ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LOS

LÍPIDOS

Sustancias

⚫ poco solubles en soluciones acuosas,

y

⚫ solubles en solventes no polares

Una definición

funciones biológicas de los lípidos

• componentes de membranas celulares

• almacenamiento de energía

• cofactores enzimáticos; vitaminas

• transportadores de electrones

• aislantes térmicos, eléctricos y mecánicos

• pigmentos que absorben luz

• hormonas

Ácidos grasos

Ácidos (mono)carboxílicos de cadena larga (≥ 8 C).Cadenas lineales.

ión estearato

ión oleato

cabezapolar

cola hidrocarbonada

hidrofílico

hidrofóbico

Láurico n-Dodecanoico 12:0 44.2

Mirístico n-Tetradecanoico 14:0 53.9

Palmítico n-Hexadecanoico 16:0 63.1

Esteárico n-Octadecanoico 18:0 69.6

Araquídico n-Eicosanoico 20:0 76.5

Behénico n-Docosanoico 22:0 81.5

Palmitoleico cis-9-Hexadecenoico 16:1c9 0

Oleico cis-9-Octadecenoico 18:1c9 16

Linoleico cis,cis-9,12-Octadienoico 18:2c9,12 5

Linolénico todo-cis-9,12,15-Octatrienoico 18:3c9,12,15 -11

Araquidónico todo-cis-5,8,11,14-Eicosatetraenoico 20:4c5,8,11,14 -50

Nombrecomún

Nombresistemático

Abreviatura Punto defusión (ºC)

Ácidos grasos

Las propiedades físicas de lo ácidos grasos dependen del largo de la cadena y del número de insaturaciones.

Por ejemplo:largo de la cadena: más larga →mayor punto de fusión.número de insaturaciones: mayor número →menor punto de fusión

¿Cómo se explica esto?

Lo que se observa más frecuentemente:- las cadenas tienen número par de carbonos- cuando tienen dobles enlaces, la configuración es cis.

Ácidos grasos

punto de fusión

esteárico 18:0 69,6 °C

oleico 18:1 cΔ9 13,4 °C

elaídico 18:1 t Δ9 43 °C

¿Cómo explicamos la diferencia de punto de fusión entre el ác. elaídico y el ác. oleico?

Ácidos grasos esenciales

En humanos (y otros animales), hay dos ácidos grasos que son imprescindibles, pero el organismo no tiene las vías metabólicas que permiten su síntesis.Hay que obtenerlos de los alimentos.

Ác. linoleico18:2 cisΔ9,12

Ác. alfa-linolénico18:3 cisΔ9,12,15

La “antigua” notación, que usa el alfabeto griego, asigna la última letra (omega, ω) al último C de la cadena (sin importar la longitud de esta).Esta manera de notación todavía se usa para indicar la posición de las insaturaciones, por ejemplo ω-6, ω-3, “ácidos grasos omega 3”.

Los ácidos grasos son moléculas anfipáticas(también llamadas anfifílicas)

AIRE

AGUA

Las moléculas anfipáticas pueden disponerse en monocapas

Formación de micelas

Molécula anfipáticacon una solacola hidrofóbica

Región hidrofílica

Región hidrofóbica

Triacilgliceroles(grasas y aceites)

Algunas funciones de los triacilgliceroles

Almacenamiento de energía.

Aislamiento térmico.

Protección mecánica.

C H2 O

C H O

C H2 O

H

H

H

Glicerol

C H2 O

C H O

C H2 O

H

H

H

Glicerol

C H2 O

C H O

C H2 O

C

O

R1

C

O

R2

C

O

R3

Triacilglicerol

Triacilglicerol

Saponificación

Reacción de hidrólisis en medio alcalino de algunos lípidos.

Origen de la palabra: proceso para hacer jabón

Lípidos saponificables.

La saponificación (hidrólisis) de los triacilgliceroles dan como productos glicerol y ácidos grasos.

Se usa para producción de biodiesel.

Muchos lípidos de membrana también dan esta reacción (saponificables).

(pizarrón)

CerasUna cera es un éster formado por un alcohol de cadena larga y un ácido graso

CH3(CH2)28CH2OH Triacontanol

CH3(CH2)14COO- Palmitato

CH3(CH2)28CH2--O--C--(CH2)14CH3

O

Triacontanilpalmitato

Ejemplo, un componente de la cera de los panales de abejas.

CerasAlgunas funciones• Coberturas hidrofóbicas (impermeabilización)• Almacenamiento de energía• Estructurales (y otras)

Las ceras naturales son mezclas de compuestos definidos aquí como ceras, junto con otras sustancias también muy hidrofóbicas (por ejemplo, ésteres de colesterol).

Órgano de espermaceti del cachalote.Flotación y ecolocación.Componente principal: cetilpalmitato.(Alcohol cetílico: 16 C)

Un copépodo (Crustaceae).Reserva energía en forma de ceras.

Las ceras, ¿son saponificables?

Lípidos de membranas

-- Fosfolípidosderivados de glicerol

ésteres: Eucariotas y Bacteriaséteres: Arqueas

derivados de esfingosina

-- Glucolípidosderivados de glicerol (galactolípidos plantas, algas)derivados de esfingosina

-- Colesterol

-- Ésteres de colesterol

Fosfolípidos derivados de glicerol (o glicerofosfolípidos):

derivados del ácido fosfatídico

Lípidos de membrana

C H2 O

C H O

C H2 O

H

H

H

Glicerol

C H2 O

C H O

C H2 O

H

H

H

Glicerol

C H2 O

C H O

C H2 O

C

O

R1

C

O

R2

P

O

O

O

H

Ácido fosfatídico

Etanolamina

CH2 CH2 NH3+HO

C H2 O

C H O

C H2 O

C

O

R1

C

O

R2

P

O

O

O

Fosfatidiletanolamina

CH2 CH2 NH3+

Colina

CH2 CH2 N+(CH3)3HO

C

C H2 O

C H O

C H2 O

C

O

R1

C

O

R2

P

O

O

O

Fosfatidilcolina

H2 CH2 N(CH3)3+

Serina

CH2 C

H

NH3+

COO-HO

C

C H2 O

C H O

C H2 O

C

O

R1

C

O

R2

P

O

O

O

Fosfatidilserina

H2 C

H

NH3+

COO-

Lípidos de membranas

-- Fosfolípidosderivados de glicerol

ésteres: Eucariotas y Bacteriaséteres: Arqueas

derivados de esfingosina

-- Glucolípidosderivados de glicerol (galactolípidos plantas, algas)derivados de esfingosina

-- Colesterol

-- Ésteres de colesterol

Comparación de membranasEucariota/Bacteria vs. Arquea

Cadena isoprenosUnión éter

Cadenas linealesUnión éster

Lípidos de membranas

-- Fosfolípidosderivados de glicerol

ésteres: Eucariotas y Bacteriaséteres: Arqueas

derivados de esfingosina

-- Glucolípidosderivados de glicerol (galactolípidos plantas, algas)derivados de esfingosina

-- Colesterol

-- Ésteres de colesterol

Fosfolípidos derivados de esfingosina (o fosfoesfingolípidos).

esfingosina: aminoalcohol de cadena larga

Lípidos de membrana

ESFINGOSINA:Aminoalcohol18 carbonosFunción amino en el C2Funciones alcohol en C1 y C3Insaturación en C4

Esfingosina

Lípidos de membrana - esfingolípidosLa unión de esfingosina con un ácido graso a través de un enlace

amida (en C2) forma una ceramida

ESFINGOMIELINA

Fosforilcolina Ceramida

Lípidos de membrana - esfingolípidosLa unión de colina , a través de fosfodiéster, con una ceramida en el C1 forma una esfingomielina

Lípidos de membrana

Glucoesfingolípidos

Cerebrósidos:En lugar de fosforilcolina hay un glúcido simple

Gangliósidos:En lugar de fosforilcolina hay glúcidos complejos

Ejemplos de glucoesfingolípidos

Esfingomielina

Fosforilcolina Ceramida

ESFINGOLIPIDOS

GLICOESFINGOLIPIDOS:

SOBRE UNA CERAMIDA SE UNE UN CARBOHIDRATO POR ENLACE GLUCOSIDICO SOBRE EL OH EN EL CARBONO 1 DE LA ESFINGOSINA

CEREBROSIDOS GANGLIOSIDOS

1 MONOSACARIDOMAS DE 1 MONOSACARIDO

Lípidos de membrana

Glucoesfingolípidos

Cerebrósidos:En lugar de fosforilcolina hay un glúcido simple

Gangliósidos:En lugar de fosforilcolina hay glúcidos complejos

Ejemplos de glucoesfingolípidos

ESTRUCTURA DE UN ESFINGOLIPIDO(MONOSIALOGANGLIOSIDO GM1)

