Lipidlerin genel özellikleri(fazlası için )

LİPİDLERİN GENEL ÖZELLİKLERİ

Prof.Dr. H.Asuman TOKULLUGİL

2

Kimyasal Yapılarına Göre Sınıflandırma:1.Yağ Asitleri (YA)2.Triasilgliseroller (TG)3.Mumlar4.Fosfolipidler (PL) ( Fosfogliseroller)5.Sfingolipidler ..Sfingomyelin ..Serebrozidler ..Gangliozidler6.Steroller (Kolesterol vb.)

3

Lipidlerin Biyolojik İşlevleri :

1.Hücrelerdeki biolojik zarların temel yapısal elemanı

2.Enerjinin en uygun ve efektif depo şekli

3.Hormon ve vitamin yapısında yer alırlar

4.Safra asitleri→diğer lipidlerin çözünmesini ve hazmedilmesini sağlarlar.

4

1) YAĞ ASİTLERİ

A) SYA (esterleşmemiş),FFA,UEFA YA esterleri (TG gibi moleküllerde) B) Tüm dokularda az miktarda var Uzun süren açlıkta plazmada ↑ C) Plazmada bulunuşu : ..Albumine bağlı ( SYA olarak ) ..Lp içinde (gen.le TG,PL ve Kol.esterleri olarak)

5

D.Enerji üretimi:

KC ve kas gibi dokularda→oksidasyon

E.Öncül madde: glikolipidler, PL , sfingolipidler, prostoglandin, Koles. vb.

6

YAĞ ASİTLERİNİN YAPISI:

1.Yapıtaşı 2. 4-24 C’ lu hidrocarbon kuyruk (gen.le

çift sayıda C.) 3. Terminal COOH grubu

Fizyolojik pH da pH:7 de pKa:4.8

→COOˉ şeklinde iyonize olur.

7

Hidrofilik Grup:

4.YA amfipatik özellikte: (2 değişik bölge)

COOˉ hidrokarbon kuyruk

polar,hidrofilik hidrofobik,apolar

8

5.YA’de hidrofobik özellik baskın;

suda çözünürlüğü ↓ 6.Plazmada YA’nin taşınımı:

%10→serbest YA→Alb.le

%90→esterleşmiş→Lp’ler içinde

(TG,PL ve kol. esterleri halinde)

9

7. Zincir uzunluğu YA’nin

Çift bağ sayısı,yeri ayrımında

Metil grupları rol oynar.

10

8.YA’leri → Doymuş YA

→ Doymamış YA

11

12

DOYMAMIŞ YAĞ ASİTLERİ

13

1-Doymamış YA‘nin Tipleri:

Monounsatüre (monoenoik) -Δ9

(9-10 C arası) Poliunsatüre (polienoik):

1 çift bağ 9-10 C arasında

diğerleri 10 C→ CH3 grubu arasında

14

2-Çift bağların ayırımı(zincir içinde):

-CH=CH-CH2-CH=C- Metilen köprüsü

İki çift bağ arasında 3C veya 1 metil grubu bulunur.

15

3-Doymamış YA’nin izomerleri:

Cis Konfigürasyonu Trans Konfigürasyonu Konfigürasyon: 1.Çift bağa göre:-geometrik izomerler

-stereoizomerler Kovalan bağ kırılarak geometrik izomerler

birbirine dönüşebilir.

16

Geometrik izomerler(CİS-TRANS):

17

18

2-Şiral merkeze(asimetrik C atomuna)göre Optik izomerler-enantiyomerler =(L-D izomerleri)=(levo –dekstra)

C

COOH

HH2N

CH3

COOH

C H NH2

CH3

L-Alanin D-Alanin

19

KONFORMASYON: C-C atomları etrafındaki grupların tek bağ

etrafında rotatif hareketlerle değişik şekiller alması

Bu şekiller birbirine kolayca dönüşebilir. Kovalan bağ kırılması yoktur.

20

Ör:Ethan

C

C

H

H

H

H

H

H

Dayanıklı şekil

(staggered)

C

H

HC

H

H

H

H

Az dayanıklı şekil

(Eclipsed)

21

4-Doymamış YA’nin oksidasyona duyarlılığı:

Doymuş YA→vücut ısısında göreceli olarak oksidasyona dirençli

Doymamış YA→havalı ortamda yavaş ve kendiliğinden oksidasyona uğrar.

