Bài giảng LIPID

NTTS HÓA SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG CHƯƠNG V : LIPID I GIỚI THIỆU CHUNG Đònh nghóa: (lipos) Lipid hay chất béo hợp chất hữu tự nhiên, dẫn xuất acid béo cao phân tử, không hoà tan nước mà tan dung môi hữu ether, benzen, cloroform, toluen Chức năng: - Là cấu trúc tế bào - Cung cấp lượng: Biochemistry NTTS Chức năng: - Là dung môi hoà tan chất -Chức bảo vệ: -Đóng vai trò quan trọng trình trao đổi chất -Là nguồn cung cấp vitamin II II PHÂN LOẠI Dựa vào trạng thái liên kết: - Lipid tự do: - Lipid liên kết: Dựa vào phản ứng xà phòng hoá: - Lipid không xà phòng hoá được: - Lipid xà phòng hoá được: Biochemistry NTTS Dựa vào thành phần cấu tạo: - Lipid đơn giản: + Glyceride: + Steride, + Xeride, -Lipid phức tạp: + Phospholipid + Glycolipid Biochemistry NTTS LIPID ĐƠN GIẢN 1.1 Glyceride (triglyceride, triacylglycerin, triacylglycerin, triacylglycerol triacylglycerol)) Lipid trung tính dầu mỡ , có mỡ động vật dầu thực vật, lipid dự trữ thể Cấu tạo: este glycerol acid béo Cấu tạo R1, R2, R3 giống khác tuỳ loại chất béo Glyceride đồng (thuần): Glyceride hỗn hợp (tạp): Monoglyceride : có 1R Diglyceride: có R Triglyceride: có R Biochemistry NTTS Dầu mỡ tự nhiên: triglyceride hỗn tạp; không tinh khiết - Glyceride động vật Tập trung mô mỡ da, bao quanh số quan, sữa, nằm xen mô khác Mỡ động vật thường chứa nhiều acid béo no nên có trạng thái rắn nhiệt độ thường (đặc biệt mỡ bò, cừu) Thường chiếm 70-97% mô mỡ, từ 14-20% khối lượng tươi tuỷ sống não Dầu động vật: thường có gan cá động vật nước, trạng thái lỏng Tỉ lệ acid béo không no dầu cá cao, dầu cá trích đến 75% - Glyceride thực vật Trong TV nhiều quan củ, quả, hạt chứa lượng dầu cao Ví du:ï lượng dầu chiếm 65-70% ck hạt thầu dầu, 48-63% hạt vừng; 40-60% hạt lạc, 18% hạt đậu tương… Hạt số chứa nhiều dầu gọi hạt có dầu nguồn nguyên liệu để khai thác dầu lạc, đậu nành, bông, lanh, trẩu, thầu dầu… Trong hạt hòa thảo dầu chủ yếu tập trung phôi Quả dừa chứa nhiều dầu Hầu hết dầu thực vật trạng thái lỏng chứa nhiều acid béo chưa no Dầu TV dầu olive, dầu lạc, dầu đậu nành, … tuỳ theo tỉ lệ acid béo no không no có thành phần chất béo mà có điểm nóng chảy khác 10 Biochemistry NTTS a Một số đặc điểm acid béo: CTTQ: R COOH số C chẵn (thường gặp từ 14 – 22 C ) mạch thẳng R hydrocacbon no không no Danh pháp acid béo theo IUPAC – The International Union of Pure and Applied Chemistry - tổng số lượng C : số nối đôi Ex: Acid oleic, C18:1 - hay C số C ∆vò trí nối đôi VD: Acid oleic C18:∆9 11 a Một số đặc điểm acid béo: Acid béo no (bão hòa): có công thức chung CnH2nO2 Ví dụ: acid capric (C10), có sữa bò; acid lauric (C12), acid myristic (C14) dầu lạc; acid palmitic (C16) acid stearic (C18) gần có mặt tất chất béo thường chiếm lượng nhiều 12 Biochemistry NTTS a Một số đặc điểm acid béo: Acid béo không no (chưa bão hoà): Các nối đôi acid béo không no tự nhiên thường dạng cis, đun nóng có mặt chất xúc tác cis chuyển thành