AMIDA

ESTER

Bicapa lipídica

Molécula anfipáticacon doscolas hidrofóbicas

Región hidrofílica

Región hidrofóbica

Formación de bicapas

Formación de vesículas o liposomas

interior acuoso

bicapa

Bruce Alberts, Alexander Johnson, Julian Lewis, Martin Raff, Keith Roberts, and Peter Walter. (2002). Molecular Biology of the Cell. 4th Ed.

Proteínas asociadas a bicapas lipídicas

Transmembranarias Citosólicas Extracelulares

Ancladas a través de lípidosIntegrales

Bacteriorodopsina

(Múltiples hélices )

Transporte de H+ a través de

la membrana

Hélices anfipáticas

Porina

(Estructura de barril )

Ej.: transporte de azúcares a

través de la membrana

Las cadenas laterales hidrofóbicas apuntan hacia afuera del barril y las hidrofílicas hacia adentro

COLESTEROL BUENO

COLESTEROL MALO

Ciclopentanoperhidrofenentreno

Colesterol

Dependiendo del tipo de membrana plasmática, la cantidad de moléculas de

colesterol puede ir desde cero (ej. bacterias) o llegar a ser similar al número de

moléculas de fosfolípidos.

Hace que la bicapa sea menos deformable, y más impermeable a sustancias

hidrofílicas.

Colesterol como componente de membranas

Derivados del colesterol:

Hormonas esteroideas:GlucocorticoidesMineralocorticoidesProgestinasAndrógenosEstrógenos

Sales biliares

TAUROCOLATO

acción emulsionante de una sal biliar

EICOSANOIDES

Prostaglandinas

Prostaciclinas

Tromboxanos

Leucotrienos

EICOSANOIDES

(prostaglandinas, prostaciclinas, tromboxanos, leucotrienos)

Intervienen en:

Respuesta inflamatoria (principalmente en articulaciones => artritis)

Fiebre

Regulación de la presión arterial

Coagulación de la sangre

Inducción del parto

Regulación del ciclo sueño / vigilia

Láurico n-Dodecanoico 12:0 44.2

Mirístico n-Tetradecanoico 14:0 53.9

Palmítico n-Hexadecanoico 16:0 63.1

Esteárico n-Octadecanoico 18:0 69.6

Araquídico n-Eicosanoico 20:0 76.5

Behénico n-Docosanoico 22:0 81.5

Palmitoleico cis-9-Hexadecenoico 16:1c9 0

Oleico cis-9-Octadecenoico 18:1c9 16

Linoleico cis,cis-9,12-Octadienoico 18:2c9,12 5

Linolénico all-cis-9,12,15-Octatrienoico 18:3c9,12,15 -11

ARAQUIDÓNICO all-cis-5,8,11,14-Eicosatetraenoico 20:4c5,8,11,14 -50

Nombrecomún

Nombresistemático

Abreviatura Punto defusión (ºC)

ácidos grasos

PROSTAGLANDINAS

Las primeras que se conocieron fueron unos compuestos aislados a partir de semen que provocaban un estímulo de la contracción del útero y bajaban la presión arterial

PROSTAGLANDINAS Y TROMBOXANOS

síntesis de eicosanoides

otros cofactores y vitaminas liposolubles

pigmentos que aprticipan en la

fotosíntesis

COENZIMA Q

vitamina A

• retinal se une a opsina (una proteína) para formar rodopsina• la luz provoca cambios de cis a trans• el cambio conformacional en la rodopsina se transmite como señal eléctrica

Lehninger

• la vitamina D es transformada en 1,25 dihidroxicolecalciferol

• hormona que interviene en la absorción del Ca en el intestino

vitamina D

vitamina E

compuestos llamados genéricamente tocoferoles

anillo aromático sustituido y cadena isoprenoide

actúa como antioxidante

el anillo aromático reacciona con los radicales libres del oxígeno

lipoproteínas

digestión y transportede triacilgliceroles

quilomicrón

transporte de lípidos y lipoproteínas

partícula LDL(low density lipoprotein)

lipoproteínas