biochimie curs 4

8/22/2019 Biochimie Curs 4

1/32

Dr. Sorin Gheorghe Bolog BIOCHIMIE curs IV

BIOCHIMIE curs IV

PROTEINE. GLUCIDE. LIPIDE.

Cuprins:Proteine purificare si caracterizare...............................................................3

Comportarea proteinelor in solutii................................................................3Procedee de separare bazate pe masa moleculara...................................3

Procedee de separare bazate pe diferenta de solubilitate.........................4

Procedee de separare bazate pe incarcarea electrica...............................4

Separarea proteinelor prin adsorbtie selectiva..........................................5

Separari bazate pe specificitatea de ligand: cromatografia de afinitate....5

Purificarea proteinelor..................................................................................6Masa moleculara...........................................................................................6Enzime.............................................................................................................6

Denumirea si clasificarea enzimelor.............................................................6Co-factori enzimatici.....................................................................................7Efectul pH-ului asupra activitatii enzimatice.................................................7Efectul temperaturii asupra reactiilor enzimatice.........................................8Inhibitia enzimelor........................................................................................8

Inhibitia competitiva..................................................................................8

Inhibitia incompetitiva................................................................................8

Inhibitia necompetitiva..............................................................................8Inhibitia ireversibila....................................................................................9

Analiza cantitativa a activitatii enzimatice...................................................9Specificitatea de substrat a enzimelor..........................................................9Reactiile catalitice.........................................................................................9Enzime allosterice. Enzime reglatoare. Izoenzime......................................10

Glucidele........................................................................................................10Monozaharidele...........................................................................................11Dizaharidele................................................................................................13Trizaharidele...............................................................................................14Polizaharide.................................................................................................14

Polizaharide de rezerva............................................................................14

Polizaharide de structura.........................................................................16

Lipide, lipoproteine, membrane.....................................................................19Clasificarea lipidelor....................................................................................19Acizii grasi...................................................................................................19

Acizii grasi esentiali..................................................................................21

1


2/32


Proprietatile fizice si chimice ale acizilor grasi.........................................21

Trigliceride (triacilgliceroli).........................................................................22Proprietatile trigliceridelor.......................................................................23

Glicozildiacilglicerolii................................................................................23

Fosfogliceridele...........................................................................................23Proprietatile fosfolipidelor...........................................................................24Sfingolipidele..............................................................................................25

Sfingomieline...........................................................................................25

Glicosfingolipide neutre...........................................................................26

Glicosfingolipide acide gangliozide........................................................26

Functiile glicosfingolipidelor.....................................................................27

Ceruri..........................................................................................................27Lipide simple nesaponificabile..................................................................27Terpenele.................................................................................................27

Steroizii....................................................................................................28

Prostaglandine............................................................................................30Micele, monostraturi si dublu straturi lipidice.............................................30Sistemele lipoproteice.................................................................................31

Lipoproteine de transport din plasma sangvina.......................................31

2


3/32


Proteine purificare si caracterizareIn capitolul de fata vom descrie principiile fizice care stau la baza

tehnicilor de separare a proteinelor, strategia utilizata n purificarea lor siunele metode de determinare a masei moleculare.

Comportarea proteinelor in solutii

Vom discuta cum diferitele proprietati caracteristice proteinelorglobulare in solutii pot fi utilizate pentru separarea amestecurilor de proteinein functie de urmatorii factori:1. masa moleculara2. solubilitate3. incarcare electrica4. caracteristici de adsorbtie5. afinitate pentru alte molecule

Procedee de separare bazate pe masa moleculara

Dializa si ultrafiltrareaFiltrarea prin dializa se utilizeaza o membrana semipermeabila care

retine moleculele de proteina i lasa sa treaca moleculele mici dizolvate saumoleculele de apa.

Ultrafiltrarea acelasi principiu ca la dializa dar se adauga presiuneacentrifuga.

Membrana semipermeabila celofan sau alte tipuri de materialesintetice.

Centrifugarea in gradient de densitateEste un peocedeu utilizat nu numai pentru separarea proteinelor ci si aaltor tipuri de macromolecule, organite celulare sau virusuri.

Mod de realizare: se prepara un gradient continuu de densitate pentru o solutie de

zaharoza (la gura eprubetei zaharoza 20% -> la fundul eprubeteizaharoza 60%);

amestecul de macromolecule este depus deasupra solutiei dezaharoza;

centrifugare la viteza mare de rotatie;

localizarea benzilor proteice optic sau prin inghetarea tubului si taierea

unor felii subtiri. Analiza proteinelor

Cromatografia de excludere molecularaMai este cunoscuta ca gel-filtrare sau cromatografie de cernere

moleculara.

3


4/32


Amestecul de proteine este lasat sa treaca datorita forteigravitationale printr-o coloana incarcata cu material polimeric inert, puternichidratat; proteinele mici vor fi intarziate in coloana, iar cele mari trec rapidprin ea deoarece nu pot intra in particulele de polimer hidratate.

Procedee de separare bazate pe diferenta de solubilitateProteinele din solutii prezinta modificari in functie de:

- pH- tarie ionica- proprietati dielectrice ale solventului- temperatura

Precipitarea izoelectricaSolubilitatea proteinelor globulare este influentata de pH-ul sistemului.

pH-ul la care o proteina este cel mai putin solubila este pH-ul sau izoelectric= pH-ul la care molecula nu are incarcare electrica si nu se deplaseaza intr-

un camp electric.Cand pH-ul unui amestec de proteine este adus la Ph-ul izoelectric al

uneia din componente, cea mai mare parte/toata aceasta componenta vaprecipita, lasand in solutie proteinele cu pH izoelectric deasupra/sub acel pH.

Salifierea proteinelorIn concentratii mici, sarurile cresc solubilitatea proteinelor globulare,

fenomen numit salting-in. Dar, pe masura ce taria ionica a sarurilorcreste, proteinele precipita, fenomen numit salting-out.

Fractionarea cu solventi

Adaugarea unor solventi organici neutri, miscibili cu apa, in specialetanolul si acetona, scade solubilitatea in apa a celor mai multe proteineglobulare, asa incat acestea precipita in solutie. Amestecurile de proteine potfi separate pe baza diferentelor cantitative ale solubilitatii lor in amestecurireci de etanol-apa sau acetona-apa.

Procedee de separare bazate pe incarcarea electrica

Separarea proteinelor pe baza incarcarii lor electrice depinde in celedin urma de proprietatile lor acido-bazice, care sunt dependente de numarul

si tipul grupelor R ionizabile din lanturile polipeptidice. Proprietatile acido-bazice rezida din componenta diferita in aminoacizi a proteinelor. Aceastametoda este utilizata in electroforeza proteinelor si cromatografia de schimbionic.