dạng trans Cis Trans Fatty Acids 13 a Một số đặc điểm acid béo: Các acid béo không no thường gặp là: -Acid oleic (18:1) nối đôi C9, kí hiệu C18:∆9 -Acid linoleic (18:2) C18:∆9,12 phổ biến thành tố quan trọng vitamin F -Acid linolenic (18:3) C18:∆9,12,15 dầu cá sardin -Acid arachidonic (20:4) C20:∆5,8,11,14 có dầu cá (chiếm gần 20% dầu gan cá ngừ), tuỷ xương não phôi lúa 14 Biochemistry NTTS Các acid béo thiết yếu: - SC-PUFA α-Linolenic acid or ALA (18:3) - ω-3 Linoleic acid (18:2) - ω-6 - LCLC-PUFA + ω-3 fatty acids: eicosapentaenoic acid or EPA (20:5) docosahexaenoic acid or DHA (22:6) + ω-6 fatty acids: gamma-linolenic acid or GLA (18:3) dihomo-gamma-linolenic acid or DGLA (20:3) arachidonic acid or AA (20:4) có nhiệm vụ trì kiến tạo màng tế bào, điều hòa hoạt động tế bào, vận chuyển chất béo thể … đồng thời chất tiền dẫn cho loại kích thích tố 15 quan trọng 16 Biochemistry NTTS 17 b Tính chất glyceride b1 Tính chất vật lí Chất béo có tỉ trọng 0,866 – 0,973 (15oC), không tan nước; tạo thành dạng nhũ tương bền tác dụng dụng chất tạo nhũ tương Tính chất chất béo: điểm nóng chảy, khả nhũ hóa… phụ thuộc vào thành phần acid béo, chiều dài mạch cacbon số lượng liên kết đôi phân tử 18 Biochemistry NTTS b2 Tính chất hoá học: - Phản ứng thuỷ phân CH2OCOR1 CHOCOR2 CH2OH + H2O KOH CH2OCOR3 CHOH R11COOK COOH R + R2COOK COOH R R3COOK COOH R CH2OH Chất béo bò thuỷ phân tác dụng enzyme lipase khó bò thủy phân so với Glucid Protein 19 b2 Tính chất hoá học: -Phản ứng xà phòng hóa Dưới tác dụng NaOH KOH nhiệt độ thu glycerin muối natri kali acid béo, gọi xà phòng CH2OCOR1 CHOCOR2 CH2OCOR3 CH2OH + KOH CHOH CH2OH R1COOK + R2COOK R3COOK 20 Biochemistry 10 NTTS b2 Tính chất hoá học: -Phản ứng hydro hoá cộng hydro vào vò trí nối đôi Ứng dụng: shortenning, dầu chiên, chế biến bánh kẹo Dầu hydrogen hoá: Điều kiện: nhiệt độ cao, xúc tác Hydro hoá chọn lọc: giảm a.linolenic tăng độ bền dầu Hydro hoá phần hay toàn bộ: tạo chất béo rắn margarin, shortening Phản ứng hydrogen hoá ảnh hưởng giá trò dinh dưỡ21ng b2 Tính chất hoá học: -Tính oxy hoá Các acid không no chất béo dễ bò oxy hoá làm cho chất béo bò… * Quá trình oxy hóa xảy : Ôi hóa hóa học : (autooxidation) Ôi hóa sinh học : (do enzyme oxy hóa) 22 Biochemistry 11 NTTS b2 Tính chất hoá học: -Tính oxy hoá Ôi hoá hoá học (autooxidation) p suất oxy lượng nối đôi phân tử acid béo làm gia tăng tiến trình oxy hoá Các gốc tự tiếp tục oxy hoá peroxyt ROO’ peroxyt không bền chất oxy hoá mạnh tiếp tục oxy hoá phân tử chưa oxy hoá gốc tự hydroperoxyt phân hủy thành sản phẩm bậc aldehyde, ceton, rượu… có độc tính cao Các sản phẩm oxy hóa bậc có mạch ngắn gây nên hình thành mùi vò khó chòu đồ tồn trữ 23 Tính chất hoá học: -Tính oxy hoá Ôi hóa sinh học: Thường đặc trưng với lipid có chứa acid béo no với PTL trung bình thấp, có hàm ẩm đáng kể Khi chất béo bò beta – oxy hoá decacboxyl hóa, tạo alkylmethyceton có mùi khó chòu * Các yếu tố ảnh hưởng đến vận tốc oxy