↓

Acılaşma (rancidification)mg.

22

5-Ergime Derecesi:(melting temperatüre,Tm) Zincir uzunluğu ↑ ça,yükselir. Çift bağ sayısı ↑ ça,düşer. Zarı oluşturan lipidlerdeki çift bağlı

YA’leri,buradaki lipidlerin ve zarın sıvı halde kalmasını sağlar.

Doymuş YA oda ısısında-katı, ergime dereceleri ↑

Doymamış YA oda ısısında-sıvı,ergime dereceleri ↓ tür.

23

YA’NİN NUMARALANDIRILMASI:

A)COOH: C1 kabul edilir.

ör:1)Araşidonik asit: C 20:4(5,8,11,14)

20 C’lu,4 çift bağ;

(5-6,8-9,11-12,14-15)

2)Stearik Asit: C18:0

18 C’lu,doymuş.

24

C2 → α karbonu

C3 → β karbonu

C4 → γ karbonu

CH3’ e bağlı son C atomu →ω karbonu (zincir uzunluğu dikkate alınmaksızın)

25

B)ω-Ucundan ba layarak şnumaralandırma:

Ör:Oleik asit C18:1 (9)

Linoleik asit C18:2 (9,12) →ω-6 YA de denir.ω-C’a en yakın çift bağ

6. C’da Linolenik asit C18:3 (9,12,15) →ω-3 YA de denir.İlk çift bağ 3.C da

26

Fizyolojik önemi bulunan bazı YA’leri:

-Formik asit C1

-Asetik asit C2:0

-Propionik asit C3:0

-Bütirik asit C4:0 4-10 C‘lu ya sütte↑ -Kaprik asit C10:0

-Laurik asit (n-dodekanoik asit) C12:0

-Miristik asit (n-tetradekanoik asit) C14:0

27

Palmitik asit(n-hexadekanoik asit) C16:0

Palmitoleik asit C16:1 (9) Stearik asit (n-oktadekanoik asit ) C18:0

Oleik asit C18:1 (9)

→Yapısal lipitler ve TG ler en az 16C’lu YA

lerini içerirler

28

Linoleik asit C 18:2 (9,12) Esansiyel

Linolenik asit C 18:3 (9,12,15 ) YA’leri

29

Araşidonik asit (n-Eikosanoik asit) C20:4

(5,8,11,14) → PG öncüsü Lignoserik asit (n-tetrakosanoik asit) C24:0

→Serebrozid bileşeni Nervonik asit C 24:1 (15)

Bunlar doğal olarak bulunan YA’dir

30

Dallanmış Zincirli YAleri: Memeli dokularında az bulunur. Ör:Fitanik asit

Süt ürünlerinde var. Refsum Hast.→Fitanik asit

parçalanamaz,dokularda,plazmada birikir.

C

O O

CH3 CH3 CH3 CH3

3,7,11,15- tetrametil palmitik asit

31

Esansiyel Yağ Asitleri:

2 YA insan için esansiyel: 1)Linoleik asit:Diyette yoksa araşidonik

asit esansiyel olur.(PG,Tx,PGI yapımı) 2)Linolenik asit

Bitkisel besinlerle alınırlar.

32

MİÇEL OLUŞUMU:

33

YA’leri dilüe NaOH ve KOH çözeltilerinde emülsifiye olarak (miçel oluşturarak)süspansiyon haline gelirler.

Sabunlar:YA’nin Na+,K+ tuzlarıdır. YA’nin Ca²+ ve Mg²+ tuzları→çözünmez,sert

sularda sabunlar emülsifiye olmaz ve çökelirler.

34

35

36

2)TRİASİLGLİSEROLLER(Trigliserit,TG)

1 mol.gliserol+3 YA ile esterleşir→TG Nötr yağlardır Hidrofobik özellikte Tipleri Basit TG: 3 YA’de aynı

ör:tristearin,tripalmitin,triolein

Karışık TG: YA’leri farklı

37

38

39

TG’lerin Özellikleri:

1)Suda çözünmez.Su üzerinde bir tabaka m.g.(Sudan hafif)

2)Kloroform,eter veya benzen gibi polar olmayan organik çözücülerde çözünürler.

3)Asit veya bazla kaynatma

Pankreatik lipazla muamele HİDROLİZ

40

4)Saponifikasyon:TG’lerin alkalen hidrolizi

41

42

5)Çift bağların hidrojenasyonu:Katı yağlar

6)Depo lipidler

→Susuz ortamda,saf olarak,büyük miktarda

43

44

45

46

47

3)MUMLAR:

H3C (CH2)14 C

O

O CH2 (CH2)28-CH3

long chain alcohol

fatty acid

48

CH2 CH2

CH2 CH2

CH2 CH2

CH2 CH2

CH2 CH2

CH2 CH2

CH2 CH2

CH2 CH2

CH CH

CH CH

CH2 CH2

CH2 CH2

CH2 CH2

CH2 CH2

CH2 CH2

CH2 CH2

CH2 CH2

CH3 CH3

C OO ESTER BAĞI

OLEİL ALKOL C18

OLEİK ASİT

C18:9

49

Uzun zincirli alkollerin,(16-22 C’lu) uzun zincirli doymuş veya doymamış YA

(14-36 C’lu) ile yaptığı esterlerdir. Derideki salgı bezleri:Kaygan,ıslanmaz

koruyucu tabaka m.g. Saç,yün,kürk,yaprakların üstü mumlu

salgılarla kaplıdır.

50

Denizde:plakton cinsi organizmalar ve bazı balinalar için ana kalori yakıtı,

Çok önemli lipid depo şekli

51

4)FOSFOLİPİDLER:

Polar ve iyonik bileşikler

Amfipatik özellikte→Hidrofilik (polar) kafa →Hidrofobik(apolar)kuyruk

Depo edilmezler

Biolojik zarların ana iskeleti

52

Diğer lipidlerin çözünürlüğünü sağlarlar(deterjan gibi):

→Safrada özellikle kolesterolün →Lp yapısındaki diğer lipidlerin →İ.B da diyetle gelen lipidlerin

53

AKC’de surfaktanın bir bileşeni Enerji kaynağı (gliserol ve YA’leri) Bazı proteinlerin hücre zarına tutunmasını

sağlarlar. Membran boyunca yayılan sinyal

geçişinde yer alırlar Araş.Asit→PG yapımı (PL’den

salınanYA’leri)

54

Fosfolipid Yapısı:

1. Gliserol 2. 2 tane uzun zincirli YA (16-18 C’lu) C1’de→doymuş C2’de→doymamış(gen.le) 3. Fosforik asit C3’te 4. Alkol gurubu :Fosforik asitle esterleşir Her PL’de farklı Polar kafayı oluşturur.

55

C1 ─ Doymuş YA Hidrofob

hidrokarbon kuyruk ן

C2 ─ Doymamış YA

ן

C3 ─ Fosforik asit-alkol grubu polar kafa

hidrofilik Ph 7’de (-) yük

56

Fosfolipidlerin Öncül Yapısı=Fosfatidik Asit Hן H ─ C ─ OH GLİSEROLן H ─ C ─ OHן H ─ C ─ OHן H

57

58

Ester Gliserofosfolipidler:

-Fosfatidilkolin(PC,Lesitin) -Fosfotidiletanolamin(PE,kefalin,sefalin) -Fosfotidilinositol(PI) -Fosfotidilserin(PS)

59

60

61

Fosfatidilkolin:

62

Fosfatidiletanolamin:

63

Fosfatidilinositol:

64

Fosfotidilserin:

65

Difosfatidilgliserol(DPG,Kardiolipin)

2 fosfatidik asit bir gliserol köprüsü ile esterleşmiştir.

Antijenik özellik taşıyan tek insan PL’i.

Bulunduğu yerler:

İç mitokondri zarı,bakteri zarları

66

Kardiolipin:

67

PL’nin Hidrolizi:

1)Asit-bazlarla ısıtma

2)Fosfolipaz’lar:Özgül ve enzimatik parçalanma

3) 1. veya 2. C’a bağlı YA’nin kopartılması: Fosfogliserit→Lizofosfogliserit

YA YA

Ör:Lesitin(fosfotidilkolin)→Lizolesitin

68

Plazmalojenler:

Gliserolün 1.C’u,1 YA’i ile eter bağı yaparak birleşirse → plazmalojen m.g.

ETER BAĞI

O ¹CH2─O─CH=CH─R1 Fosfotidaletanolaminן װ R2─C─O─²CH Oװ ן ³CH2─O─P─OCH2CH2NH3+ן O

69

ESTER BAĞI OFosfatidiletanolamin װ ¹CH2 ─ O─ C─R1ן R2─C─O─²CH Oװ ן ³CH2─O─P─O─CH2CH2NH3+ן O

70

5)SFİNGOLİPİDLER:

Zarsal lipidlerin 2. büyük grubu PL’lerden farkı sfingplipidlerde gliserol

yoktur!! Sfingolipid yapısında: 1.Uzun zincirli bir aminoalkol=sfingozin 2.Uzun zincirli bir YA 3.Polar kafa alkolü bulunur.

71

Sfingolipidler 3’e ayrılır:

1-Sfingomyelinler

2-Serebrozidler

3-Gangliosidler Glikosfingolipidler

72

Glikosfingolipidler :

1) Yüksüz Glikosfingolipidler :

Serebrozidler :

a) Seramid monosakkaritleri

b) Seramid oligosakkaritleri

2) Asidik Glikosfingolipidler :

a) Gangliosit’ler

b) Sülfatidler

73

74

Sfingomyelinler:

En basit yapılı,en çok bulunan Polar kafada fosfokolin veya

fosfoetanolamin bulunur. YA─Sfingozin─polar kafa alkolü

amid bağı ester bağı SERAMİD

75

GLİKOLİPİDLER(GLİKOSFİNGOLİPİDLER):

Seramid(sfingozin+ YA) türevidir.

Özellikleri: 1)Zar bileşeni,plazma zarı dış yüzeyde ↑

→hücre dışı ve diğer hücrelerle

etkileşim,büyüme ve gelişmenin

düzenlenmesinde rol alırlar. 2)Sinir dokusunda ↑

76

77

3)Antijenik özellik

a-Kan grubu ag’leri

b-Çeşitli embriyonik ag’ler:Fetüs

gelişiminin belirli basamakları için özgün

c-Tümör ag’leri

d-Hücre yüzey reseptörleri

ör:bazı virüsler,kolera ve difteri toksini için

78

4)Hücrede biçimsel değişiklik olduğunda,bölünme ve büyümenin kontrolü kaybolduğunda; membran glikosfingolipid bileşiminde ciddi değişiklik.

Ör:Tümör hücre zarı yüzey bileşenlerinin değişmesi

79

5)Genetik Hast.:

Glikolipid normal yıkımında yetersizlik →Hücre içinde birikim

Sinir sistemi ve gelişmede ciddi bozukluklar m.g.

80

Glikosfingolipidlerin yapısı:

Sfingomyelinden farkları:

1-Fosfat içermezler

2-Polar kafa fonksiyonu

→’’bir O- glikozidik bağ’’ ile doğrudan seramide bağlanan bir mono- veya oligosakkarit tarafından sağlanır.

3-Karbonhidratların sayısı ve tipi glikosfingolipidin tipini belirler.

81

82

Galaktoserebrozid

83

Sfingolipidlerin fosfat içerenleri sfingomyelinlerdir,fosfat içermeyip karbonhidrat içerenler glikolipid olarak bilinirler.

84

A-Yüksüz glikosfingolipidler: Serebrozidler →en basit glikosfingolipidlerdir. i-Seramid monosakkaritleri: 1 tane galaktoz varsa →galaktoserebrozid Membranlarda en çok bulunan serebroziddir!!

85

1 tane glukoz varsa →glukoserebrozid Daha az karmaşık glikosfingolipidlerin

sentez ve yıkımında ara madde olarak işlev görür.

Galakto- ve Glukoserebrozidler→ Sfingozine bağlanan YA tipi açısından

birbirlerinden farklı olurlar.

86

1-Sfingomyelinler:

87

2-Serebrozidler:(glikosfingolipidler)

88

ii-Seramid oligosakkaritleri: 1 glukoserebrozide bir ilave monosakkaridin

eklenmesiyle oluşurlar. Örnekler: Seramid diheksozid:Cer-Glu-Gal Globosit:Cer-Glu-Gal-Gal/Nac Forssman Ag.ni:Cer-Glu-Gal- Gal.Gal/Nac-Gal/Nac Gal/Nac:N-asetilgalaktozamin

89

B)Asidik Glikosfingolipidler:

Fizyolojik pH (pH 7) da (-) yüklü

a)Gangliozitteki; N-asetilnörominik asit (NANA) ve

b)Sülfatidlerdeki sülfat grupları (-)yükleri sağlar.

90

i)Gangliositler:

a-En karmaşık glikosfingolipid

b-Beyin gri tabakasındaki zarsal lipidlerin

%6’sı:

--SSS ganglion hüc.de

--Sinir hücre kavşaklarındaki zarlarda

nörotransmitterler bağlanır.

91

c-Hücre yüzey reseptör yapısında d-Seramid oligosakkaritlerinin türevidirler,bir veya daha

fazla NANA içerirler. e-Sembolleri: ör:GM2→Tay-Sacks hast.da biriken bir gangliosit(Lipid

depo hast.) G:Gangliozid M:1,D:2,T:3,Q:4 NANA olduğunu 2: rakam glukoza ek kaç tane KH olduğunu gösterir.

92

Bir gangliozid=GM3

93

94

İİ)Sülfatidler=sülfoglikosfingolipidler

-Sülfatlanmış bir galaktozil kalıntısı içeren serebrozidlerdir.

-Fizyolojik pH’da (-) yüklü

Sinir dokusunda ↑ bulunurlar.

95

6-STEROLLER(ör:Kolesterol)

Sterol=steroid alkolü KOLESTEROL VE ÖZELLİKLERİ: 1.İnsanlarda en yaygın bulunan sterol 2.Tüm dokularda sentezlenir. Ama en çok; →KC,barsak,adrenalkorteks,overler,testis

ve plasentada sentezlenir.

96

3.İşlevleri:

a.Hücre zarı bileşeni

b.Steroid hor. ve D vit. öncül maddesi

c.Lipoprotein yapısında

d.Safra asitleri ve tuzları öncül maddesi

97

4.Dokulara kolesterol sağlanması ve dinamiği:

99

5.Kolesterol yapısı:

4 adet birleşik halka A,B,C,D

→Siklopentanoperhidrofenantren Halkası:

100

101

3.C’na bağlı bir OH- fenol grubu(aktif grup) C5=C6-çift bağ

C10 ve C13 de birer metil grubu(C18 ve C19)

C17’ye bağlı -9C’lu bir yan zincir

Çok rijit yapı ve hidrofobik Kol.esterleri daha da hidrofobikleşir.

102

Hayvan dokularında başlıca sterol; →kolesterol

Bitkisel dokularda baçlıca sterol; →β-sitosterol

103

İ.B. mukoza hücre membranında emilim için yarışma:

Bitkisel gıdalar,İ.B da kolesterol emilimini↓

(→hiperkolesterolemi tedavisinde önerilir.)

104

105

PLAZMA LİPOPROTEİNLERİTİP DANSİTE

g/mlPROTEİN %

TRİGLİSEROLLER %

FOSFOLİPİDLER%

KOLESTEROL

ŞİLOMİKRON 0,92-0,96 1,7 96 0,8 1,7

VLDL(VERY LOW DANSITY)

0,95-1,00 10 60 1,8 15

LDL(LOW DANSITY)

1,00-1,06 25 10 22 45

HDL(HIGH DANSITY)

1,06-1,21 50 3 30 18

106

MİÇEL,TEK VE ÇİFT LİPİD TABAKALARI:

1-Tek tabaka:(monolayer lipid tabakası)

SU

HAVAHidrofobik kuyruklar havaya

Polar kafalar suya

107

2-Miçel:

SU

108

3-Çift tabaka(bilayer)(Biyolojik zar yapısı):

2 molekül kalınlığında

Kalınlığı YA kuyruklarının uzunluğuna bağlı ~ 6 nm

109

110

1)RES’te ilaç etkileri: Ör:Leishmaniasis(Kala azar)

2) Hücre plazma membranı + Lipozom

FÜZYON

Lipid içeriklerinin etkileri

111

HÜCRE ZAR YAPISI:

Biyolojik Zarlar: Zar kütlesinin %20-80’i polar lipid,geri kalanı proteinlerden m.g.

Ör:Mitokondri iç zarı→%80 protein,

%20 lipid

Myelin→ %20 protein,%80 lipid

112

Zardaki proteinlerin fonksiyonları:

1-Enzim

2-Transport

(molekülleri bağlama ve geçirme)

113

Zarsal proteinler:

1-Ekstrensek (periferal proteinler)

2-İntrensek (integral proteinler)

114

‘’Singer Nicholson’’Sıvı mozaik zar modeli:

115

116

117

118

119

Eritrosit membranı şematik görüntüsü:

120

121

122

Membranların Asimetrik Yapısı:

1-Plazma membran dış ve iç yüzeydeki polar lipidler farklı

ör:Eritrosit membranı

→İç lipid tabaka;fosfatidiletanolamin

fosfotidilserin

→Dış lipid tabaka;fosfotidilkolin

sfingomyelin

123

2-Transport sistemlerinin tek yönlü işlemesi:

Na+ dışarı Na+ _K+ATPaz K+ içeri

Hücre içi

Hücre içi

Hücre dışı

124

125

126

127

3- Zar dış yüzeyi: glikolipid başları ↑

glikoprotein yan zincirleri

Zar iç yüzeyi: Hiç oligosakkarit yoktur.

128

Membranların fonksiyonları:

1-Enzim 2-Transport sistemleri Hücrelerin iç ortamında stabilite 3-Elektrik yüklü yüzey grupları→elektriksel

potansiyel farklı Sinir hüc.de uyarının iletilmesi 4-Kendini iyileştirme

129

5-Tanıma bölgeleri =(recognition sites): a-Kemotaksis olayı b-Hayvan hüc.de kendi cinsini tanıma c-Reseptörler d-Histokompatibilite -cinse özgü,doku uygunluğunu gösteren kısımlar -organ nakilleri -yabancı dokunun reddi

130

LEKTİNLER: (Bitki ve Omurgasızların immün sist.)

Legere:seçmek

- Bağlanma yeteneğinde mad. Aglütine etme

131

-Bitki ve omurgasızların dokularında

-Fitohemagglutininler

Konkanavalin A:JACK fasülyesinde

Risin:CASTOR fasülyesinde

132

Konkanavalin A →D-glukoz,D-mannoz

Soya fasülyesi lektini

→D-galaktoz ve N-asetil D galaktozamine

bağlanır

133

Her lektin

hücre yüzeyinde özgün KH gruplarına bağlanır.

134

Klinikte:

1-Tümör hücrelerininaraştırılması,tanınması

2-Kan grup tayini

A,B,0 grupları:glikoforindeki oligosakkarit

gruplarındaki farklılık

135

Lima fasülyesi Lektini

→tip A (N.asetil.D.galaktozamin ↑olduğu hüc.de)

Lotus lektini→ tib B - gal Lektin→ tip 0 (fukoz içeren

glikoproteinlere bağlanır)

136

SPESİFİTESİ:Kaynak Lektin Karbonhidrat Kan Tipi

Griffoniasimplicifilia

1-A42-B4

GalNAcGal

AB

Laburnumalpinum

12

(GlcNAc)2-3Gal

00

Ulexcuropaeus

12

L-FucGlcNAc

00

Viciacracca

12

GalNAcMan,Glc

A-

Vicia villosa

A4 GalNAc A1

137

DOĞADAKİ LEKTİNLERİN ROLLERİ:

Bitkiler →

Baklagil tohumları,N fiksasyonu yapan bakterilerin bağlanması.

Fitohenaglutininlere karşı koruma

138

Hayvanlar→

Endositoz ve glikoproteinlerin hücre içi translokasyonu.

Hücre göçü ve adhezyon düzenlenmesi. Non-immün fagositozda determinantların

tanınması. Epitel hücrelerine bakterilerin bağlanması

139

Mikroorganizmalar →

Konak hücrelerine,parazitlerin

(ör:amip ve plazmodyum) ve bakterilerin bağlanması.

Non-immün fagositozda determinantların tanınması.