Metode electroforeticeTipuri de electroforeza:

4


5/32


- Electroforeza in faza libera utilizeaza urmatorul principiu: mobilitatea a unei molecule de proteina intr-un camp electric, exprimata incm2/volt x secunda, este data de raportul dintre viteza de migrare, v(cm/sec) si marimea campului electric, E (volti/cm): = v/E. Proteinelemigreaza intr-un camp electric mult mai incet decat Na+ i Cl-

deoarece ele au un raport sarcina/masa mult mai mic. In solutia cu pHla care majoritatea proteinelor au aceeasi incarcare, dar mobilitatediferita se trece curentul electric. Astfel, pe masura ce moleculeleproteice incarcate negativ se deplaseaza spre anod, ele migreaza insolutia tampon formand un front sau o limita de saparare modificandindicele de refractie al solutiei tampon.

- Electroforeza de zona este mai simpla; are o rezolutie mai buna sinecesita probe mai mici; in aceasta metoda solutia apoasa proteicaeste imobilizata pe o matrice sau un suport solid (hartie de filtru saubenzi de acetat de celuloza); procesul de electroforeza este lasat sacontinue pana cand majoritatea componentelor proteice se separa in

zona distincte; pozitia si cantitatea proteinelor in zonele separate suntapreciate aplicand un colorant pentru proteine; densitatea culorii estedirect proportionala cu cantitatea de proteina si poate fi stabilita cuajutorul unui densitometru.

o Exista si varianta in care suportul solid are proprietatea saintarzie migrarea proteinelor functie de masa lor moleculara.

- Disc electroforeza amestecul de proteine este supus unui camp electricintr-un suport de gel care le intarzie diferentiat migrarea.

- Focusarea izoelectrica/electrofocusarea amestecul de proteine estesupus unui camp electric, intr-o suport de gel in care in prealabil a fostgenerat un gradient de pH. Fiecare proteina migreaza spre si este

focusatain acea portiune a gradientului de pH in care pH-ul este egalcu pH-ul sau izoelectric, formand o banda stationara.

Cromatografia de schimb ionicUtilizeaza caracterul acido-bazic al proteinelor.

Separarea proteinelor prin adsorbtie selectiva

Proteinele pot fi adsorbite pe, si eluate selectiv de pe, coloane cumateriale relativ inerte, foarte fin divizate, cu o suprafata totala foarte marecomparativ cu marimea particulelor. Adsorbantul cel mai des utilizat este

hidroxiapatita, mineral gasit si in oase.

Separari bazate pe specificitatea de ligand: cromatografia deafinitate

Aceasta metoda se bazeaza pe o proprietate a unor proteine de legarespecifica, necovalenta, a unei alte molecule numite ligand.

5


6/32


Cromatografia de afinitate este folosita nu numai pentru izolareaenzimelor, ci si a moleculelor de receptori din membranele celulare careleaga specific hormonii.

Purificarea proteinelor

Purificarea proteinelor implica:- Posibilitatea aplicarii unei metode specifice de determinare- O metoda de eliberare a proteinei din celula- Extragerea proteinei din organitele celulare daca este necesar- Utilizarea unei secvente de diferite procedee de fractionare pana la

atingerea unei activati specifice maxime si constante a proteinei sipana la obtinerea omogenitatii, care se stabileste prin criterii fizico-chimice ca electroforeza in gel sau focusarea izoelectrica.

Masa moleculara

Masa moleculara a unei proteine poate fi determinata din dateleprivind compozitia ei chimica, din masurarile de presiune osmotica, de vitezasau echilibru de sedimentare sau prin cromatografia de excluderemoleculara. Lanturile polipeptidice care constituie subunitati ale proteinelorpot fi separate intre ele si masa lor moleculara poate fi determinata prinelectroforeza in gel, in prezenta unor detergenti.

EnzimeEnzimele sunt proteine specializate in cataliza reactiilor biologice.

Denumirea si clasificarea enzimelor

Multe enzime au denumite au fost denumite prin adaugarea sufixuluiaza la numele substratului (molecula asupra careia isi exercita enzimaactiunea ei catalitica).

Exemplu:- Ureaza caralizeaza hidroliza ureei in amoniac si CO2

- Arginaza catalizeaza hidroliza argininei in ornitina si uree- Fosfataza hidroliza esterilor acidului fosforic

Datorita problemelor de denumire aparute s-a adoptat un nou sistemcare imparte enzimele in 6 clase mari si in subgrupe, in functie de tipul dereactie catalizata. Astfel fiecare enzima are o denumire comuna denumiresistematica care indica tipul de reactie catalizata si un numar declasificare, utilizat pentru identificarea corecta si singura a unei enzime.

6


7/32


Exemplu:ATP + creatina ADP + fosfocreatina

Denumirea comuna pentru enzima care catalizeaza reactia de mai suseste creatinkinaza, denumirea sistematica referitoare la reactia catalizataeste ATP creatin fosfotrasnferaza, numarul sau de clasificare este EC 2,7,3,2

EC = Enzyme Commision, 2 = denumirea clasei transferaze, 7 = subclasa fosfotransferaze, 3 = sub-subclasa fosfotransferaze cu o grupareacceptoare continand azot, 2 = indica creatin kinaza.

Cele 6 mari clase de enzime sunt:1. Oxido-reductaze reactii de oxido-reducere2. Transferaze transfera grupari functionale3. Hidrolaze reactii de hidroliza4. Liaze aditie la dubla legatura5. Izomeraze reactii de izomerizare6. Ligaze formare de legaturi cu scindare de ATP

Co-factori enzimatici

Activitatea unor enzime depinde numai de structura lor ca proteine, intimp ce alte enzime au nevoie de una sau mai multe componente ne-proteice cofactori. Proteinele care au nevoie de cofactor pentru a deveniactive sunt denumite apoenzima.

Cofactorul poate fi un:- Ion metalic exemplu: alcool dehidrogenaza are cofactor Zn2+,

peroxidaza are cofactor Fe2+ sau Fe3+, etc. Enzimele care utilizeaza

un ion metalic pe post de cofactor se numesc metaloenzime.- Molecula organica coenzima. Fiecare co-enzima are in structura sa o

molecula de vitamina. Ele functioneaza ca transportori intermediari intoate reactiile chimice. In cazurile in care coenzima este foarte stranslegata de molecula de enzima aceasta primeste denumirea de grupareprostetica.

- Sau ambele de mai sus.Complexul enzima-cofactor (catalitic activ) se numeste holoenzima.

Efectul pH-ului asupra activitatii enzimatice

Cele mai multe enzime au un pH caracteristic la care activitatea loreste maxima, la alte valori ale pH-ului activitatea fiind diminuata. Relatiadintre pH si activitatea enzimei depinde de proprietatile acido-bazice aleacesteia si a substratului. pH-ul optim al unei enzime nu este neaparatidentic cu pH-ul mediului sau normal, intracelular, ceea ce sugereaza ca

7


8/32


relatia pH-activitate a unei enzime poate fi factor de control al activitatii saleintracelulare.