hoá: + hàm lượng acid béo tự do; + oxi môi trường: + nhiệt độ: + trạng thái lipid, bề mặt tiếp xúc với không khí; + ion kim loại xúc tác oxy hoá + ánh sáng … Biochemistry 24 12 NTTS b2 Tính chất hoá học: -Tính oxy hoá * Phương pháp chống oxy hoá : Có thể hạn chế ôi hóa chất béo cách bảo quản điều kiện: Tuy nhiên hydrogen hoá ngược lại tác động có lợi cho sức khoẻ acid béo cao không no 25 c Các số quan trọng chất béo Chỉ số acid: số mg KOH dùng để trung hoà lượng acid béo tự có g chất béo Chỉ số xà phòng hoá: số mg KOH trung hoà acid béo tự axít béo kết hợp có 1g chất béo Chỉ số ester: = số xà phòng – số acid 26 Biochemistry 13 NTTS Chỉ số iod: số gam iod dùng để bão hoà hết liên kết đôi có 100g chất béo Chỉ số iot cao, chất béo nhiều acid béo không no Chỉ số peroxyt: số gam iod giải phóng cho dung dòch iotdua kali tác dụng với 100g chất béo nhờ tác dụng peroxyt có chất béo R1- CH - CH - R2 O + KI +2CH3COOH R1- CH - CH - R2 + 2CH3COOK +H2O+ I2 O O Na2S2O3 + I2 2NaI + Na2S4O6 Natrithiosulfat 27 1.2 Sáp -Xeride este acid béo bậc cao với ancol R1 - O - C - R2 R1: gốc ancol chứa 16 – 30C, chẵn R2: gốc acid béo chứa 14 – 36C O C30H61-O-CO-C15H31 Ex: Sáp ong Nguồn sáp Ancol minixilic Acid palmitic Động vật Thực vật Khoáng Ứùng dụng: công nghiệp dược – mỹ phẩm Biochemistry 28 14 NTTS 1.2 Sáp -Xeride Các acid rượu thường gặp sáp thiên nhiên Công thức Nguồn Acid Acid palmitic Acid cacraubic Acid xerotic Acid montanic Acid melisic CH3- (CH2)14 – COOH CH3- (CH2)22 – COOH CH3- (CH2)24 – COOH CH3- (CH2)26 – COOH CH3- (CH2)28 – COOH Sáp ong, spermaceti Sáp cọ Sáp ong, sáp Sáp ong, sáp Sáp ong, sáp Rượu Rượu xetylic Rượu xerylic Rượu montanic Rượu mirixylic CH3- (CH2)14 – CH2OH CH3- (CH2)24 – CH2OH CH3- (CH2)26 – CH2OH CH3- (CH2)28 – CH2OH spermaceti Sáp ong, Sáp ong, sáp Sáp ong, sáp 29 Steride = ancol mạch vòng + axít béo bậc cao Các acid béo thường gặp palmitic, stearic, oleic Ancol mạch vòng sterol, hai đại diện quan trọng cholesterol ecgosterol Cholesterol Ergosterol 30 Biochemistry 15 NTTS Các sterol chức rượu chưa no đơn chức, có vòng, không hoà tan nước tan dung môi hữu Trong thiên nhiên, sterol tự hợp chất tương tự sterol chiếm nhiều so với steride Sterol phổ biến động vật, thực vật, nấm men số loại tảo Sterol làm tăng tính thấm độ ổn đònh màng tế bào Cholesterol sterol chủ yếu người động vật Ở động vật bậc cao, cholesterol tổng hợp chủ yếu gan Cholesterol có nhiều mô thần kinh, máu, mỡ da, lòng đỏ trứng, sữa Mật sỏi mật chứa nhiều cholesterol 31 Cholesterol có chức sinh học chuyển hoá thành chất điều hoà sinh học khác (hoocmon sinh dục, hoocmon corticoid, vitamin D…) tham gia cấu tạo nên màng tế bào thể lão hóa tích luỹ cholesterol gây nên xơ vữa mạch máu dẫn đến bệnh huyết áp giảm lưu thông máu động mạch tónh mạch máu Cholesterol sử dụng công nghiệp hoá dược để sản xuất hoocmon steroid, vitamin D… 32 Biochemistry 16 NTTS LIPID PHỨC TẠP + Phospholipid + Glycolipid 2.1 Phospholipid a