda çift bağ içerir -Doymuş (satüre) yağ asitleri -Doymamış (ansatüre) yağ asitleri -Ek gruplu yağ asitleri -Halkalı yapılı yağ asitleri Doymuş (satüre) yağ asitleri, hidrokarbon zincirleri çift bağ içermeyen ve dallanmamış olan yağ asitleridirler. Doğal yağlarda bulunan yağ asitlerinin karbon atomu sayısı çifttir. 3

4 Yağ asitleri Doymuş Yağ Asitlerine ait Özellikler Sistem. Gös. Kısa Göster. Erime Nok. ( o C) Kaynak Bütirik n-butanik C-4:0-8 Süt yağı Kaproik n-hekzanik C-6:0-2 Süt yağı Kaprilik n-oktanik C-8:0 16 Süt ve Palmiye yağı Kaprik n-dekanik C-10:0 31 Süt ve Palmiye yağı Laurik n-dodekanik C-12:0 44 Süt ve Domuz yağı Miristik n-tetradekanik C-14:0 54 Süt ve Domuz yağı Palmitik n-hegzadekanik C-16:0 63 Hayvan ve Bitki yağl. Stearik n-oktadekanik C-18:0 70 Hayvan ve Bitki yağl. Araşidik n-aykosanik C-20:0 76 Yer Fıstığı ve Süt yağı En basit doymuş yağ asidi, 2 karbona sahip asetik asittir. Doymuş yağ asitleri, iki karbonlu monokarboksilik asit olan asetik asit üzerine kurulmuş olarak tasarlanabilirler. Hayvansal yağlarda en çok bulunan doymuş yağ asitleri, 16 karbonlu palmitik asit ile 18 karbonlu stearik asittir. Doymuş yağ asitlerinin 2-6 karbonluları kısa zincirli, 8-12 karbonluları orta zincirli, daha fazla karbonluları uzun zincirli olarak tanımlanırlar. Doymuş yağ asitlerinin karbon sayısı 10 ve daha az olanları oda sıcaklığında sıvı ve uçucudurlar; diğerleri katı yağlar olarak tanımlanırlar. Doymamış (ansatüre) yağ asitleri, hidrokarbon zincirinde bir veya daha fazla çift bağ içeren yağ asitleridirler. DYMAMIŞ LANLARDA ĐZMERĐ 4

5 Doymamışlık zarların yapısında yer alan lipitler için çok önemli bir özellik! Çünkü, cis konumundaki çift bağlar molekülde bir burkulmaya yol açar ve zardaki moleküllerin birbirine çok yakın paketlenmesini önler. Bu da zarın AKIŞKANLIĞINI SAĞLAR. (Geçirgenlik ve esneklik özelliği kazandırır) Yağ asitleri Doymamış Yağ Asitlerine ait Özellikler Kısa Göster. Erime Nok. ( o C) Kaynak Palmitoleik C-16:1 1 Balık ve Hayvansal Yağl. leik C-18:1 13 Hayvan ve Bitki Yağları Linoleik* C-18:2-6 Soya Yağı Linolenik* C-18:3-11 Keten ve Soya Yağı Araşidonik* C-20:4-50 Hidrokarbon zincirinde bir çift bağ içeren doymamış yağ asitleri, monoansatüre (monoenoik) yağ asitleridirler. CH 3 ( ) 7 C=C( ) 7 CH Hidrokarbon zincirinde iki veya daha fazla çift bağ içeren doymamış yağ asitleri, poliansatüre yağ asitleridirler. Poliansatüre yağ asitleri, içerdikleri çift bağ sayısına göre dienoik, trienoik, tetraenoik yağ asitleri olarak adlandırılırlar. Linoleik asit 18:2;9,12 ω6 yağ asidi Linolenik asit 18:3; 9,12,15 ω3 yağ asidi Araşidonik asit 20:4; 5,8,11,14 ω6 yağ asidi 5

6 Doymamış yağ asitleri oda sıcaklığında genellikle sıvıdırlar, suda çözünmezler, uçucu değillerdir. Hayvansal yağlarda en çok bulunan doymamış yağ asitleri, palmitoleik asit, oleik asit, linoleik asit, araşidonik asittir. Hayvanlarda depo yağlarını çoğunlukla palmitik ve oleik asitler oluşturur. Daha az olarak da stearik asit bulunur. Linoleik asit, linolenik asit ve araşidonik asit, insanlar için esansiyeldirler. Yani vücutta sentez edilmezler; besinlerle dışarıdan alınmaları gerekir. Linoleik asit, mısır yağı, yer fıstığı, pamuk yağı ve soya fasülyesi yağı gibi tohum yağlarında bulunur Linolenik asit, ayrıca keten tohumu yağında bulunur Araşidonik asit, yer fıstığı yağında daha fazla miktarda vardır. Doymamış yağ asidi karbon zincirleri içindeki çift bağların bulunduğu yerdeki değişiklikler, izomerleri oluşturur. En sık görülen izomer şekilleri, çift bağın etrafındaki diziliş ile ilgili olan cis- ve trans- izomer şekilleridir. Ek gruplu yağ asitleri, hidrokarbon zincirlerinde hidroksil grubu veya metil grubu gibi ek gruplar içeren yağ asitleridirler. Halkalı yapılı yağ asitleri, hidrokarbon zincirleri halkalı yapı oluşturmuş olan yağ asitleridirler. 6

7 Yağ asitlerinin kimyasal özellikleri -Yağ asitlerinin karboksil grupları ile alkollerin hidroksil grupları arasından su çıkışı suretiyle yağ asidi ve alkolün birbirine ester bağıyla bağlanması sonucu esterler oluşur. Trigliseridler, gliserolün yağ asidi esterleridirler. CH2 CH H H H glycerol + H C () 14CH 3 H C () 14CH 3 H C (CH2)14CH3 palmitic acid (a fatty acid) CH ester bonds C ( ) 14 CH 3 C () 14CH H 2 C () 14CH 3 + H 2 H 2 -Yağ asitleri, karboksil grupları vasıtasıyla metallerle tuzları oluştururlar. Karbon sayısı 6 dan fazla olan yağ asitlerinin metallerle oluşturduğu tuzlara sabun denir. CH C () 16CH 3 C C () 16CH NaH () 16CH 3 H CH CH2 H + 3Na + - C (CH2)14CH3 salts of fatty acids (soaps) H -Doymamış yağ asitlerinin yapısında yer alan etilen bağı ( CH=CH ), platin, nikel veya bakır varlığında kolaylıkla hidrojenle doyurulabilir. Đki hidrojen çift bağa girer ve doymamış yağ asidi doymuş hale geçer. -Doymamış yağ asitlerinin yapısında yer alan etilen bağı fluor, klor, brom, iyot gibi halojenlerden biri ile doyurulabilir. CH C () 5CH CH() 7CH 3 C () 5CH CH() 7CH 3 C () 5CH CH() 7CH 3 Ni + 3H 2 CH CH2 C () 14CH 3 C () 14CH 3 C () 14CH 3 H H I 2 H I I H Doymamış yağ asitlerinin absorbe ettiği iyot miktarı ölçülerek çift bağ sayısının veya doymamışlık derecesinin saptanması mümkün olabilir. 100 g doymamış yağın gram cinsinden tuttuğu iyot miktarı, iyot indeksi olarak tanımlanır. iyot indeksi, cilt altı dokularda 65, karaciğerde 135 dir. -Doymamış yağ asitlerinin çift bağları, oksidan etkiye göre sonuçta değişik ürünler meydana gelecek şekilde oksitlenirler. Çift bağlara 2 girmesiyle peroksit, endiol, epoksit, ketohidroksit gibi çeşitli gruplar ortaya çıkar. 7

8 Lipidlerin sınıflandırılmaları Lipidler çok farklı şekillerde sınıflandırılırlar. I- YAĞ ASĐTLERĐ II- GLĐSERĐN TAŞIYAN LĐPĐDLER A) Nötral yağlar 1-Mono-, di- ve trigliseridler 2- Gliserin eterler 3- Glikozilgliserinler B) Fosfogliseridler (Gliserofosfolipidler) 1- Fosfatidler 2- Fosfatidilinositol ve difosfatidilgliserol III- GLĐSERĐN TAŞIMAYAN LĐPĐDLER A) Sfingolipidler Seramidler Sfingomiyelinler Glikosfingolipidler B) Alifatik alkoller ve mumlar C) Terpenler (Đzopren lipidler) D) Steroidler IV-DĐĞER SINIF BĐLEŞĐKLERE BAĞLI LĐPĐDLER A) Lipoproteinler B) Lipopolisakkaritler Yapılarına göre lipidler Basit lipidler ve bileşik lipidler olarak ikiye ayrılır. Basit lipidler trigliseritlerdir(nötral yağlar) NÖTRAL LĐPĐDLER Enerji hammaddesi olarak kullanılırlar. Bitki ve hayvanlarda başlıca depo yağları oluştururlar. Basit Lipidler Yağ asitlerinin çeşitli alkollerle oluşturdukları esterler basit lipidler olarak bilinirler. Yağ asitlerinin gliserol (gliserin) ile oluşturdukları esterler nötral yağlardır. Monogliserit Digliserit Trigliserit (Monoaçilgliserol) (Diaçilgliserol) (Triaçilgliserol) YAĞ (NÖTRAL YAĞ) dendiğinde genelde bu tipler anlaşılır. 8