Efectul temperaturii asupra reactiilor enzimatice

Viteza reactiilor catalizate creste cu temperatura la fel ca majoritateareactiilor chimice, pe un interval de temperatura in care enzima este stabilasi isi pastreaza intreaga activitate. Viteza celor mai multe reactii enzimaticeaproape ca se dubleaza la fiecare crestere a temperaturii cu 10 gradeCelsius. Daca temperatura creste peste intervalul optim proteinele sedenatureaza si isi pierd functia. De obicei temperatura de denaturareproteica este de 55 60 grade Celsius, dar exista si proteine care sedenatureaza la temperaturi mai mari de 85 de grade Celsius (apartin unorbacterii care traiesc in izvoare termice).

Unele enzime isi pierd capacitatea de actiune atunci cand suntincalzite, dar si-o recapata daca sunt racite.

Inhibitia enzimelor

Dupa efectele inhibitorului asupra cineticii de reactie a enzimei exista3 tipuri de inhibitie:

- Competitiva- Incompetitiva- Necompetitiva

Inhibitia competitiva

Caracteristic acestui tip de inhibitie este faptul ca inhibitorul se poatecombina cu enzima libera concurand cu substratul normal pentru legarea lalocul activ. Un inhibitor competitiv reactioneazareversibil cu enzima pentru aforma un complex enzima-inhibitor analog cu complexul enzima-substrat.

Inhibitia incompetitiva

Inhibitorul nu se combina cu enzima libera si nu afecteaza reactiaacesteia cu substratul. El se combina cu complexul enzima-substratrezultand un complex enzima-substrat-inhibitor care este inactiv.

Inhibitia necompetitiva

Inhibitorul necompetitiv se poate combina atat cu enzima, cat si cusubstratul acesteia, interferand actiunea ambelor. Inhibitorul necompetitiv seleaga de enzima in alt loc decat cel activ modificandu-i proprietatile(complexul enzima-substrat nu se mai realizeaza cu aceeasi viteza la fel ca sidescompunerea acestuia).

8


9/32


Inhibitia ireversibila

Inhibitia ireversibila se produce atunci cand sunt tratate enzimele cuagenti care pot sa modifice covalent sau permanent o grupare functionalanecesara pentru cataliza.

Analiza cantitativa a activitatii enzimatice

Cantitatea de enzima dintr-o solutie sau extract tisular poate fianalizata in functie de efectul catalitic pe care il produce.

Unitatile de activitate enzimatica este acea cantitate de enzime careproduce transformarea a 1 micromol de substrat / min, la 25 de gradeCelsius. Activitatea specifica este numarul de unitati enzimatice pe mg deproteina.

Activitatea molara sau moleculara este numarul de molecule desubstrat transformate intr-un minut de catre o singura molecula de enzima.

Comisia de Enzime a elaborat o noua unitate de masura a activitatiienzimatice katal-ul, prescurtat kat si este definit ca acea cantitate deactivitate enzimatica care transforma 1 mol x s-1 de substrat. Prinintroducerea noii conventii de masurare, activitatea specifica se masoara inkatali/kg de proteina, iar activitatea molara in katali/mol de enzima.

Specificitatea de substrat a enzimelor

Inca din 1894 s-a demonstrat faptul ca enzimele capabile sahidrolizeze glicozidele pot distinge formele stereoizomere ale acestora si s-aenuntat principiul conform caruia molecula de substrat se potriveste cusitusul activ al enzimei ca lacatul cu cheia, pe baza unei relatii decomplementaritate.

Unele enzime au specificitate absoluta pentru un anumit substrat si nuvor actiona pe molecule asemanatoare, in timp ce altele vor ataca o clasaintreaga de substante care au aceeasi caracteristica structurala, cu vitezediferite in schimb.

Reactiile catalitice

Reactiile catalizate de enzime sunt de 108-1020 mai rapide decat celenecatalizate. Cea mai mare parte a cresterii vitezei de reactie estedeterminata de pozitionarea exacta a substratului in ceea ce privesteapropierea si orientarea fata de gruparea catalitica, astfel incat sa fie atinsarapid starea de tranzitie. O crestere mai mica a vitezei de reactie esteobtinuta in cazul unor enzime prin cataliza covalenta, in care complexul

9


10/32


enzima-substrat se formeaza si dispare rapid. Cresterea vitezei de reactieare loc si prin cataliza general-acida sau general bazica initiata de gruparileproton-donoare sau proton-acceptoare din situsul activ. De asemenea,schimbarile conformationale care se produc prin combinarea substratului cuenzima pot determina cresteri ale vitezei de reactie intr-un anumit grad.

Enzime allosterice. Enzime reglatoare. Izoenzime

Unele enzime sunt adaptate atat pentru functia catalitica, cat si pentrucea reglatoare. Enzimele allosterice sunt acele enzime care sunt inhibate deprodusul final al reactiei chimice (feedback negativ). Aceste enzime suntmodulate prin legarea necovalenta a unor metaboliti specifici. Ele catalizeazaprima reactie a unei secvente multienzimatice, fiind inhibate prin legareaprodusului finalde un reglator specific sau la situsul allosteric al moleculeienzimatice. Unele enzime allosterice sunt stimulate de modulatorul lor, care

poate fi chiar substratul.Aproape toate enzimele allosterice au subunitati multiple, majoritatea

fiind catalitice si reglatoare. Exista mai multe explicatii ale mecanismuluireglarii allosterice. Modelul de simetrie sustine ca molecula de enzima poateexista doar in una din doua tipuri de conformatii, activa si inactiva; modelulsecvential postuleaza ca subunitatile isi schimba conformatia secvential, nusimultan, astfel incat se obtin stari intermediare cu activitati cataliticediferite.

O clasa de enzime reglatoare sufera, sub actiunea unor enzime,interconversii intre formele active si inactive, prin modificarea covalenta aunor grupari specifice din molecula enzimei.

Unele enzime se gasesc in anumite specii sau celule in forme multiplenumite izoenzime. Ele sunt codificate de gene diferite si sunt diferente inceea ce priveste compozitia in aminoacizi si pH-ul izoelectric.

De exemplu lactat dehidrogenaza are 5 izoenzime. Toate acesteizoenzime catalizeaza aceeasi reactie:

Lactat + NAD+ piruvat + NADH + H+

Multe din enzimele allosterice se gasesc sub forma a doua sau maimultor izoenzime care difera in ceea ce priveste sensibilitatea la modulatoriispecifici. Exista si cazuri in care diferitele izoenzime sunt prezente incompartimente intracelulare diferite.

Glucidele

Hidratii de carbon/zaharurile sunt mai simplu definiti capolihidroxialdehide, polihidroxicetone sau derivati ai acestora. Au formulaempirica (CH2)n, ceea ce a sugerat, initial, ca era vorba de hidrati aicarbonului.

10


11/32


Monozaharidele denumite simplu zaharuri sunt constituite dintr-osingura unitate polihidroxialdehidica / polihidroxicetonica. Cel mai raspanditmonozaharid este cel cu 6 atomi de C D-glucoza de la care deriva o serieintreaga de monozaharide. D-glucoza reprezinta sursa energetica majorapentru cele mai multe organisme, cat si piatra de constructie a unor

polizaharide, cum ar fi amidonul si celuloza.Oligozahareidele contin de la 2 10 unitati monozaharidice uniteprintre printr-o legatura glicozidica.

Polizaharidele contin mai multe unitati monozaharidice unite in lanturiliniare sau ramificate. Multe din polizaharide contin un singur tip sau douatipuri alternative de unitati monozaharidice.

Polizaharidele au doua functii biologice majore: forma de stocare aenergiei, elemente structurale.

In biosfera exista, probabil mai multe glucide decat oricare altamaterie organica si aceasta datorita abundentei din lumea plantelor a celor 2polimeri ai D-glucozei, amidonul si celuloza.

Amidonul este forma principala de stocare a energiei in cele mai multeplante, in timp ce celuloza este principalul component structural extracelulardin peretii celulari rigizi ai tesuturilor fibroase si lemnoase din plante.

Glicogenul, care are o structura asemanatoare cu amidonul, esteprincipalul hidrant de carbon de rezerva la animale. Alte polizaharide suntcomponente majore ale peretelui celular si a invelisurilor celulare moi dintesuturi.

Monozaharidele

Monozaharidele au formula empirica (CH2O)n, unde n = sau > 3.Lantul atomilor de carbon in monozaharidele obisnuite este neramificat sifiecare atim de carbon, cu exceptia unuia, contine o grupare hidroxil; atomulde carbon ce nu are grupare hidroxil contine un oxigen carbonilic cuprinsintr-o legatura aldehidica sau cetonica.

glucoza

11


12/32


Daca gruparea carbonil este la capatul lantului monozaharidul esteun derivat aldehidic numit aldoza; daca gruparea este prezenta in oricarealta pozitie, monozaharidul este un derivat cetonic, numit cetoza.

Aldehida glicerica este o aldotrioza, iar dihidroxicetona este ocetotrioza. Exista si tretroze (4 C), pentoze (5 C), hexoze (6 C), heptoze (7C)si octoze (8C). Fiecare exista in doua serii, respectiv aldotetroze sicetotetroze, aldopentoze si cetopentoze, etc.

In cadrul celor doua serii de monozaharide hexozele sunt cele mairaspandite.

Monozaharidele sunt substante solide, cristaline, solubile in apa siinsolubile in solventi nepolari. Multe din ele au gust dulce. Provin din planteprin procesul de fotosinteza.

Cei mai importanti derivati ai monozaharidelor sunt:- Glicozidele aldopiranozidele reactioneaza cu alcooli in prezenta

acizilor minerali formand alfa si beta glicozide.- N-glicozamine/N-glicozide aldozele si cetozele reactioneaza cu

aminele in solutii de solventi adecvati cu obtinere de N-glicoamine sauN-glicozide.

- Derivatii O-acilati si O-metilati- Osazonele- Poliolii / Alcoolii polihidroxici exemplu: glicerol component

important al lipidelor si ciclohexanulhexahidroxilat = inozitolul.- Derivatii acizi ai monozaharidelor- Fosfoglucide derivati fosforilati ai monozaharidelor ce se gasesc in

toate celulele organismelor, fiind intermediari importanti aimetabolismului glucidic.

- Dezoxiglucide- Aminoglucide cele mai raspandite D-glucozamina (intra in

componenta polizaharidelor vertebratelor, componenta a chitinei), D-

12


13/32


galactozamina (intra in componenta glicolipidelor si a poliglucidului dincartilagii, condroitin sulfatul).

- Acidul muramic si acidul neuraminic intra in structura pereteluibacterial si al celulelor animalelor superioare.

Dizaharidele

Sunt biomolecule formate din doua monozaharide legate printr-olegatura glicozidica. Cele mai cunoscute dizaharide sunt maltoza, lactoza sizaharoza.

Maltoza este produsul intermediar al actiuni amilazelor asupraamidonului si contine doua resturi de glucoza.

maltoza

Alte dizaharide care contin doua resturi de D-glucoza sunt celobioza sigentiobioza.Lactoza este un diglucid care se gaseste doar in lapte. Prin hidroliza ei

se obtin D-glucoza si D-galactoza.

lactoza

Zaharoza/zaharul de trestie este un dizaharid format din glucoza sifructoza. Este foarte raspandit in lumea plantelor.

13


14/32


Tetrahaloza este compusa din 2 resturi de D-glucoza si intra incomponenta hemolimfei unor insecte.

Trizaharidele

Dintre acestea enumeram rafinoza ce se gaseste din abundenta insfecla de zahar si alte plante superioare, melezitoza ce se gaseste in seva

unor conifere.

Polizaharide

Polizaharidele, prin hidroliza totala, acida sau enzimatica, producmonozaharide si/sau derivati monizaharidici simpli. Unitatea monozaharidicapredominanta a polizaharidelor este D-glucoza, dar exista si polizaharide cuD-manoza, D-fructoza, D si L-galactoza, D-xiloza si D-arabinoza.

Polizaharidele (glicani) se deosebesc in ceea ce priveste repetitivitateaunitatilor monozaharidice, lungimea lantului si gradul de ramificare..

Clasificare:- Homopolizaharide care contin un singur tip de polimer exemplu:

amidon;

- Heteropolizaharide care contin doua sau mai multe subunitati diferite exemplu: acidul hialuronic.

Polizaharide de rezerva

14


15/32


Cel mai raspandit polizaharid de rezerva este amidonul la regnulvegetal. La regnul animal, este glicogenul, depozitat sub forma unor granulemari in citoplasma celulara.

Amidonul

Este alcatuit din alfa-amiloza si amilopectina.

Amiloza nu este cu adevarat solubila in apa, dar formeaza miceliihidratate.

Lantul este polidispers si variaza in ceea ce priveste masa molecularade la cateva mii la 500000.

Amilopectina este foarte ramificata si contine 24-30 resturi de glucoza,functie de specie.

Componentii majori ai amidonului pot fi hidrolizati enzimatic in douamoduri:

- De catre alfa-amilaza prezenta in saliva si sucul pancreatic; rezulta unamestec de glucoza si maltoza libere;

- De catre beta-amilaza care se gaseste in malt; rezulta numai maltoza.Alfa si beta-amilazele actioneaza si asupra amilopectinelor.

GlicogenulEste principalul polizaharid de rezerva din celulele animale,

corespondentul amidonului din plante. Se gaseste in cantitate mare in ficat(10% din greutatea acestuia) si in muschii scheletici (1-2%).Ca si amilopectina, glicogenul este un polizaharid format din molecule

de glucoza.

15


16/32


glicogen

Alte polizaharide de rezervaDextranul polizaharid format din D-glucoza.Fructanii homopolizaharide format din unitati de D-fructoza.Inulina formata din unitati de D-fructoza.Mananii homopolizaharide formate din manoza.Xilani si arabinani continuti in plante.

Polizaharide de structura

Multe polizaharide servesc ca elemente de structura a peretilor siinvelisurilor celulare, ale spatiului intracelular si ale tesutului conjunctiv,carora le confera forma, elasticitatea/rigiditatea, protectie si suport pentruorganismele unicelulare. Polizaharidele sunt componente majore aleexoscheletului unor nevertebrate (chitina).

Peretii si invelisurile celulare nu au rol numai in mentinerea structuriitesuturilor, dar contin si situsuri specifice de recunoastere celula-celula,importante in morfogeneza tesuturilor si organelor. Contin elemente deprotectie importante, cum ar fi Ac de pe suprafata celulei din tesuturile

nevertebratelor.

Peretii celulari ai plantelorDeoarece celulele plantelor trebuie sa reziste la marea diferenta de

presiune osmotica dintre compartimentele extra si intracelulare, ele aunevoie de pereti celulari rigizi. La plantele superioare si arbori, peretii celularicontribuie nu numai la rezistenta fizica si rigiditatea tulpinii, frunzelor sitesuturilor radacinii, ci si la sustinerea unei mari greutati. In lumea plantelor,cel mai raspandit polizaharid structural este celuloza, un polimer liniar,format din unitati de D-glucoza. Celuloza este componentul major din lemn sihartie; bumbacul este aproape celuloza pura. Ea se gaseste si la unelenevertebrate mici. Este un polimer aproape in intregime extracelular.

16


17/32


fibre de celuloza

In lumea plantelor, fibrele de celuloza impachetate dens inconjuracelula in aranjamente paralele regulate, in straturi care se incruciseaza.Aceste fibre sunt cimentate intr-o matrice formata din alti 3 polimeri:hemiceluloza, pectina si extensina.

Alte polizaharide din structura peretelui celular sau componentestructurale ale plantelor sunt: agarul din alge care contine resturi de D si L-galactoza, acidul alginic din alge si ierburi marine, guma arabica, etc.

Peretii celulei bacterieneCelula bacteriana are pereti rigizi, porosi, structura de geamantan,

oferind protectie celulei. Deoarece bacteria are o presiune osmotica internamare si este expusa des la un mediu variabil si uneori hipotonic, ea trebuiesa aiba peretii celulari rigizi pentru a o proteja de gonflare si ruptura.

Clasic bacteriile sunt clasificate in Gram pozitive si Gram negative infunctie de reactia cu colorantul Gram. De obicei bacteriile Gram pozitive au ocantitate mica de lipide in perete, pe cand cele Gram negative au o cantitate

mare de lipide in peretele celular. Peretii celulelor Gram pozitive/negative auin comun doar structura scheletuluicare reprezinta mai mult de 50% dingreutatea peretelui celular lanturi polizaharidice paralele legate covalentincrucisat prin lanturi peptidice. Acest schelet poate fi privit ca o singuramolecula mare, asemanatoare cu un sac si este denumit peptidoglican saumureina. Unitatea de baza a peptidoglicanului este muropeptidul.

Inafara de scheleltul peptidoglicanic, peretele celular mai contine si alticomponenti:1. acidul teichoic format din molecule de glicerol sau ribitol legatefosfodiesteric2. polizaharide ramnoza, glucoza, galactoza, manoza

3. polipeptide sau proteineAtat acidul teichoic cat si polizaharidele din peretii celulari bacterienisunt antigenice.

Peretele celular al organismelor superioareComponentii majori ai invelisului celular din organismele superioare

sunt:- Glicosfingolipidele

17


18/32


- Mucopoliglucidele acide- Glicoproteinele

Mucoolizaharidele acideSunt un grup de substante inrudite cu heteropolizaharidele si contin,

uzual, doua tipuri de unitati monozaharidice alternative, din care cel putinuna contine fie o grupare acida, fie o grupare carboxil sau sulfat.Cand se gasesc sub forma de complecsi cu proteine specifice se

numesc mucine/mucoproteine.Mucoproteinele sunt substante gelatinoase, lipicioase/alunecoase;

unele asigura lubrefierea, altele actioneaza ca un ciment intercelular flexibil.Cel mai raspandit mucopolizaharid este acidul hialuronic prezent in invelisulcelular si in substantele de baza extracelulare din tesutul conjunctiv alvertebratelor, in lichidul sinovial, in umoarea vitroasa a ochiului. Unitatearepetitiva a acidului hialuronic este un dizaharid compus din acid D-glucuronic si N-acetil-D-glucozamina, fiind un polimer liniar. La pH = 7 este

solubil in apa cu care formeaza solutii foarte vascoase. Enzima hialuronidazacatalizeaza hidroliza legaturilor din acid.Alt mucopolizaharid este condroitina care are o structura aproape

identica cu acidul hialuronic. Derivatii cu acidul sulfuric condroitin 4-sulfatulsi condroitin 6-sulfatul sunt componente structurale majore ale invelisuluicelular, cartilaje, schelet, cornee si alte structuri ale tesutului conjunctiv.

Dermatan sulfatul, keratan sulfatul sunt mucopolizaharide acide dinpiele, cornee si tesur osos.

Heparina se gaseste in plamani si peretele arterelor.GlicoproteineProcentul in greutate al hidratilor de carbon in diferite glicoproteine

poate varia de la 1% (ovalalbumina) - 80% (mucoproteine). Glicoproteinelecu un continut ridicat de hidrati de carbon se numesc proteoglicani.

Printre glicoproteinele cu localizare si functii extracelulare putemenumera glicoproteinele invelisului celular, cele din sange, formele circulantea unor hormoni proteici, Ac, diferite enzime digestive intestinale,mucoproteinele din secretiile mucoaselor si glicoproteinele din membranelefundamentale estracelulare.

Glicoproteinele contin diferite monozaharide sau derivati ai acestora.Lanturile liniare sau ramificate ale glicoproteinelor pot contine de la 2 20 deresturi monozaharidice, apartinand de obicei, la doua sau mai multe tipuri.Cel mai adesea, monozaharidul terminal este un rest incarct negativ al

acidului N-acetil neuraminic, acidul sialic, etc.Proteinele de grup sangvin contin lanturi oligozaharidice laterale

formate din resturi de L-fucoza, D-galactoza, N-acetil-D-galactozamina si N-acetilglucozamina; aceste lanturi determina specificitatea de grup sangvin.

18


19/32


Lipide, lipoproteine, membrane

Lipidele sunt biomolecule organice, insolubile in apa,ce se pot extragedin celule si tesuturi cu ajutorul solventilor nepolari eter,cloroform, benzen,etc. Exista cateva familii sau clase de lipide diferite intre ele, dar toate isi

datoresc proprietatile lor caracteristice naturii de hidrocarbura pe care o arecea mai mare parte din structura lor.

Lipidele au cateva functii biologice importante:- Componente structurale ale membranelor- Forme de depozitare si transport al combustibilului metabolic- Invelis protector al suprafetei celulare, implicat in recunoasterea

celulara, in specificitatea de specie si imunitatea tisulara- Activitate biologica prin vitamine si hormoni.

Desi sunt o clasa distincta de biomolecule, ele se afla int combinatii,prin legaturi covalente sau slabe, cu compusi din alte clase de biomolecule,formand molecule hibride:

- Glicolipide contin hidrati de carbon si lipide- Lipoproteinele contin lipide si proteine.

In astfel de molecule hibride, proprietatile fizice si chimice distinctiveale componentelor lor sunt astfel asociate incat sa corespunda functiilorbiologice ale acestor biomolecule.

Clasificarea lipidelor

Exista mai multe criterii de clasificare - functie de structura catenei lorprincipale:

o

Complexa (saponificabila prin hidroliza alcalina elibereazasapunuri, saruri de acizi grasi): Acilgliceroli catena principala = glicerol. Fosfogliceride catena principala = glicerol-3-fosfat Sfingolipide catena principala = sfingozina Ceruri catena principala = alcooli nepolari cu masa

moleculara mare.o Simpla (nesaponificabila nu contin acizi grasi):

Terpene Steroizi Prostaglandine

Acizii grasi

Desi acizii grasi se gasesc in cantitati foarte mari, combinati cu altesubstante, in lipide saponificabile, in forma libera (neesterificati), ei segasesc doar in urme, in diferite celule si tesuturi.

19


20/32


Toti acizii grasi au lun lant lung de hidrocarbura si o grupare terminalacarboxil. Lantul de hidrocarbura poate fi saturat, ca in acidul palmitic saupoate avea una sau mai multe legaturi duble ca in acidul oleic; exista cativaacizi care au legaturi triple.

Acizii grasi se deosebesc intre ei prin lungimea lantului, numarul sipozitia legaturilor nesaturate. Exista o codificare internationala careutilizeaza caracteristicile acestea.

Uzual se utilizeaza denumirea lor - exemple:- Acizi gasi saturati:

o Ac. Laurico Ac. Palmitico Ac. Stearico Ac. Arahic

- Acizi grasi nesaturati:

o Ac. Palmioleico Ac. Oleico Ac. Linoleico Ac. Linolenico Ac. Arahidonic

- Acizi neuzuali:o Ac. Lactobacilico Ac. Tuberculostearic

20


21/32


o Ac. CerebronicToti acizii grasi din plantele superioare si animale au cateva

caracteristici comune:- Cei mai multi au un numar par de atomi de carbon, 14-22 C,

predominant 16-18C.

- Cei mai raspanditi sunt acidul palmitic si acidul stearic, iar dintre ceinesaturati, acidul oleic.- Acizii grasi nesaturati predomina fata de acizii grasi saturati in special

la nivelul organismelor vii care traiesc intr-un mediu rece.- Acizii grasi nesaturati au puncte de topire mai mici decat cei saturati

cu acelasi numar de atomi de carbon.- In cei mai multi acizi grasi mononesaturati legatura dubla este intre

atomii de carbon 9-10.- In cei mai multi acizi grasi polinesaturati, o dubla legatura se afla intre

9-10, iar celelalte duble legaturi se afla intre aceasta si capatul metilterminal al lantului.

- In cele mai multe tipuri de acizi grasi polinesaturati, dublele legaturisunt separate printr-o grupare metilen (-CH=CH-CH2-CH=CH-); foarterar vom gasi legatur duble conjugate (-CH=CH-CH=CH-);

- In aproate toti acizii grasi nesaturati dublele legaturi se afla inconfiguratia cis.Acizii grasi din bacterii sunt mai putini si mai simpli decat inorganismele superioare.Acizii grasi cu numar impar de atomi de C se afla doar in urme in

animalele tereste, dar sunt in cantitati apreciabile in organismele marine.

Acizii grasi esentiali

Acizii grasi necesari in alimentatia mamiferelor se numesc acizi grasiesentiali. Cel mai abundent acid gras esential este acidul linoleic (10-20% dintotalul acizilor grasi din compozitia triacilglicerolilor si fosfogliceridelor).Mamiferele nu pot sintetiza ac linoleic si gamma-linoleic, dar acestia pot fiobtinuti din plante, unde se afla in cantitati foarte mari. Ac linoleic este, lamamifere, precursorul ac arahidonic.

Proprietatile fizice si chimice ale acizilor grasi

Acizii grasi saturati se deosebesc de cei nesaturati prin conformatia lor.In acizii saturati, catena atomilor de C este flexibila si poate exista in foartemulte conformatii, deoarece fiecare legatura simpla din catena are ocompleta libertate de rotatie. Conformatia cea mai probabila a acizilor grasisaturati este cea complet extinsa, caracterizata prin cea mai mica energieposibila.

21


22/32


Acizii grasi nesaturati au in structura lor unu sau mai multe puncterigide datorate dublei/dublelor legaturi C=C, legaturi lipsite de libertate derotatie. Configuratia cis a dublelor legaturi determina o inclinare de cca 300 alantului alifatic, in timp ce configuratia trans se aseamana cu forma extinsa alantului saturat.

Formele cis pot trece in forme trans prin incalzire in prezenta unorcatalizatori. In acest fel, acidul oleic poate fi usor transformat in izomerul sautrans ac elaidic. Ac elaidic nu se gaseste in natura, dar el se formeaza incantitati apreciabile prin hidrogenarea catalitica a uleiurilor vegetale lichide,in procesul obtinerii grasimilor comestibile semisolide si a margarinei.

Acizii grasi nesaturati dau reactii de aditie la legaturile duble dinstructura lor.

Trigliceride (triacilgliceroli)

Esterii glicerolului cu acizii grasi se numesc acilgliceroli sau gliceride,sau, uneori grasimi neutre. Cand toate cele 3 grupari hidroxil aleglicerolului sunt esterificate cu acizi grasi structura se numeste triacilglicerol.

Acestia reprezinta familia cea mai numeroasa de lipide si reprezinta

componentele majore ale lipidelor de depozit din celulele vegetale sianimale.Trigliceridele se afla sub diferite forme in functie de felul si pozitia celor

3 acizi grasi cu care este esterificat glicerolul. Trigliceridele care au acelasitip de acid gras in cele 3 pozitii se numesc trigliceride simple si se denumescfunctie de acidul gras care il contin: tristearoilglicerol, tripalmitoilglicerol,trioleilglicerol sau tristearina, tripalmitina, trioleina.

22


23/32


Trigliceridele mixte contin 2 sau mai multi acizi grasi diferiti. Acestiasunt denumiti astfel: 1-palmitoil-distearoilglicerol sau 1-palmito-distearina.

Grasimile natural sunt de obicei mixturi intre trigliceride simple simixte.

tristearina

Proprietatile trigliceridelor

Punctul de topire al trigliceridelor este determinat de acizii grasi dincompozitia lor. In general acesta creste cu numarul si lungimea acizilor grasi

din compozitie.Toate trigliceridele sunt insolubile in apa si nu au tendinta sa formezemicelii cu grad mare de dispersie. Diacilglicerolii si monoacilglicerolii au insao polaritate apreciabila si pot forma micelii. Acestia au o larga aplicare inindustria alimentara, fiind perfect digestibili si utilizabili biologic.

Acil glicerolii sunt solubili in eter, cloroform, benzen si etanol fierbinte.Densitatea lor este mai mica decat a apei.Acilglicerolii fierti cu acizi sau baze sau atacati de lipaze, ca de

exemplu cele din sucul pancreatic, se hidrolizeaza. Hidroliza cu alcalii saponificare duce la un amestec de sapunuri si glicerol.

Glicozildiacilglicerolii

Sunt o alta familie de acilgliceroli, ce contin un glucid legat glicozidiccu gruparea 3 hidroxilica, neesterificata, a diacilglicerolilor.

De exemplu, galactozildiacilglicerolul este prezent in plantelesuperioare si neuronii unor vertebrate.

Fosfogliceridele

A doua mare clasa de lipide complexe cuprinde fosfogliceridele sau glicerolfosfatidele. Ele sunt componente majore ale membranelor celulare si suntrare in alte compartimente celulare.

Acestea mai sunt cunoscute si sub forma de fosfolipide sau fosfatide,dar nu toate lipidele care contin fosfor sunt si fosfogliceride.

In fosfogliceride, una din gruparile hidroxil primare ale glicerolului esteesterificata cu acid fosforic; celelalte grupari sunt esterificate cu acizi grasi.

23


24/32


Deoarece fosfolipidele au un cap polar legat la cozile alifatice nepolare,ele sunt denumite lipide amfipatice sau polare. Diferitele fosfolipide difera camarime, forma si sarcina electrica a grupelor polare. Fiecare fosfogliceridapoate exista in mai multe specii chimice diferite, in functie de acizii grasi dincompozitie. De obicei unul din acizii grasi din compozitie este saturat, iarcelalalt este nesatura.

Fosfolipidele cele mai abundente in plantele superioare si animale suntfosfatidiletanolamina si fosfatidilcolina, fiind componente majore inmajoritatea membranelor celulare animale. Un alt fosfolipid important estefosfatidilglicerol care este prezent in membrana bacteriilor. Strans inruditacu aceasta este cardiolipina, o molecula complexa, prezenta in membranabacteriilor, a mitocondriilor, in muschiul cardiac.

Proprietatile fosfolipidelor

Fosfolipidele pure sunt substante solide albe, ceroase. In contact cuaerul ele se brunifica si sufera modificari chimice complexe datorita tendinteiacizilor grasi polinesaturati din compozitia lor de a se peroxida cu oxigenulatmosferic.

Fosfolipidele sunt solubile in majoritatea solventilor nepolari carecontin putina apa si sunt cel mai bine extrase din celule si tesuturi cu un

24


25/32


amestec de clorform-metanol. In apa fosfoglicceridele par sa se dizolve, darin realitate numai o mica parte trec in solutia propriu-zisa; cea mai mareparte din fosfolipidele dizolvate se afla in micele.

Toate fosfolipidele au la pH = 7 incarcare negativa.In organism acestea sunt degradate de:

- Fosfolipaza A1 ce indeparteaza acidul gras din pozitia 1;- Fosfolipaza A2 ce actioneaza asupra acidului gras din pozitia 2;- Fosfolipaza B care indeparteaza succesiv cei doi acizi grasi- Fosfolipaza C hidrolizeaza legatura dintre acidul fosforic si glicerol- Fosfolipaza D indeparteaza capul polar din legatura cu acidul fosforic.

Sfingolipidele

Sfingolipidele sunt lipide complexe care au drept catena principalasfingozina sau o baza inrudita. Sunt componente importante in membrana

celulara. Cantitatile cele mai mari de sfingolipide se gasesc in creier si intesutul nervos.

Toate sfingolipidele au 3 unitati constituiente caracteristice:- O molecula de acid gras- O molecula de sfingozina / derivat al acesteia- O grupare polara care formeaza capul.

Sfingozina este unul din cei peste 30 de aminoacizi cu la lant lungidentificat in diferite specii. La mamifere, cele mai frecvente baze dinstructura sfingolipidelor sunt sfingozina si dihidrosfingozina. Sfingozina seleaga prin gruparea sa aminica, printr-o legatura amidica, cu un acid gras

saturat sau mononesaturat cu lant lung de 18-26 atomi de carbon, complexdenumit ceramida. Aceste complexe de ceramida se deosebesc prindiferitele grupari polare care constituie capul, atasate la gruparea hidroxildin pozitia 1 a bazei sfingozinice.

Sfingomieline

25


26/32


Sunt cele mai abundente sfingolipide din tesuturile animalelorsuperioare si contin drept grupare polara esterificata cu gruparea 1-hidroxildintr-o ceramida, fosforil-etanolamina sau fosforilcolina.

Glicosfingolipide neutre

A doua clasa de sfingolipide contine ca grupare polara de cap una saumai multe glucide si nu este incarcata electric. Cea mai simpla estecerebrozidele care au capul polar format dintr-un monozaharid legat beta-

glicozidic de gruparea hidroxil a ceramidei. Cerebrozidele din creier si dinsistemul nervos contin D-galactoza si se numesc galactocerebrozide.Cerebrozidele se gasesc in cantitati mici in celelalte tesuturi si contin D-glucoza, fiind denumite glucocerebrozide.

Glicosfingolipidele neutre care au grupari polare de cap o molecula dedizaharid se numesc dihexoze. Se cunosc si trihexoze si tetrahexoze.

Glicosfingolipidele au rol important la suprafata celulei, la suprafataeritrocitelor ele determina specificitatea de grup sangvin.

Glicosfingolipide acide gangliozide

Al treilea si cel mai complex grup al glicosfingolipidelor suntgangliozidele. Acestea contin in grupul oligozaharidic din capul polar unulsau mai multi radicali de acid sialic, ceea ce le confera acestora o incarcarenegativa la pH=7. Acidul sialic cel mai raspandit este N-acetilneuraminic.Cea mai mare pare a gangliozidelor se gasesc in materia cenusie din creier.Exista peste 20 de tipuri de gangliozide.

26


27/32


Functiile glicosfingolipidelor

- Constituiente minore ale membranelor

- Gagliozidele se gasesc in special la nivelul terminatiilor nervoase rolin transmisia impulsului nervos la nivelul sinapsei.

- Dau specificitatea de grup sangvin- Dau specificitatea de organ sau tesut.- Sunt implicate in imunitatea tisulara si in zonele de recunoastere

celula-celula.

Ceruri

Sunt esteri solizi, insolubili in apa, ai acizilor grasi superiori cu alcooli

grasi monohidroxilici cu lant lung sau cu steroli. La cald ele sunt moi sipliabile, dar la rece devin rigide. Cerurile se gasesc in invelisurile deprotectie ale pielii, blanii, penelor, pe frunzele si fructelor plantelor siperioaresi pe exoscheletul multor insecte.

Componentele majore ale cerii de albine sunt esterii acidului palmiticcu alcooli grasi cu 26-34 atomi de C.

Lanolina grasimea din lana, este un amestec de seteri ai acizilor grasicu steroli ca lanosterolul si agnosterolul.

Lipide simple nesaponificabile

Lipidele simple nu contin acizi grasi. Ele se afla in celule si tesuturi incantitati mai mici decat lipidele complexe, dar ele cuprind multe substantede foarte mare importanta biologica: vitamine, hormoni, etc.

Exista 2 clase de lipide nesaponificabile: terpenele si steroizii. Desisunt elemente diferite, ambele clase au unitati constitutive care au 5 atomide C.

Terpenele

Sunt construite din multipli ai izoprenului hidrocarbura cu 5 atomi deC. Ele pot fi liniare , ciclice sau mixt.

Dintre foarte numeroasele terpene identificate in plante, multe aumirosuri sau arome caracteristice si sunt componentele majore ale uleiuriloresentiale obtinute din acestea: geraniol, limonen, mentol, pinen, camfor,carvona provin din mucata, lamaie, menta, terebentina, ulei de camfor si

27


28/32


de chimion. Dintre terpenele superioare mentionam carotenoizii. Dintreacestia foarte important este beta-carotenul, precursor al vitaminei A.

Unele dintre cele mai importante terpene sunt 3 vitamine liposolubile A, E, K.

O clasa importanta de terpene cu rol de coenzima este familia

ubiquinonei sau a coenzimei Q care functioneaza ca transportor de hidrogenin oxidarile biologice din mitocondrii.

Steroizii

Steroizii sunt derivati ai hidrocarburii saturate tetracicliceperhidrociclopentanofenantren. Steroizii se deosebesc prin numarul si pozitiadublelor legaturi, prin tipul, locul de legare si numarul gruparilor functionalesubstituite, prin configuratia alfa/beta a legaturilor dintre gruparilesubstituite si nucleu si prin configuratia ciclurilor unul fata de altul, intrucathidrocarbura de baza are 6 centre de asimentrie.

28


29/32


Toti steroizii provin din triterpena liniara squalen. Primul produssterolic important al acestei ciclizari este lanosterolul, precursor alcolesterolului. Colesterolul si lanosterolul sunt membrii unei subclasedenumite steroli.Colesterolul se gaseste in membrana multor celule animalesi in lipoproteinele din plasma sangvina. Colesterolul este rar intalnit la

plantele superioare; acestea contin alte tipuri de steroli denumiti fitosteroli.Un alt sterol important este ergosterolul care, sub actiunea UV, setransforma in vitamina D. Nu exista steroli in bacterii.

Colesterolul este precursorul multor alti steroizi din tesuturile animaleca: acizii biliari care inlesnesc emulsionarea si absorbtia lipidelor in intestin;androgenii hormoni sexuali masculini; estrogenii hormoni sexualifeminini; progesteronul hormon progestational; hormonii adrenocorticali.

29


30/32


Prostaglandine

Prostaglandinele sunt o familie de derivati ai acizilor grasi, care au ogama larga de activitati biologice de natura hormonala sau reglatorie.

Toate prostaglandinele naturale deriva din ciclizarea acizilor grasi

nesaturati cu 20 atomi de C, ca acidul arahidonic care provine la randul saudin ac linoleic (esential).

Prostaglandinele difera intre ele in ceea ce priveste activitatea lorbiologica, desi toate au capacitatea de a scadea TA si de a induce contractiamuschilor netezi. Unele PG cum este PGE1 sunt antagonisti ai unor hormoni.PGE2 si PGE2alfa induc contractia muschilor netezi.

Micele, monostraturi si dublu straturi lipidice

O lipida polara o fosfoglicerida se dizolva foarte putin in apa, cuformarea unei solutii apoase adevarate. Daca lipidele polare se afla in apaintr-o concentratie mai mare decat concentratia micelara critica ele se seasociaza in diferite tipuri de agregate asemanatoare micelelor formate dinsapunuri. In aceste structuri, cozile de hidrocarbura sunt ascunse mediuluiapos si formeaza o faza hidrofoba interna, in timp ce capetele hidrofile suntexpuse la suprafata. Trigliceridele nu formeaza asemenea agregate intrucatei nu au capete polare.

30


31/32


Fosfogliceridele formeaza de asemenea monostraturi la interfata apa-aer, ca si dublustraturi care separa doua compartimente apoase.

Lipozomii sunt structuri dublustratificate, veziculare, complet inchise,formate prin expunerea la oscilatii sonice a suspensiilor de fosfogliceride inapa. Sistemele dublustrat de acest tip au fost intens studiate ca modele alemembranelor naturale, a caror faza continua este formata din straturi dublefosfolipidice polare.

Sistemele lipoproteice

Anumite lipide se asociaza cu proteine specifice pentru a formasisteme lipoproteice caracterizate prin insusiri rezultate din combinatiaproprietatilor fizice ale celor 2 clase de biomolecule. Exista doua tipurimajore de lipoproteine: de transport si sistemele de membrana. In acstesisteme, lipidele si proteinele nu sunt legate covalent, ci sunt mentinute insistem mai ales prin interactiuni hidrofobe intre fragmentele nepolare alelipidelor si ale proteinelor.

Lipoproteine de transport din plasma sangvina

Lipoproteinele plasmatice sunt complexe in care lipidele si proteinelese afla intr-un raport relativ fix. Ele transporta lipidele insolubile in apa intrediferite organe, pe cale sangvina, sub forma unor particule relativ mici, cudiametru si greutate constante.

Lipoproteinele plasmatice se pot imparti in 4 clase functie dedensitatea si dimesiunea particulelor lor:

- Kilomicroni cu densitate foarte mica;

31


32/32


- Lipoproteine cu densitate foarte mica - VLDL- Lipoproteine cu densitate mica LDL;- Lipoproteine cu densitate mare HDL;

Lipoproteinele cu densitate foarte mica contin 4 tipuri de lanturipeptidice, cu secvente distincte de aminoacizi. Lipoproteinele cu densitate

mare contin 2 tipuri de lanturi polipeptidice, cu mase moleculare intre 17500si 28000.Se presupune ca proteinele sunt plasate la suprafata acestui complex

conferindu-i acestuia proprietati hidrofile. La chilomicroni si VLDL, proteinelenu acopera intreaga suprafata, proprietatea hidrofila fiind conferita defosfolipide, in timp ce trigliceridele nepolare raman in interior.

Tema optionala rezumatul cursului IV.

Cursul V Biochimie Membrane. Cai metabolice principale. Termoreglare.

Pe data de 12.04.2010 examen partial la Biochimie, 50 intrebarigrila in 60 minute din cursurile I VI.

biochimie curs 4

Documents