Glycerolphospholipid (phosphoglyceride hay phosphatide)) phosphatide Cấu tạo 33 Ứng với X khác phospholipid khác 34 Biochemistry 17 NTTS Lecithin phổ biến thể người động vật (hồng cầu, tim gan, não, lòng đỏ trứng, …), có hạt đậu, hạt hướng dương, … Lecithin tham gia tạo màng sinh học, có chức sinh học cao Trong CN thường sử dụng làm chất tạo nhũ 35 b.Sphigophosphatide (Sphigomielin Sphigomielin)) Alcol Sphigophosphatide Sphingozin Sphingozin OH +_ CH3-(CH2)12- CH = CH-CHOH -CH- CH2O- P O CH2-CH2-N (CH3)3 O NH Acid béo CO R Photphoryl Colin Sphingomielin Sphingomielin có nhiều chất trắng não, mô thần kinh, gan, thận, phổi; động vật xương sống chất 36 Biochemistry 18 NTTS 2.2.Glycolipid Trong thành phần glycolipid có (galactose, glucose hay dẫn xuất) hexose a Cerebroside hợp chất đơn giản nhóm có chất trắng não, mô thần kinh, bạch cầu, tinh trùng 37 2.2.Glycolipid Trong thành phần glycolipid có (galactose, glucose hay dẫn xuất) hexose a Cerebroside Cerebroside có chứa lưu huỳnh Sulfatide 38 Biochemistry 19 NTTS b.Mucolipid gồm có acid béo (thường acid stearic), sphingozin, galactose, glucose, galactosamin acid neuraminic N-acetyl neuraminic acid Acid neuraminic xem có ý nghóa quan trọng cấu tử mô thần kinh 39 III III SỰ BiẾN ĐỔI CỦA LIPID TRONG TĐC Sự phân giải lipid Thủy phân lk ester bò oxy hoá đến sản phẩm cuối CO2 H2O hay tham gia trình tổng hợp nên chất khác a Sự thủy phân lipid đơn giản CH2OCOR1 CHOCOR2 CH2OCOR3 lipase + 3H2O CH2OH CHOH CH2OH R1COOH + R2COOH R3COOH 40 Biochemistry 20 NTTS b Sự thủy phân lipid phức tạp Đại diện phosphatide Bò thuỷ phân loại phospholipase Phospholipase A1 Phospholipase A2 Phospholipase B Phospholipase C Phospholipase D 41 Sự thủy phân lipid đơn giản phức tạp Glycerol + acid béo Vào tế bào tiếp tục phân giải 42 Biochemistry 21 NTTS Sự chuy chuyểển hóa glycerol CH2OH CHOH CH2OH CHOH CH2O P ADP ATP NAD+ C=O CH2O P NADH + H+ Dihidroxiaceton - P Glixerol -P Glixerin CH2OH glixerol photphat dehydrogenase CH2OH glixerol kinase CH2OH Chuyển dạng đồng phân CHO C=O CHOH CH2O P CH2O P Dihydroxiaceton P Glixeraldehyde - P 43 CH2O P CH2OH C=O CH2O P CHO + CHOH CH2O P C=O HO C - H fructose 1,6-di P H C - OH H C - CH CH2O P Sự biến đổi xảy theo hướng tiếp tục bò oxy hoá trình đường phân (đến a.piruvic) chu trình TCA để tạo thành CO2, H2O giải phóng lượng hay phản ứng ngược lại với đường phân tổng hợp nên glucose 44 Biochemistry 22 NTTS Sự oxy hoá chất béo Quá trình gồm giai đoạn - Hoạt hóa acid béo : thành dẫn xuất coenz A acyl CoA, có tham gia ATP coenz A - β – oxy hoá chất béo: + Khử H tạo enoyl CoA + Hydrate hoá liên kết đôi tạo dẫn xuất β – hydroxylacyl cấu hình L + Khử H tạo dẫn xuất β – cetoacyl CoA + Dưới tác dụng β – thiotilase tham gia coenz A thứ thu acetyl CoA acyl CoA ngắn C so acid béo ban đầu Quá trình tiếp tục lặp lại phân cắt xong hoàn toàn mạch C acid béo 45 46 Biochemistry 23 NTTS Chuỗi chu trình β – oxy hoá sinh acetyl coA tích lũy lượng vào NADH2 FADH2 Tạo tương ứng ATP, tổng cộng ATP với vòng xoắn β Các acetyl CoA tạo thành giải phóng lượng chu trình Kreb (tạo 12ATP) Như oxy hoá hoàn toàn cặp C cho 17ATP Năng lượng oxy hoá hoàn toàn phân tử acid béo có số C chẵn theo công thức sau n n  A = 5 − 1 + 12 − 2  47 Biochemistry 24 [...]