BİY 315 LİPİTLER. Yrd. Doç. Dr. Ebru SAATÇİ Güz Yarı Dönemi

Transkript

1 BİY 315 LİPİTLER Yrd. Doç. Dr. Ebru SAATÇİ Güz Yarı Dönemi

2 Tanımı Suda çözünmeyen, eter, kloroform, aseton gibi organik çözücülerde kolayca çözünen biyomoleküllerdir. Diğer makromoleküllerdeki gibi yapı taşı yoktur. Çok değişik yapıda birçok madde lipit tanımına uyar. Bir maddenin lipit olarak kabul edilebilmesi için en azından YAĞ ASİTLERİYLE ESTERLEŞEBİLİR karakterde olması gerekir. Bazı lipitlerin içerdiği sialik asit, fosfat, amin ve sülfat gibi gruplar lipitlere çözünürlük özelliği kazandırır.

3 Fonksiyonları Hücresel zarların yapısında yer alırlar. Zarlarda yapısal ve işlevsel bileşen olarak bulunurlar. Hücre yüzey reseptörleri ve kan grubu antijenleri olarak iş görürler. Hücre içine ve dışına madde akışını kontrol ederler. Enerji kaynağı ve deposu olarak iş görürler. Yağ dokuda depolanan yağlar enerji deposu olarak iş görür. Hormonlar ve vitaminler olarak görev alırlar. Hormonlar: hücreler arası haberleşmede görev alırlar. Vitaminler: metabolik yolların regülasyonuna yardım ederler. Deri altında ve bazı organların çevresinde ısı yalıtıcısı ve koruyucu görev yaparlar. Elektriksel yalıtıcı olarak iş görürler (özellikle sinir hücrelerinde).

4 Sınıflandırılmaları I- YAĞ ASİTLERİ II- GLİSERİN TAŞIYAN LİPİTLER A)Nötral yağlar 1-Mono-, di- ve trigliseritler 2- Gliserin eterler 3- Glikozilgliserinler B) Fosfogliseritler (Gliserofosfolipitler) 1- Fosfatitler 2- Fosfatidilinositol ve difosfatidilgliserol III- GLİSERİN TAŞIMAYAN LİPİTLER A) Sfingolipitler Seramidler Sfingomiyelinler Glikosfingolipitler B) Alifatik alkoller ve mumlar C) Terpenler (İzopren lipitler) D) Steroidler IV- DİĞER SINIF BİLEŞİKLERE BAĞLI LİPİTLER A) Lipoproteinler B) Lipopolisakkaritler

5 I. Yağ Asitleri Kapalı formülü R-COOH olan, hidrokarbon zincirli monokarboksilik organik asitlerdir. Yapılarında, 4-36 karbonlu hidrokarbon zincirinin ucunda karboksil grubu bulunur. 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.

6 Doymuş olan y.a. çift bağ içermezler. Doymamış olanlar, bir veya daha fazla sayıda çift bağ içerirler. Sadece tek bir çift bağ varsa: Tekli doymamış yağ asidi (Mono Unsaturated Fatty Acid; MUFA) Birden fazla sayıda çift bağ içeriyorsa: Çoklu doymamış yağ asidi(poly Unsaturated Fatty Acid; PUFA) olarak adlandırılır.

7 Doymamış olan y.a. de izomerleşme Doğada tüm çift bağlar cis konumundadır.

8 Doymamışlık zarların yapısında yer alan lipitler için çok önemli bir özelliktir! cis konumundaki çift bağlar molekülde bir kırılıma yol açar ve zardaki moleküllerin birbirine çok yakın paketlenmesini önler. Bu da zarın AKIŞKANLIĞINI SAĞLAR (Geçirgenlik ve esneklik özelliği kazandırır).

9 Uzun hidrokarbon. zincirinin. ucunda bulunan hidrofilik karboksil grubu su ile etkileşirken, hidrofobik özellik taşıyan hidrokarbon zinciri su ile etkileşmez ve apolar ortama yönelir. Hidrofilik bir baş kısmı ve hidrofobik bir kuyruk kısmı içeren yağ asitleri AMFİPATİK karakter taşırlar n (ω)

10 Karbonil karbonu 1 nolu karbondur, sonra gelen karbonlar sırayla numaralandırılır. Karboksilden sonra gelen C (2. karbon) α karbondur, sonra β, γ, δ,.. adlandırılır. Sondaki metil grubunun karbonuna (n. C) omega (ω) karbon denir. HOOC CH2 CH2 CH2 LLLLL CH n α- β- γ- ω-

11 Adlandırma Yağ asitleri genelde kısa sembollerle ifade edilir: Örneğin : 16:1 (9) veya 16:1 9 Karbon sayısı Çifte bağ sayısı Çifte bağın yeri Çifte bağın konfigürasyonu cis ise belirtilmez, ama trans ise, 9 un yanına trans yazılarak belirtilir.

12 Sistematik adlandırmada karbon sayısının sonuna doymuş yağ asitlerinde oik eki, doymamışlarda ise eoik eki getirilir. Örneğin, 18 karbonlu (C 18 ) doymuş bir yağ asidi olan stearik asit, oktadekanoik asit olarak adlandırılır. 18 C lu, 1 çifte bağ içeren oleik asit ise, oktadekenoik asit olarak adlandırılır. 18 C lu, 2 çifte bağ içeren linoleik asit ise, oktadekadienoik asit olarak adlandırılır.

13 Yaygın adıyla linoleik asit, yani cis-9, cis-12- oktadekadienoik asit kısaca 18:2 (n-6) şeklinde de gösterilir. Bu bileşik 18 karbonludur, 2 çifte bağ içerir ve son çifte bağdan terminal metil grubuna kadar 6 karbon içerir.

14 Doymuş yağ asitleri (karbon sayısı) Asetik asit (2) Propiyonik asit (3) Butirik asit (4) Kaproik asit (6) Kaprilik asit (8) Kaprik asit (10) Laurik asit (12) Miristik asit (14) Suda çözünür. Ruminantların (geviş getiren hayvanlar) metabolizmalarında önemli yer tutar. Sütte (özellikle keçi), peynir ve tereyağında,ayrıca hindistan cevizinde bulunurlar. Bitkilerde bulunurlar. Ör:Defne,hindistan cevizi

15 Doymuş yağ asitleri (karbon sayısı) +*Palmitik asit (16) Doğada en yaygın 2. Y.A +*Stearik asit (18) +Araşidik asit (20) +Behenik asit (22) +Lignoserik asit (24) +Serotik asit (26) +Montanik asit (28) +C sayısı 16 ve 16 nın üzerinde olanlar membran lipidlerinin yapısında yer alırlar. * Hayvansal yağlarda en çok bulunan yağ asitleri

16 Doymamış yağ asitleri (karbon sayısı) +* Palmitoleik asit (16) +* Oleik asit (18) Doğada en yaygın olan Y.A. + Vaksenik asit (18) Bitkilerde bulunur. +* Linoleik asit (18) + Linolenik asit (18) * Arasidonik asit (20) Prostaglandinlerin öncüsü + Nervonik asit (24) +C sayısı 16 ve 16 nın üzerinde olanlar membran lipidlerinin yapısında yer alırlar. * Hayvansal yağlarda en çok bulunan yağ asitleri

17 İnsanda Dokularda Bulunan Bazı Yağ Asitleri Özel isim Sistematik isim C sayısı Çifte bağ sayısı Çifte bağ(lar)ın yeri Doymamış yağ asidi sınıfı Laurik asit Dodekanoik asit 12 0 Miristik asit Tetradekanoik asit 14 0 Palmitik ait Heksadekanoik asit 16 0 Palmitoleik asit Heksadekenoik asit Omega-7 Stearik asit Oktadekanoik asit 18 0 Oleik asit Oktadekenoik asit Omega-9 Linoleik asit Oktadekadienoik asit , 12 Omega-6 Linolenik asit Oktadekatrienoik asit , 12, 15 Omega-3 γ-homolinolenik asit Eikozatrienoik asit , 11, 14 Omega-6 Araşidonik asit Eikozatetraenoik asit , 8, 11, 14 Omega-6 EPA Eikozapentaenoik asit , 8, 11, 14, 17 Omega-3 DHA Dokozahekzaenoik asit , 7, 10, 13, 16, 19 Omega-3

18 İnsanda yağ asitlerindeki karbonlar arasına çifte bağ yapan enzim dışında, diğer çifte bağları oluşturacak enzimler yoktur. Dolayısı ile 1 den fazla sayıda çifte bağ içeren Linoleik, Linolenik ve Araşidonik asitler dışarıdan mutlaka besinsel kaynaklardan alınması gereken esansiyel yağ asitleri dir. Bu asitler için en iyi doğal kaynaklar: mısır, yer fıstığı, pamuk ve soya fasulyesi gibi tohum yağlarıdır.

19 Yağ asitlerinin kimyasal özellikleri Esterleşme Tuz oluşturma Çift bağların hidrojenlenmesi (hidrojenizasyon) Halojenlenme Oksitlenme

20 Esterleşme 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.

21 Tuz oluşturma Yağ asitleri, karboksil grupları vasıtasıyla metallerle tuzları oluştururlar. Karbon sayısı 6 dan fazla olan yağ asitlerinin metallerle oluşturduğu tuzlara sabun denir. Na ve K metal katyonlarının sabunları SUDA ÇÖZÜNÜR; TEMİZLEYİCİDİR. Diğer metallerin sabunları SUDA ÇÖZÜNMEZ;TEMİZLEYİCİ DEĞİLDİR. Deterjanlar: Bunlar da yağ asitlerinin tuzlarıdır. Ancak bunlar, yağ asitlerinin yüksek alkollerinin sülfirik asit esterlerinin metal tuzlarıdır.

22 Çifte Bağa Ait Kimyasal Özellikler Hidrojenizasyon Doymamış yağ asitlerinin yapısında yer alan etilen bağı ( CH=CH ) platin, nikel veya bakır varlığında kolaylıkla hidrojenle doyurulabilir; iki hidrojen çift bağa girer ve doymamış yağ asidi doymuş hale geçer: CH 3 (CH 2 ) 7 CH=CH(CH 2 ) 7 COOH Oleik asit CH 3 (CH 2 ) 16 COOH Stearik asit

23 Halojenlenme Doymamış yağ asitlerinin yapısında yer alan etilen bağının flor, klor, brom, iyot gibi halojenlerden biri ile doyurulması olayı halojenlenme diye adlandırılır.

24 Oksitlenme Doymamış yağ asitlerinin havanın moleküler oksijeni (O 2 ) ile oksitlenmeleri genel olarak çok karışıktır. Yağlardaki acılaşma, kısmen bu tür oksidasyonun sonucudur.

25 Yağ Asitlerinin Doğadaki Dağılımı Hayvansal organizmalardaki depo yağları genelde palmitik (doymuş), oleik (doymamış) ve stearik (doymuş) asitler baskın oranda bulunur. Suda yaşayan hayvanların yağ asitlerinin çoğu doymamış yağ asitleridir. Özellikle palmitoleik (doymamış) asit baskındır. Kutup ayılarının soğuğa dayanıklılığı membranlarındaki yağ asitlerinin doymamış olmasından kaynaklanır. Bakteri hücreleri, lipit tabakasındaki yağ asitlerinin doymuşluk/doymamışlık oranını ayarlayarak farklı sıcaklıklarda farklı üreme ortaya koyabilir. Yüksek canlılarda yağ asitleri düz zincirli alifatik hidrokarbon zincirleri taşıdıkları halde, bakterilerde dallanmış hidrokarbon zincirleri de bulunmaktadır. Meyvelerden elde edilen yağlarda palmitik (doymuş), oleik (doymamış) ve linolenik (doymamış) asitler yaygındır. Tohum yağları palmitik asit yönünden zengindir.

26 Organizmadaki Yağ asitleri SERBEST FORMDA -Basit lipitler YAĞ AÇİL ESTERLERİ ŞEKLİNDE Bileşik Lipitler Eikozanoidler Triaçilgliseroller Fosfolipitler Glikolipitler Sfingolipitler Kolesterol esterleri

27 Yağ asitlerinin çeşitli alkollerle oluşturdukları esterler basit lipitler olarak bilinirler. Yağ asitlerinin gliserol (gliserin) ile oluşturdukları esterler nötral yağlardır.

28 Yağ asitlerinin gliserolden daha büyük moleküllü alkollerle oluşturdukları esterler mumlardır. Mumlar, doğada yaygın olarak bazı böceklerin salgılarında; hayvanların deri, kıl ve tüylerinde; bitkilerin yapraklarında, meyve ve kabuklarında bulunurlar.

29 Eikozanoidler Omurgalı hayvanların çeşitli dokularında son derece güçlü hormon benzeri etkilerinin çeşitliliği ile bilinen, 20 karbonlu poliansatüre yağ asidi olan 20: 4 5, 8, 11, 14 araşidonik asit türevi bileşiklerdir. Öncül molekülleri, linoleik asit ve araşidonik asittir.

30 Oldukça reaktif bileşiklerdir ve çok sayıda fizyolojik etkileri vardır. Etkileri bakımından hormonlara benzerler. Hormonlardan farklı olarak, tüm dokularda üretilirler. Etkilerini lokal olarak gösterirler. Fizyolojik etkileri: -Damar genişlemesi/kasılması -Düz kas gevşemesi -Uterus kasılması -camp oluşumunu indükleme/azaltma

31 Triaçilgliseroller (Trigliseritler) Yağ asitlerinin gliserolle yaptıkları esterlerdir: Monogliserit Digliserit Trigliserit (Monoaçilgliserol) (Diaçilgliserol) (Triaçilgliserol)

32 Gliserol ile yağ asitleri arasında ESTER BAĞI OLUŞUR!!!

33 Triaçilgliserol (TAG) ler, yani nötral yağlarda yer alan yağ asitlerinin üçü de aynı ise basit gliseritler meydana gelir. Gliseril tristearat (tristearin, stearin) * En yaygın isimlendirmede R yan zincirlerinde yer alan yağ asidinin adındaki son harf n ile değişir, yani asidin sonu in ekini alır

34 Gliserid oluşturmak üzere gliserolle esterleşen yağ asitleri birbirlerinden farklı ise karışık gliseritler meydana gelir. β-palmitodistearin

35 Fosfolipitler (Fosfogliseritler, Gliserofosfolipitler) Membranlarınyapısında yer alan lipidler çoğunlukla bu tiptedir. Fosfogliseritlerde yer alan gliserol 3. karbon atomunda fosfat grubu taşır. 1. ve 2. karbonlar 2 yağ asidi ile esterleşmiştir. Bu çekirdek yapıya FOSFATİDİK ASİT denir. Fosfat grubuna X bağlı olursa FOSFATİDİL X adını alır.

36 Fosfolipitler polar bir baş kısmı ile apolar 2 li kuyruk kısmı içerirler.

37 Sulu ortamda bu tip moleküller farklı şekillerde davranırlar: Lipozom

38 Belli bir hacmi saran lipit ikili tabaka LİPOZOM olarak adlandırılır. Bu tip vesiküller yapay olarak hazırlanıp membran modeli, ilaçların kapsüle alınması gibi çalışmalarda kullanılmaktadırlar.

39 Fosfolipit Türevleri X = Etanolamin Fosfatidiletanolamin (PE) = KEFALİN Başta beyin olmak üzere tüm dokularda bulunur, zarların yapısında yer alır.

40 X = Kolin Fosfatidilkolin (PC) = LESİTİN Protoplazmanın en önemli maddelerindendir. Sinir uyarılarının iletiminde önemli olan kolinin vücuttaki deposudur.

41 Fosfatidilserin (PS) X = Serin Amino asit taşıyan tek fosfolipittir. Yapısal işlevinin yanı sıra kofaktör görevi de vardır. En bol miktarda miyelin kılıfta bulunur.

42 X = İnositol (heksahidrik alkol) Fosfatidilinositol (PI) Bu madde ve türevlerinin hücrede çok özel işlevleri vardır. Hormon etkisinde aracılık ederler.

43 Lipit ikili tabakada, iki fosfatidik asitin bir gliserol aracılığıyla birbirine bağlanmasından oluşan difosfatidilgliserol (kardiyolipin) de yer alır:

44 Fosfolipitlerin Sınıflandırılmaları Fosfolipitler, molekül yapılarındaki alkol türüne göre fosfogliseritler (gliserofosfolipitler) ve fosfosfingozitler (sfingomyelinler) olmak üzere iki grupta incelenirler.

45 Sfingolipitler Gliserol içermeyen, yağ asidi ve uzun zincirli bir amino alkol olan sfingozin içeren bileşik lipidlerdir.

46 Sfingolipitlerin fosfat içerenleri sfingomyelinler dir; fosfat içermeyip karbonhidrat içerenleri glikolipitler olarak bilinirler.

47 Gliserofosfolipitler ve sfingolipitler, membran lipitlerinin iki önemli sınıfını oluştururlar.

48 Kolesterol Esterleri İzopren türevi bileşikler olan karotenoitler ve steroitler lipitlerle ilgili maddelerdir.

49 Steroitler, izoprenoid lipitler sınıfından, hayvansal ve bitkisel dokularda çok yaygın olarak bulunan maddelerdir.

50 Yağ aldehitleri ve keton cisimleri lipit türevleridirler.

51 Keton Cisimleri Keton cisimleri, karaciğerde yağ asidi oksidasyonunun normal son ürünleri olan asetoasetik asit, β-hidroksibutirik asit ve aseton dur.