9 Nötral lipidler oluşurken 1 gliserol ile 3 yağ asidi ester bağlarıyla birbirine bağlanır. Yağ asitleri birbirinin aynı olabileceği gibi bir birinden farklıda olabilir. Gliserol ile yağ asitleri arasında ESTER BAĞI LUŞUR!!! Gliserol + 3 yağ asidi nötral yağ + 3 su G L Đ S E R L Gerek hayvansal yağlar gerekse bitkisel yağlar, yağ asitlerinin gliserin (gliserol) ile oluşturdukları oldukça kompleks esterlerdir. Bileşik Lipidler Yapılarında gliserol ve yağ asitlerinden başka azot, fosfat ve glikoz gibi maddeler bulunur. 1. Fosfolipidler yapılarında gliserol, 2 yağ asidi ve azotlu bir fosfat grubu bulunur. Proteinlerle birlikte hücre zarının yapısına katılır. Fosfolipidler R 1 H 2 C C R 2 C CH H 2 C P X Membranların yapısında yer alan lipidler çoğunlukla bu tiptedir. glycerophospholipid 9

10 Fosfolipitler Lipoproteinler Hücre zarı Kalp, böbrek ve sinir dokularında yaygın Miyelin örtüsünün %55 i fosfolipitlerden oluşur Yapılarında fosforik aside bağlanmış olarak başka maddeler ihtiva ederler. Örneğin, kolamin (sefalin), kolin (lesitin) Hücre zarı 2.Sfingolipidler Sfingolipidler, gliserol yerine bir uzun zincirli amino alkol olan sfingozin içeren bileşik lipidlerdir. Sfingozinin amino azotuna bir yağ asidinin amid bağı ile bağlanması suretiyle oluşmuş en basit sfingolipid seramiddir. Seramiddeki primer alkol grubundaki H yerine başka grupların gelmesiyle çeşitli sfingolipidler oluşmuştur. Sfingomiyelinler, seramide fosfokolin eklenmesiyle oluşmuşlardır. 10

11 Sfingomyelinler, hayvan hücrelerinin plazma membranlarında bulunurlar. Beyin ve sinir dokusunda bol miktardadırlar. Myelinli nöronların aksonlarını saran ve izole eden myelin kılıf, iyi bir sfingomyelin kaynağıdır. Seramide bağlı olarak karbonhidrat içeren sfingolipidler, glikolipidler olarak bilinirler. 3. Glikolipitler Hücre zarı Karbonhidrat içeren yağlardır Monosakkarit içeren galaktolipitlere serebrozitler ligosakkarit içerenlere gangliozitler Serebrozitler ve Gangliozitler beyinde ve sinir dokuda bulunurlar Hücre zarının dış yüzeyinde bulunurlar Hücreler arası iletişimi sağlarlar Glikolipidler: Yapılarında gliserol ve fosfat bulunmaz. Daha çok yağ asitleri ve karbonhidratlardan meydana gelirler. Sinir hücrelerinde bulunana miyelin kılıfın yapısına katılırlar. 4. Steroidler Safra asitleri, hormonlar ve vitaminlerin bir bölümü bu gruba girerler. En önemli steroid KLESTERL dür. 1. Beynin yapı taşlarındandır 2. Safra asitleri 3. Adrenalin ve cinsiyet hormonları 4. Vitamin D2 nin ön maddesi 5. Hücre zarı elastikiyetinin korunması hücre entegrasyonu 11

12 Resim görüntülenemiyor. Bilgisayarınızda resmi açmak için yeterli bellek olmayabilir veya resim bozulmuş olabilir. Bilgisayarınızı yeniden başlatın ve sonra dosyayı yeniden açın. Kırmızı x yine görünürse, resmi silip yeniden eklemeniz gerekebilir Steroid Yapılara Örnekler Hücre zarı - kolesterol 5. Terpenler Kolesterol: Hayvansal hücrede zarın yapısına katılırlar. Bitkisel dokularda bulunmazlar. Kanda fazla miktarda kolesterol varsa, bu kan damarlarında birikir ve kan damarlarının sertleşmesine, daralmasına (arteriyoskleroz) yol açar. Lipitlerin en geniş ve en önemli gruplarından biri de terpenlerdir. Đzopren denilen ve çok sayıda tekrarlanan birimlerden meydana gelmişlerdir. Đki izopren bir araya gelince monoterpenleri, üç izopren bir araya gelince seskiterpenleri teşkil ederler. Bu yapılar kauçuk, karoten ve çeşitli karotenoitleri meydana getirmektedirler. Karotenler, hayvan vücudunda, deri hücrelerinde depolanmaktadır ancak bitkilerde ise farklı renklerin oluşumuna, (örneğin, havuca turuncu rengini karotendir) ve farklı vitaminlerin (örneğin ß-karotenden sentezlenen A vitamini, retinen denen proteinin yapısına girerek görme hücrelerinin ucunda bulunur) sentezlenmesinde görev yapmaktadırlar. Yağ esanslarının koku ve tadını da terpenler vermektedir. Örneğin mentol, limonen, kafur monoterpenlerden elde edilen esanslardır. 12

13 Lipitler için Uygulamalar Lipit Tayini: Materyal 200g fındık Cam veya porselen havan Deney tüpü Sudan III ayıracı Bir miktar su Deneyin yapılışı 1- Bir miktar fındığı havanda iyice dövünüz. 2- Üzerine bir miktar su ilave edip karıştırınız ve bu karışımı bir tüp içersine aktarınız. 3- Bu tüpe birkaç damla Sudan- III ayıracı ilave edip karıştırarak bir süre bekleyiniz 4-Elde ettiğiniz sonuçları yazınız. Lipitler için Uygulamalar Lipitlerin Çözünebilirliği: Lipitler, organik çözücüler içersinde çözünebilen bileşikler olmasına rağmen çözünürlük dereceleri birbirinden farklıdır, suda ise hiç çözünmezler (çok az bir kısmı suda çok az çözünür). Lipitlerin çözünürlük derecesini belirleyen faktörlerden biri de doygunluk derecesidir. Materyal: 1-6 adet deney tüpü 2- Bir miktar margarin ve zeytinyağı 3- Eter, kloroform ve etil alkol 4- Kurutma kağıdı 5- Pastör pipeti Deneyin yapılışı: 1-3 tüpe bir miktar margarin, diğer 3 tüpe ise bir miktar zeytinyağı konur, 2- Hepsinin üzerine ayrı ayrı 5ml etil alkol, eter ve kloroform ilave edilir, 3- Bir pipet yardımıyla birer damla solusyonlardan alınarak kurutma kağıdına damlatılır. 4- Sonuçlar tablo halinde şematize edilir. Lipitler için Uygulamalar Sütün Yağının Alınması Materyal: 1- Bir miktar yağlı süt, 2- NaH çözeltisi ve eter 3- Kurutma kağıdı 4- Deney tüpü Deneyin yapılışı: 1- Bir tüpe 5ml kadar yağlı süt konur, 2- Üzerine 2ml NaH çözeltisi ile 4 ml eter ekleyip karıştırılır ve beklenir, 3- Üstte oluşan eter tabakası dikkatlice bir behere aktarıldıktan sonra, 4- Eterli kısma küçük bir kağıt parçası daldırılır ve sonuçları gözlenir. Lipitler için Uygulamalar Sabun Eriğinde Yağ Asitlerinin Aranması Materyal: 1- Bir miktar sabun eriyiği 2- Seyreltik sülfürik asit ve eter 3- Kurutma kağıdı 4- Deney tüpü Deneyin yapılışı 1- Bir miktar sabun eriyiği üzerine seyreltik sülfirik asit ilave edilir, ml eter ile tortu yapıp kuvvetlice çalkalayınız 3- Süzgeç kağıdının üstüne bir miktar eterli tortudan damlatınız ve sonuçları gözlemleyiniz. Lipitler için Uygulamalar Yağ asitlerinin tanımlanmaları Yağ asitlerini brom ile doyurma deneyi: Materyal: 1- Zeytinyağı 2- Kloroform 3- %2 lik brom çözeltisi (Kloroformda) 4- Deney tüpü Deneyin yapılışı -Bir deney tüpüne 1 damla zeytin yağı konur ve tüpteki zeytin yağının üzerine 2 ml kloroform eklenerek karıştırma suretiyle zeytin yağı kloroformda çözülür. -Tüpteki karışım üzerine bromun kloroformdaki %2 lik çözeltisinden birer birer damlatılır ve her damlatmada tüp çalkalanır. -Đlk damlalarda çalkalama ile bromun renginin hemen kaybolduğu, fakat birçok damladan sonra bromun renginin çözeltide kaldığı gözlenir. 13