... Cholesterol được sử dụng trong công nghiệp hoá dược để sản xuất hoocmon steroid, vitamin D… 32 Biochemistry 16 NTTS 2 LIPID PHỨC TẠP + Phospholipid + Glycolipid 2.1 Phospholipid a Glycerolphospholipid (phosphoglyceride hay phosphatide)) phosphatide Cấu tạo 33 Ứng với X khác nhau phospholipid khác nhau 34 Biochemistry 17 NTTS Lecithin rất phổ biến ở cơ thể người và động vật (hồng cầu, tim gan, não, lòng... NTTS 2.2.Glycolipid Trong thành phần glycolipid có (galactose, hoặc glucose hay dẫn xuất) hexose a Cerebroside là hợp chất đơn giản nhất trong nhóm có ở trong chất trắng của não, mô thần kinh, bạch cầu, tinh trùng 37 2.2.Glycolipid Trong thành phần glycolipid có (galactose, hoặc glucose hay dẫn xuất) hexose a Cerebroside Cerebroside có chứa lưu huỳnh Sulfatide 38 Biochemistry 19 NTTS b.Mucolipid gồm có... tử của mô thần kinh 39 III III SỰ BiẾN ĐỔI CỦA LIPID TRONG TĐC 1 Sự phân giải lipid Thủy phân các lk ester bò oxy hoá đến các sản phẩm cuối là CO2 và H2O hay tham gia quá trình tổng hợp nên các chất khác a Sự thủy phân lipid đơn giản CH2OCOR1 CHOCOR2 CH2OCOR3 lipase + 3H2O CH2OH CHOH CH2OH R1COOH + R2COOH R3COOH 40 Biochemistry 20 NTTS b Sự thủy phân lipid phức tạp Đại diện là các phosphatide Bò thuỷ... -Tính oxy hoá Ôi hóa sinh học: Thường đặc trưng với các lipid có chứa acid béo no với PTL trung bình và thấp, khi có hàm ẩm đáng kể Khi đó chất béo bò beta – oxy hoá và decacboxyl hóa, tạo ra các alkylmethyceton có mùi khó chòu * Các yếu tố ảnh hưởng đến vận tốc oxy hoá: + hàm lượng acid béo tự do; + oxi môi trường: + nhiệt độ: + trạng thái lipid, bề mặt tiếp xúc với không khí; + các ion kim loại... 20 NTTS b Sự thủy phân lipid phức tạp Đại diện là các phosphatide Bò thuỷ phân bởi 5 loại phospholipase Phospholipase A1 Phospholipase A2 Phospholipase B Phospholipase C Phospholipase D 41 Sự thủy phân lipid đơn giản và phức tạp Glycerol + các acid béo Vào tế bào tiếp tục được phân giải 42 Biochemistry 21 NTTS 2 Sự chuy chuyểển hóa glycerol CH2OH CHOH CH2OH CHOH CH2O P ADP ATP NAD+ C=O CH2O P NADH + ... Biochemistry 16 NTTS LIPID PHỨC TẠP + Phospholipid + Glycolipid 2.1 Phospholipid a Glycerolphospholipid (phosphoglyceride hay phosphatide)) phosphatide Cấu tạo 33 Ứng với X khác phospholipid khác 34... Xeride, -Lipid phức tạp: + Phospholipid + Glycolipid Biochemistry NTTS LIPID ĐƠN GIẢN 1.1 Glyceride (triglyceride, triacylglycerin, triacylglycerin, triacylglycerol triacylglycerol)) Lipid trung... liên kết: - Lipid tự do: - Lipid liên kết: Dựa vào phản ứng xà phòng hoá: - Lipid không xà phòng hoá được: - Lipid xà phòng hoá được: Biochemistry NTTS Dựa vào thành phần cấu tạo: - Lipid đơn giản: