Перечислите функции липидов: Функции липидов в клетке – список общих в таблице (биология, 9 класс)

Содержание

Перечислите функции липидов и в чем они заключаются?

Химия Дайте ответ пожалуйста на вопрос 3 и 4 в развернутом виде потому что просто числа мне не нужны.

К 50г 20%-го раствора хлорида калия добавили 15г 8%-го раствора нитрата серебра. Рассчитайте массу полученного осадка.

Fe-FeCl2-Fe(NO3)2-Fe(OH)2- -Fe(OH)3-Fe2O3-FeЗапишите уравнение реакций, пожалуйста ​

Химия пожалуйста помагите срочно

Химия пж помагите очень прошу

Укажіть, за якою характерною властивістю можна розрізнити кожну з речовин се- ред наведених.​

1. Какая масса оксида углерода(IV) образуется при взаимодействии 3,6г угля с кислородом 2. Термохимическое уравнение реакции горения фосфора: 4P + 5O2 … -> 2P2O5 + 3010 кДж Сколько теплоты выделится при сгорании 31г фосфора? 3. Для реакции нейтрализации взяли 12,6г азотной кислоты и 12г гидроксида натрия. Определите массу соли. 4. Относительная плотность паров органического вещества по водороду равна 47.

При сжигании 14,1г этого вещества образуется 39,6г оксида углерода(IV) и 8,1г воды. Выведите молекулярную формулу этого соединения. 5. При взаимодействии серы с кислородом образовалось 16г оксида серы(IV). Определите массу серы 6. Термохимическое уравнение реакции разложения известняка: CaCO3 -> CaO + CO2 — 157 кДж Какое количество теплоты затрачивается на разложение 1 кг известняка? 7. Хлорид массой 40,05г реагирует с гидроксилом натрия массой 12г. Определите массу осадка. 8. Относительная плотность паров органического вещества по кислороду равна 3,125. Массовая доля углерода в этом веществе 72%, массовая доля водорода 12%, остальное — кислород. Выведите молекулярную формулу этого соединения

запишите уравнение реакций, характеризующих свойства натрия. рассмотрите все реакции в свете ОВР, и в свете ТЭД (для кислот, солей, щелочей)Пожалуйста … помогите. Пожалуйста ​

Собеседник: Тема: Классы неорганических соединений (1 балл) Назовите вещества: KHCrO4, NiCl3. Напишите формулы веществ: гидроксонитрат алюминия, сульф … ит бария Тема: Основные законы химии (1 балл). Какой объем (л) занимают 6 г гелия при давлении 105 Па и температуре 18 0C (ответ округлить до целого числа). Тема: Расчет эквивалентной массы и объема (1 балл) Рассчитайте молярные массы эквивалентов следующих веществ: Ni (II), NaOH, MgS и молярный объем эквивалента газа: О2. Повышенный уровень Тема: Закон эквивалентов (2 балла) Решить задачу с использованием закона эквивалентов: Рассчитайте молярную массу эквивалента кислоты, если на нейтрализацию 9 г ее израсходовано 8 г гидроксида кальция.​

100 БАЛІВ. ПРОШУ. БУДЬ-ЛАСКА.Густина за воднем суміші, що складається з ацетилену, пропену і етану — 14,8. Водню, отриманого при повному електролізі в … оди об’ємом 57,86 мл, вистачило на повне гідрування ненасичених вуглеводнів, що містилися у вихідній суміші об’ємом 80 л. Вимірювання обсягів газів проводилися за нормальних умов. Обчисліть об’ємні частки газів у вихідній суміші.

§6. Липиды

 

1. Что представляют собой липиды? К какой группе относится большинство липидов — к гидрофильным или к гидрофобным веществам?

Липиды – обширная группа жиров и жироподобных веществ, содержащихся в клетках всех живых организмов. В состав молекул липидов, как правило, входят остатки какого-либо спирта и одной или нескольких карбоновых кислот. Большинство липидов относится к группе гидрофобных веществ.

 

2. В каких клетках (тканях, органах) растений и животных содержится больше всего липидов?

Наибольшее количество липидов содержится в клетках жировой ткани животных (до 90%), подкожной жировой клетчатке, нервной ткани. Высокое содержание липидов также характерно для семян и плодов ряда растений – подсолнечника, грецкого ореха, маслины, льна, клещевины, рапса, сои, кукурузы и др.

 

3. Перечислите группы липидов. Какие основные биологические функции характерны для каждой группы?

Важнейшими группами липидов являются жиры, фосфолипиды, воски и стероиды.

Основные биологические функции жиров – энергетическая (при полном окислении 1 г жира выделяется около 39 кДж энергии), защитная, теплоизоляционная. Кроме того, жиры служат источником метаболической воды. Фосфолипиды выполняют прежде всего структурную функцию, являясь важнейшим компонентом биологических мембран. Воски выполняют защитную и структурную функции. Основная функция стероидов – регуляторная (стероидные гормоны, желчные кислоты, витамины группы D, холестерин и др. участвуют в регуляции обмена веществ и различных процессов жизнедеятельности). Холестерин кроме того выполняет структурную функцию, т.к. входит в состав биологических мембран.

 

4. Почему при комнатной температуре одни жиры твёрдые, а другие имеют жидкую консистенцию? Приведите примеры твёрдых и жидких жиров.

Температура плавления жира зависит от длины углеродных цепей и количества двойных связей в остатках карбоновых кислот. Для жиров с короткими и (или) ненасыщенными цепями карбоновых кислот характерна низкая температура плавления.

При комнатной температуре они имеют жидкую либо мазеподобную консистенцию (подсолнечное масло, рыбий жир, оливковое масло и др.). Жиры с длинными и насыщенными цепями карбоновых кислот при комнатной температуре представляют собой твёрдые вещества (свиной жир, кокосовое масло, бараний жир и др.).

 

5. Выявите сходство и различия в структуре и свойствах жиров и фосфолипидов.

Сходство:

● Являются органическими веществами, относятся к липидам, входят в состав клеток всех живых организмов.

● В состав молекул входит остаток спирта глицерина и остатки карбоновых кислот (чаще всего высших).

Различия:

● В молекуле жира остаток глицерина соединён с тремя остатками карбоновых кислот, а в молекуле фосфолипида – с двумя остатками карбоновых кислот и радикалом, содержащим остаток фосфорной кислоты.

● Жиры гидрофобны, а молекулы фосфолипидов состоят из двух частей, различных по своей растворимости в воде – полярной гидрофильной головки и гидрофобных хвостов (неполярных углеводородных цепей карбоновых кислот).

…и (или) другие существенные признаки.

 

6. Многие животные, обитающие в условиях холодного климата, имеют толстую подкожную жировую клетчатку. Некоторые обитатели степей и пустынь также усиленно запасают подкожный жир. Какие функции выполняют жиры в организме этих животных?

В организме этих животных жиры выполняют все свойственные им функции – энергетическую, теплоизоляционную, защитную, являются источником метаболической воды и т. д.

Однако для обитателей холодных регионов важны прежде всего такие функции жиров как теплоизоляционная (предохраняют организм от переохлаждения) и энергетическая (часть энергии, высвобождаемой при окислении жиров, запасается в виде АТФ и используется для протекания процессов жизнедеятельности, а другая часть рассеивается в виде тепла, т.е. идёт на обогрев организма).

Для выживания в условиях жаркого и засушливого климата, свойственного степям и пустыням, важно то, что жир является хорошим теплоизолятором (защищает организм от перегрева) и источником метаболической воды (при окислении 1 г жира образуется 1,05 – 1,1 г воды).

 

7*. Почему при окислении жиров высвобождается больше энергии, чем при окислении такого же количества углеводов?

Молекулы жиров и углеводов построены из атомов углерода, водорода и кислорода, но окисляться могут только атомы углерода и водорода. Поэтому чем меньше кислорода (и, соответственно, чем больше углерода и водорода) содержится в молекулах окисляемых веществ, тем больше энергии высвобождается в результате окисления.

В молекулах жиров содержание кислорода намного меньше, чем в молекулах углеводов. Например, в молекуле жира тристеарата С3Н517Н35СОО)3 на 6 атомов кислорода приходится 57 атомов углерода и 110 атомов водорода, а в молекуле глюкозы С6Н

12О6 на те же 6 атомов кислорода – лишь 6 атомов углерода и 12 атомов водорода. Проще говоря, углеводы изначально более окислены, чем жиры.

 

8*. Содержание запасных углеводов в клетках растений может достигать 90% сухой массы. В организме животных основные запасы хранятся в виде жиров. Чем это можно объяснить?

В 1 г жиров запасается около 39 кДж энергии, а в 1 г углеводов – только 17,6 кДж, поэтому животным в связи с их подвижностью выгоднее запасать жиры. Растения неподвижны и «экономить вес» им не столь важно.

Растениям нужно больше углеводов, поскольку углеводы для них – не только источник энергии, но и основной материал для построения клеточных стенок, для синтеза аминокислот. У животных нет клеточных стенок, а источником аминокислот для них являются белки пищи.

* Задания, отмеченные звёздочкой, предполагают выдвижение учащимися различных гипотез. Поэтому при выставлении отметки учителю следует ориентироваться не только на ответ, приведённый здесь, а принимать во внимание каждую гипотезу, оценивая биологическое мышление учащихся, логику их рассуждений, оригинальность идей и т. д. После этого целесообразно ознакомить учащихся с приведённым ответом.

Дашков М. Л.

Сайт: dashkov.by

Вернуться к оглавлению

 

< Предыдущая   Следующая >

Ответы | § 6. Липиды — Биология, 11 класс

1. Что представляют собой липиды? К какой группе относится большинство липидов — к гидрофильным или к гидрофобным веществам?

Липиды — разнообразные по структуре органические вещества, которые хорошо растворяются в неполярных растворителях (бензине, хлороформе и др.), но нерастворимы или мало растворимы в воде.

Большинство липидов относится к гидрофобным веществам.

2. В каких тканях и органах растений и животных содержится больше всего липидов?

У животных высокое содержание жиров и жироподобных веществ наблюдается в подкожной клетчатке, желтом костном мозге, нервной ткани, молоке млекопитающих. Наиболее богаты липидами клетки жировой ткани. У растений липиды запасаются преимущественно в плодах и семенах.

3. Перечислите известные вам группы липидов. Какие основные биологические функции характерны для каждой группы?

Группы липидов:

1. Жиры (триглицериды).
Биологические функции: энергетическая, запасающая, защитная, источники метаболической воды.
2. Фосфолипиды.
Биологические функции: структурная.
3. Стероиды.
Биологические функции: структурная, регуляторная.

4. Почему при комнатной температуре одни жиры твердые, а другие имеют жидкую консистенцию? Приведите примеры твердых и жидких жиров.

Температура плавления жиров зависит от длины углеродных цепей и количества двойных связей в остатках карбоновых кислот. Жиры с короткими и (или) ненасыщенными цепями имеют сравнительно низкую температуру плавления и при комнатной температуре являются жидкими (подсолнечное и оливковое масло, рыбий жир). Для триглицеридов с длинными и насыщенными цепями характерна более высокая температура плавления. При комнатной температуре такие жиры имеют твердую консистенцию (свиной и бараний жир, кокосовое масло).

5. Сравните состав молекул жиров (а—в) и расположите эти вещества по возрастанию их температуры плавления.

Ответ: в → б → а.

6. Многие животные, обитающие в условиях холодного климата, имеют толстую подкожную жировую клетчатку. Некоторые обитатели степей и пустынь также усиленно запасают подкожный жир. Какие функции выполняют жиры в организме этих животных?

Энергетическую, теплоизоляционную и защитную функции, являются источниками метаболической воды. 

7. Содержание запасных углеводов в клетках растений может достигать 90 % сухой массы. В организме животных основные запасы хранятся в виде жиров. Чем это можно объяснить?

В 1 г жиров запасается около 39 кДж энергии, а в 1 г углеводов – только 17,6 кДж. Животным в связи с их активностью выгоднее запасать жиры. Растениям же нужно больше углеводов, потому что углеводы для них – не только источник энергии, но и основной материал для построения клеточных стенок (которых нет у животных) и синтеза аминокислот (источником аминокислот для животных являются белки пищи).

Присоединяйтесь к Telegram-группе @superresheba_11, делитесь своими решениями и пользуйтесь материалами, которые присылают другие участники группы!

Страница не найдена |

Страница не найдена |

404. Страница не найдена

Архив за месяц

ПнВтСрЧтПтСбВс

2930     

       

       

       

     12

       

     12

       

      1

3031     

     12

       

15161718192021

       

25262728293031

       

    123

45678910

       

     12

17181920212223

31      

2728293031  

       

      1

       

   1234

567891011

       

     12

       

891011121314

       

11121314151617

       

28293031   

       

   1234

       

     12

       

  12345

6789101112

       

567891011

12131415161718

19202122232425

       

3456789

17181920212223

24252627282930

       

  12345

13141516171819

20212223242526

2728293031  

       

15161718192021

22232425262728

2930     

       

Архивы

Метки

Настройки
для слабовидящих

Параграф 6.

Липиды 

1. Что представляют собой липиды? К какой группе относится большинство липидов — к гидрофильным или к гидрофобным веществам?

Липиды (от греч. липос — жир) — обширная группа жиров и жироподобных веществ, которые содержатся в клетках всех живых организмов. Большинство из них неполярны и, следовательно, гидрофобны.

2. В каких клетках (тканях, органах) растений и животных содержится больше всего липидов?

В живых организмах содержание липидов составляет от 5 до 15 % сухой массы. В клетках жировой ткани оно достигает 90 %. Высокое содержание липидов характерно для нервной ткани, подкожной клетчатки, молока млекопитающих. Много жиров в семенах и плодах некоторых растений (подсолнечника, грецкого ореха, маслины, льна, клещевины, рапса, сои, кукурузы).

3. Перечислите группы липидов. Какие основные биологические функции характерны для каждой группы?

Жиры — наиболее простые и широко распространенные липиды. Их молекулы образуются в результате присоединения к молекуле спирта глицерина трех остатков карбоновых кислот (чаще всего высших), которые могут быть одинаковыми или разными. Фосфолипиды по структуре сходны с жирами, но в их молекуле один остаток карбоновой кислоты замещен радикалом, содержащим остаток фосфорной кислоты. Фосфолипиды являются основным компонентом клеточных мембран. К липидам относятся также воски, выполняющие в организме растений и животных в основном защитную функцию. Еще одну группу липидов составляют стероиды. Их молекулы не содержат остатков карбоновых кислот.

Одна из основных функций липидов — энергетическая. При полном окислении 1 г жиров до углекислого газа и воды выделяется около 39 кДж энергии, что намного больше по сравнению с полным окислением такого же количества углеводов. Кроме того, при окислении 1 г жиров образуется 1,05—1,1 г воды.

Важной функцией липидов является строительная (структурная). Фосфолипиды, холестерин, липопротеины, гликолипиды — важнейшие компоненты клеточных мембран.

Защитная функция липидов заключается в том, что они предохраняют внутренние органы от механических повреждений (например, почки человека покрыты жировым слоем, защищающим их от травм, сотрясения при ходьбе и прыжках).

Накапливаясь в подкожной жировой клетчатке, жиры выполняют теплоизоляционную функцию.

Регуляторная функция. Половые гормоны и кортикостероиды регулируют процессы развития и размножения, обмена веществ. Витамины группы D, которые являются производными холестерина, играют важную роль в обмене кальция и фосфора. Желчные кислоты участвуют в пищеварении: они обеспечивают эмульгирование жиров пищи и всасывание продуктов их расщепления.

4. Почему при комнатной температуре одни жиры твердые, а другие имеют жидкую консистенцию? Приведите примеры твердых и жидких жиров.

Длина углеродных цепей и количество двойных связей в остатках карбоновых кислот определяют физические свойства того или иного жира. Для жиров с короткими и (или) ненасыщенными цепями характерна низкая температура плавления. При комнатной температуре они имеют жидкую либо мазеподобную консистенцию. И наоборот, жиры с длинными и насыщенными цепями при комнатной температуре представляют собой твердые вещества.

5. Выявите сходство и различия в структуре и свойствах жиров и фосфолипидов.

Сходство заключается в том, что и жиры и фосфолипиды в своем составе имеют молекулы глицерина и остаток карбоновой кислоты. Отличия: у жиров 3 остатка карбоновой кислоты, а у фосфолипидов только один.

6. Многие животные, обитающие в условиях холодного климата, имеют толстую подкожную жировую клетчатку. Некоторые обитатели степей и пустынь также усиленно запасают подкожный жир. Какие функции выполняют жиры в организме этих животных?

При окислении 1 г жиров образуется 1,05—1,1 г воды, поэтому благодаря запасам жира некоторые животные могут длительное время обходиться без нее. Например, верблюды в пустыне выдерживают без воды 10—12 суток.

7. Почему при окислении жиров высвобождается больше энергии, чем при окислении такого же количества углеводов?

В окислении участвуют молекулы углерода и водорода. В жирах, в сравнении с углеводами, этих атомов больше, поэтому при их окислении выделяется больше энергии.

8. Содержание запасных углеводов в клетках растений может достигать 90 % сухой массы. В организме животных основные запасы хранятся в виде жиров. Чем это можно объяснить?

При полном окислении 1 г жиров до углекислого газа и воды выделяется около 39 кДж энергии, что намного больше по сравнению с полным окислением такого же количества углеводов. Поскольку животные более подвижные, чем растения, им требуется больше энергии.

Химические вещества в клетке. Биология, Общие биологические закономерности (9–11 класс): уроки, тесты, задания.

1. Химические элементы клетки

Сложность: лёгкое

2
2. Гидрофильные и гидрофобные вещества

Сложность: лёгкое

2
3. Структура молекулы белка

Сложность: лёгкое

2
4. Ускорители процессов в клетке

Сложность: среднее

3
5. Углеводы и липиды

Сложность: среднее

3
6. Роль воды в клетке

Сложность: среднее

3
7. Нуклеиновые кислоты

Сложность: лёгкое

1
8. Нуклеотиды

Сложность: среднее

3
9. Роль минеральных веществ в клетке

Сложность: среднее

3
10. Мономеры органических веществ

Сложность: сложное

3

Для чего липиды используются в организме? | Здоровое питание

Эрика Каннолл Обновлено 12 декабря 2018 г.

Липиды, также известные как жиры, играют в организме множество важных ролей, от обеспечения энергией до выработки гормонов. Вы не смогли бы правильно переваривать и усваивать пищу без липидов. Конечно, употребление большего количества жиров, чем вам нужно, может привести к увеличению веса, но в надлежащих количествах липиды являются здоровой частью вашего рациона.

Производство и хранение энергии

Основная роль липидов в организме — обеспечивать энергией мышцы и процессы тела.Жиры обладают высокой энергетической плотностью, содержат 9 калорий на грамм, тогда как белки и углеводы содержат только 4 калории на грамм. Около половины топлива, которое требуется вашему организму в состоянии покоя или во время повседневной активности, поступает из липидов. Если вы потребляете больше калорий, чем нужно за день, избыточная энергия сохраняется в виде липидов в жировых клетках. Между приемами пищи и во время упражнений ваше тело полагается на эти запасы жиров, чтобы обеспечить энергию.

Изоляция и защита

Липиды также используются для изоляции и защиты вашего тела.Под кожей есть слой жира, который помогает поддерживать постоянную внутреннюю температуру тела, несмотря на внешнюю температуру. Ваши жизненно важные органы, такие как почки, покрыты слоем жира, который действует как пузырчатая пленка, защищая их от травм. Без этого липидного слоя каждая шишка и синяк могут повредить ваши органы.

Переваривание и абсорбция

Липиды в вашем организме необходимы для правильного пищеварения и усвоения пищи и питательных веществ. Желчные кислоты, образующиеся из липидов в печени, позволяют жиру и воде смешиваться в кишечнике и помогают в расщеплении и всасывании пищи.Затем липиды необходимы для транспортировки жирорастворимых витаминов A, D, E и K из кишечника в кровоток. По данным Национального института здоровья, ваши клетки используют эти витамины для поддержания здоровья вашего зрения, кожи, костей, зубов и крови.

Структура клеточной стенки

Незаменимые липиды, линоленовая кислота и линолевая кислота, жизненно важны для вашего здоровья; они не могут вырабатываться в вашем теле и должны поступать с пищей. Они используются в производстве клеточных мембран и гормонов, а также для поддержания зрения и поддержки иммунной системы.Эти липиды обеспечивают структуру и поддержку стенок каждой клетки вашего тела. Связь между клетками также зависит от липидов в мембранах ваших клеток.

Производство гормонов

Холестерин — это тип липидов, необходимых для производства важных стероидных гормонов в организме. Эстроген, тестостерон, прогестерон и активная форма витамина D образуются из холестерина и необходимы для поддержания беременности, развития половых признаков и регулирования уровня кальция в организме.По данным Американской кардиологической ассоциации, около 25 процентов холестерина в крови поступает из вашего рациона, из продуктов животного происхождения, таких как яичные желтки, сыр и креветки, а остальные 75 процентов образуются в вашей печени и клетках.

Транспорт и функция липидов во флоэме растений

Введение

Липиды — важные компоненты растений. Они обеспечивают энергию для метаболических процессов, являются структурными компонентами мембран и важными внутриклеточными сигналами.В последние годы различные липофильные молекулы также обсуждались как сигналы дальнего действия. В то время как некоторые из этих липидов связаны с ответом на биотический стресс / патоген и системной приобретенной устойчивостью, другие являются хорошими кандидатами в качестве сигналов в ответ на абиотический стресс. Учитывая текущее изменение климата и срочную необходимость сбалансировать наши потребности в пище и топливе, важно понимать, как растения сигнализируют об абиотических и биотических стрессах не только локально, но и в отдаленных частях растения.Другими словами: чтобы создать растения, которые могут выжить в неблагоприятных условиях окружающей среды, таких как засуха, нам нужно знать, как растения передают эти липофильные сигналы от корня к побегу или наоборот.

Завод систем дальнего следования

Растения развили две системы переноса на большие расстояния: ксилему и флоэму:

Ксилема перемещает воды, минералов и питательных веществ , которые были взяты из почвы по всему растению. Транспорт происходит вверх через сосуды ксилемы, которые представляют собой мертвые клетки с утолщенными периферическими клеточными стенками, и управляется градиентом водного потенциала между (влажной) почвой и (сухим) воздухом.Хотя некоторые белки были обнаружены в этом потоке ксилемы [1, 2], до сих пор не было предпринято попыток идентифицировать липофильные соединения.

Флоэма является основным каналом для переноса фотоассимилятов , сахаров, образующихся в процессе фотосинтеза. Он состоит из больших трубчатых ячеек, известных как ситовые элементы, которые соединяются, образуя ситчатые трубы, и могут достигать 100 м в высоких деревьях. Чтобы обеспечить беспрепятственный поток, ситовые элементы, клетки, через которые происходит этот транспорт, потеряли свои ядра, рибосомы и большинство органелл во время развития.Стенки клеток на границе раздела двух ситовых элементов содержат большие ситовые поры [см. Обзор в 3]. Считается, что молекулы, обнаруженные в элементе сита, синтезируются в соседних клетках-компаньонах и транспортируются в элемент сита (SE) через плазмодесмы. Считается, что транспорт фотоассимилятов, а также сигнальных молекул происходит от источника (фотосинтетически активные зрелые листья) к опусканию (незрелые листья, корни, плоды, цветы и т. Д.) По механизму, управляемому осмотическим градиентом («гипотеза потока давления Мюнха» ; обзор см. в [3, 4]).Следовательно, транспорт флоэмы может быть двунаправленным, двигаясь вверх или вниз .

Мессинг с догмой

Еще менее 20 лет назад флоэма считалась не чем иным, как транспортной системой для фотоассимилятов. Однако усовершенствования методов масс-спектрометрии, развитие MALDI и ионизации электрораспылением, а также повышенная чувствительность и разрешающая способность масс-спектрометров позволили нам обнаруживать соединения, присутствующие только в минимальных количествах. В настоящее время принято считать, что флоэма представляет собой сложную систему транспортировки стрессовых сигналов и регуляторов развития в форме небольших молекул, пептидов / белков и нуклеиновых кислот. Подробное описание содержания, развития, структуры и функций флоэмы можно найти в [3]

.

Совсем недавно сложные липиды были обнаружены в экссудатах флоэмы нескольких видов растений [5-7]. Некоторые из них были идентифицированы на основе активности фракции экссудатов флоэмы, другие идентификации основаны на более всестороннем анализе липидов флоэмы.Возникает вопрос: что это за липиды? В чем их функция? И как они растворяются и транспортируются в водной среде флоэмы?

Липофильные молекулы во флоэме

Липофильные молекулы, обнаруженные во флоэме, можно сгруппировать в следующие группы (Таблица 1):

Липофильные гормоны: абсцизовая кислота (ABA), индолуксусная кислота (IAA), гиббереллины (GA), цитокинины, салициловая кислота (SA) и оксилипины, такие как жасмоновая кислота (JA) и ее предшественник cis (+) — 12-оксофитодиеновая кислота (OPDA).

Небольшие липофильные молекулы: Дегидроабиетинал (DA), азелаиновая кислота (AzA), неидентифицированное производное глицерин-3-фосфата (G3P *) и жирные кислоты.

Стероидные липиды: Свободные, ацилированные и гликозилированные производные холестерина, ситостерина, кампостерола и стигмастерина.

Глицеролипиды: диацилглиерол (DAG), триацилглицерин (TAG), фосфатидилхолин (PC), фосфатидилинозитол (PI), фосфатидная кислота (PA), моногалактозилдиацилглицерин (MGDG).

Какова функция липидов во флоэме?

Липиды во флоэме могут быть обнаружены по разным причинам:

1) Липиды флоэмы могут быть продуктами оборота мембраны или повреждения мембраны [3]. При анализе липидов флоэмы было обнаружено, что профили фосфолипидов отличаются от липидов листьев, при этом несколько липидов являются уникальными для флоэмы, что позволяет предположить, что мембранный обмен во флоэме здоровых, неповрежденных листьев маловероятен [5]. Однако возможна деградация мембраны в результате травмы или процесса, подобного старению листьев осенью. Этот процесс начнется с липолитического высвобождения жирных кислот из мембранных липидов с последующим β-окислением в пероксисомах и превращением в сахарозу [9]. В результате мобилизуется не липид / жирная кислота, а сахароза, в которую они были преобразованы. Кроме того, оговорка этой концепции заключается в том, что ни пероксисомы, ни ферменты для β-окисления до сих пор не были описаны в элементах сита, что делает этот процесс внутри элемента сита довольно маловероятным.

2) Липиды флоэмы могут транспортироваться в виде строительных блоков или энергоносителей . Это маловероятно, поскольку большинство тканей растений способно к биосинтезу липидов и, следовательно, потребность в липидах в качестве предшественников отсутствует [10]. С другой стороны, состав флоэмы изменяется во время старения листа с сахарозы на аминокислоты как преобладающие молекулы [11]. Хотя это не относится к типичному образцу флоэмы, полученному из молодых, здоровых листьев, возможно, что жирные кислоты и триацилглицерины перемещаются как часть мобилизации клеточных компонентов, связанной с сезонным старением.Однако, как упоминалось выше, эта мобилизация обычно происходит в форме сахарозы.

3) Третий и наиболее интересный вариант состоит в том, что липиды флоэмы служат сигналами дальнего расстояния . Мы уже знаем, что многие липиды являются важными сигнальными соединениями в растениях! Тем не менее, несмотря на обнаружение и описание функции некоторых «липидных гормонов» (ABA, IAA, GA, JA, см. [3, 12]) и небольших липофильных молекул (DA, AzA; см. [13]) во флоэме, их сигнальная функция, особенно в случае фосфолипидов, таких как PA, PI и PC, и их транспортные механизмы изучены лишь частично.

Движение липидов в водной среде флоэмы

Перенос гидрофобных соединений на большие расстояния в водных системах, таких как флоэма, не лишен приоритета в биологических системах: у животных липиды перемещаются от клетки к клетке [14] или внутри кровотока [15, 16], часто будучи связанными с белками. Кроме того, они также регулируют экспрессию генов [17, 18]. Хотя эти липидно-белковые механизмы являются ключевыми для развития и здоровья млекопитающих, их возможное значение для растений практически не изучено.

Небольшие липофильные молекулы (липофильные гормоны, оксилипины, фитостерины, DA и AzA) уже обсуждаются как сигналы на большом расстоянии во флоэме. Фосфолипиды как молекулы передачи сигналов на большие расстояния обеспечивают новый аспект передачи сигналов, опосредованной флоэмой. Ниже приведены примеры различных механизмов, с помощью которых растения перемещают липиды во флоэму и вокруг нее, функции липидов, а также белки-кандидаты для определенных функций в перемещении сложных липидов:

Липофильные гормоны (подробнее см. Обзоры [3, 12])

Ауксины обнаружены во флоэме более 14 видов.Ауксин перемещается через полярный транспорт ауксина, используя специфические носители для перемещения от клетки к клетке через мембрану, а также через объемный поток во флоэме. Однако пока неизвестно, синтезируется ли он в SE или импортируется из других клеток, как и механизм его движения во флоэме. Было высказано предположение, что ауксин перемещается во флоэму посредством транспорта, опосредованного переносчиками [19], с использованием тех же переносчиков, что и во время полярного транспорта ауксина. Многие ауксины во флоэме этерифицированы или, по крайней мере, в одном случае, конъюгированы с аминокислотой аспарагиновой кислотой.Эта этерификация может обеспечить повышенную растворимость и / или стабильность гормона.

Сходный механизм используется в передаче сигналов Jasmonic acid (JA). Оксилипин JA, вероятно, является наиболее изученным липидом флоэмы. Он синтезируется в ответ на ранение или травоядность и перемещается по растению, вызывая (системный) защитный ответ. Это движение происходит в форме JA-изолейцина [20]. Другие исследователи показали движение метил-JA в сосудистой сети, движение, которое, по-видимому, также распространяется на ксилему [21, 22]. Более того, было высказано предположение, что JA-предшественник 12-оксофитодиеновой кислоты (OPDA), второй флоэм-мобильный оксилипин [23], может играть роль в реакции на засуху и взаимодействовать с ABA. [24]. Салициловая кислота , как и JA, играет ключевую роль в системной приобретенной устойчивости.

ABA , а также ее метаболиты, фазовая кислота и дигидрофазеиновая кислота были обнаружены во флоэме нескольких видов растений, однако никаких доказательств наличия гликозидов или сложных эфиров глюкозы найти не удалось.Присутствие гиббереллиноподобных соединений во флоэме было определено с помощью биологических анализов сока флоэмы, а также в падевой росе насекомых, сосущих флоэму. ГХ-МС показала присутствие GA 1 , а также нескольких предшественников, но не метаболитов. Его точный механизм движения остается неустановленным. Цитокинины были обнаружены в ксилеме и флоэме еще в 1960-х годах. Основной формой цитокинина в ксилеме является транс, -зеатин рибозид, тогда как цитокинин-рибозиды N6 — (2-изопентенил) аденин-типа являются преобладающими формами во флоэме (см. Обзор [25]).Транслокация в ксилему контролируется факторами окружающей среды с транс, -зеатин рибозидом в качестве сигнала для определения нитратного статуса. Таким образом, можно предположить, что химическая форма присутствующего цитокинина определяет не только способ и направление его транспорта, но также его сигнальную функцию. Движение цитокининов (а также ауксина) через флоэму было продемонстрировано с помощью прививки, а также подкормки радиоактивно меченными соединениями.

Хотя липофильные гормоны очень разнообразны по структуре, все они, по-видимому, перемещаются по флоэме либо в свободной форме, либо в виде конъюгатов с аминокислотами, метильными группами или сахарными (гликозильными / рибозильными) группами.На данный момент (носители) белки, по-видимому, не нужны для их перемещения на большие расстояния.

Маленькие липофильные молекулы
Маленькие липофильные молекулы, обнаруженные во флоэме, — это дегидроабиетинал (DA), азелаиновая кислота (AzA), неидентифицированное производное глицерин-3-фосфата (G3P *) и жирные кислоты. Они играют решающую роль в системном приобретенном сопротивлении. Тем не менее, их способность двигаться и механизмы, с помощью которых это происходит, еще предстоит выяснить [см. 13].

Стероидные липиды
Behmer et al. [7] обнаружил во флоэме свободные, ацилированные и гликозилированные производные холестерина, ситостерина, кампостерола и стигмастерина. Они обнаружили, что примерно половина пула стеролов флоэмы была гликозилирована, а остальная часть состояла из свободных и ацилированных форм. Хотя эти находки предполагают, что их транспорт во флоэме может зависеть от движения свободных, ацилированных или гликозилированных стеролов на основе давления-потока, точный механизм еще предстоит определить, но он может происходить посредством пока еще не идентифицированных белков транспорта липидов [7].

Фосфолипиды
Липиды, в частности фосфолипиды, в основном обнаруживаются внутри клеточных мембран, для которых они обеспечивают структуру, но также действуют как медиаторы, регулирующие различные аспекты развития растений и взаимодействия с окружающей средой [26]. Некоторые из этих липидов, включая PA, LPA (лизофосфатидная кислота), DAG, PI и его фосфаты (PIP), могут действовать как вторичные посредники в клетках растений. Однако практически ничего не известно об их возможной функции в передаче сигналов на большие расстояния.В отличие от структурных липидов, сигнальные липиды присутствуют только в незначительных количествах. Они быстро и временно накапливаются в ответ на внешние раздражители. Мы и другие идентифицировали несколько полярных липидов в экссудатах флоэмы Arabidopsis [5] и canola [6], среди них известные внутриклеточные сигнальные молекулы / предшественники PA, PI и PC. В листе PA продуцируется в ответ на несколько абиотических стрессов, таких как засуха, засоление, ранение и холод, а также как следствие биотического стресса, такого как инфекция патогена, и его сигналов, таких как оксилипины [26]. Он генерируется либо путем PLC-DGK, либо непосредственно с помощью PLD, в зависимости от стресса [26, 27]. Присутствие фосфолипидов и, в частности, PA, побудило нас предположить, что фосфолипиды флоэмы также могут действовать как сигналы на большом расстоянии. Из-за их гидрофобной природы мы предположили, что липидсвязывающие белки флоэмы участвуют в различных аспектах этого сигнального каскада ([8, 28]; см. Рисунок 1; из [29]:

Эти белки:

(i) может перемещать или высвобождать липид во флоэму,
(ii) солюбилизировать липид и транспортировать его к его органу-мишени,
(iii) функционирует как часть рецептора, который связывает сигнальный липид и влияет на развитие.

Несколько изучаемых в настоящее время липидсвязывающих белков, локализованных во флоэме, могут действовать в аспектах транслокации механизма передачи липидов на большие расстояния, предложенного на рисунке 1 (см. Также 8):

Flowering-locus T (FT; гомолог риса: Hd3a) представляет собой мобильный липид-связывающий белок флоэмы, который, как было показано, участвует в передаче сигналов цветения на большие расстояния и, по крайней мере, в случае FT тополя, в сигнализирует также о сезонном опадании листьев. Недавние данные свидетельствуют о том, что AtFT связывает ПК [30].Хотя PC был обнаружен в экссудатах флоэмы, остается исследовать, происходит ли взаимодействие PC-Ft в мезофилле, SE или клетках апикальной меристемы и является ли PC частью мобильного сигнала.

Второй липид-связывающий белок с сигнальной функцией — это Dir1 , белок-переносчик липидов, связанный с SAR. Локально индуцированный Dir1 может перемещаться к дистальным листьям и связывать лизофосфатидилхолин (LPC; [31, 32]). Однако он также был обнаружен в высокомолекулярном комплексе, который не допускает перемещения на большие расстояния, но может иметь альтернативную сигнальную функцию [13].Следовательно, остается неясным, функционирует ли комплекс LPC-Dir1 как сигнал или как рецепторный комплекс.

ACBP6 представляет собой небольшой связывающий ацил-КоА белок, который экспрессируется в сосудистой сети и связывает 18: 3 жирные кислоты (α-линоленовая кислота / ALA). ALA — это жирная кислота-предшественник биосинтеза JA. В этом случае он может транспортироваться как важный компонент питания или как сигнальная молекула / предшественник для биосинтеза JA. Было высказано предположение, что ACBP6 может способствовать перемещению ALA во флоэму [27].

PLAFP представляет собой PA-связывающий белок 20 кДа. И белок, и липид были обнаружены во флоэме и индуцируются в ответ на несколько абиотических стрессов. Однако их мобильность еще предстоит показать. Следовательно, как и в случае с предыдущими липид-белковыми комплексами, механизм белок-липидного взаимодействия при передаче сигналов на большие расстояния остается неясным. Моделирование липид-белкового комплекса предполагает, однако, возможность связывания PA с гидрофобной бороздкой в ​​PLAFP, таким образом изолируя его от водной среды и обеспечивая возможность движения.Если в любом из этих случаев белок модулирует содержание липидов флоэмы и может быть продемонстрировано движение суставов, это откроет совершенно новую эру передачи сигналов фосфолипидов.

Благодарности

Эта работа была поддержана Национальным научным фондом (NSF-IOS # 1144391) и Министерством сельского хозяйства США (проект USDA-NIFA Hatch # MICL02233)

Список литературы

  1. Дефо, штат Нью-Джерси, и Констебель, К.П. Протеомный анализ ксилемного сока гибридного тополя.Фитохимия. 70, 856-63 (2009) (DOI: 10.1016 / j.phytochem.2009.04.016).
  2. де Бернонвиль, Т. Методы Мол. Биол. 1072, 391-405 (2014) (DOI: 10.1007 / 978-1-62703-631-3_28).
  3. Лукас, В.Дж., Грувер, А., Лихтенбергер, Р., Фурута, К., Ядав, С.Р., Хелариутта, Ю., Хе, XQ, Фукуда, Х., Канг, Дж., Брэди, С.М., Патрик, Д.В. , Сперри, Дж., Йошида, А., Лопес-Миллан, А.Ф., Грусак, Массачусетси Kachroo, P. Сосудистая система растений: эволюция, развитие и функции. J. Integr. Растение. Биол. 55, 294-388 (2013).
  4. Froehlich, D.R., Mullendore, D.L., Jensen, K.H., Ross-Elliott, T.J., Anstead, J.A., Thompson, G.A., Pélissier, H.C. и Knoblauch, M. Ультраструктура флоэмы и поток давления: агломерации, связанные с окклюзией ситовых элементов, не влияют на транслокацию. Растительная клетка 23, 4428–4445 (2011).
  5. Guelette, B.S., Benning, U.F. и Хоффманн-Беннинг, С.Идентификация липидов и липидсвязывающих белков в экссудатах флоэмы Arabidopsis thaliana . J. Exp. Бот. 63, 3603 (2012).
  6. Мадей, Э., Новак, Л.М. и Томпсон, Дж. Э. Выделение и характеристика липидов в соке флоэмы канолы. Планта 214, 625-634 (2002).
  7. Behmer, S.T., Olszewski, N., Sebastiani, J., Palka, S., Sparacino, G., Sciarrno, E., and Grebenok, R.J. Содержание стеролов во флоэме: формы, предполагаемые функции и значение для насекомых, питающихся флоэмой Фронт.Plant Sci. 4, 370 (2013).
  8. Беннинг, У.Ф., Тамот, Б., Гелетт, Б.С., Хоффманн-Беннинг, С. Новые аспекты передачи липидных сигналов на большие расстояния, опосредованной флоэмой. Передний. Plant Sci. 3: 53 (2012).
  9. Troncoso-Ponce, M.A., Cao, X., Yang, Z., Ohlrogge, J.B. Обмен липидов во время старения. Тома «Наука о растениях» 205–206, 13–19 (2013).
  10. Олрогге, Дж. И Обзор, Дж. Биосинтез липидов. The Plant Cell 7, 957-970 (1995).
  11. Томас, Х. и Стоддард, Дж.L. Старение листьев. Анну. Rev.Plant Physiol. 31, 83-111 (1980) (DOI: 10.1146 / annurev.pp.31.060180.000503).
  12. Виан А., Станкович Б. и Дэвис Е. Сигналомика: разнообразие и методы анализа системных сигналов у растений. В: PlantOmics: The Omics of Plant Science, стр. 459-489. (Д. Барх, М.С. Хананд Э. Дэвис (ред.), Springer Books) (2015).
  13. Шах, Дж., Чатурведи, Р., Чоудхури, З., Венейблс, Б. и Петрос, Р.А. Передача сигналов небольшими метаболитами в системной приобретенной резистентности.Заводской журнал 79, 645–658 (2014).
  14. Christie, W.W. http://lipidlibrary.aocs.org/content.cfm?ItemNumber=39350 (2014 г.).
  15. Charbonneau, D., Beauregard, M. и Tajmir-Riahi, H.-A. Структурный анализ комплексов сывороточного альбумина человека с катионными липидами. Журнал физической химии B 113, 1777-1781 (2009).
  16. Blaner, W.S. Ретинол-связывающий белок: сывороточный транспортный белок для витамина А. Endocrine Reviews 10, 308-316 (1989).
  17. Musille, P.М., Кон, Дж. А. и Ортлунд, Э. Регулировка генов, управляемая фосфолипидами. FEBS Lett. 587, 1238-46 (2013).
  18. Wahli, W. и Michalik, L. PPAR на перекрестке липидных сигналов и воспаления. Тенденции в эндокринологии и метаболизме 23, 351-363 (2012)
  19. Петрашек, Й. и Фримл, Я. Транспортные маршруты Ауксина в развитии растений. Разработка 136, 2675-2688 (2009) (Doi: 10.1242 / dev.030353).
  20. Мацуура, Х., Такейши, С., Киатока, Н., Сато, К., Суэда, К., Масута, К.и Nabeta, K. Транспортировка de novo синтезированного жасмоноилизолейцина в томатах. Фитохимия 83, 25–33 (2012).
  21. Tamogami, S., Noge, K., Abe, M., Agrawal, G.K. и Rakwal, R. Метилжасмонат транспортируется к дистальным листьям посредством сосудистого процесса, метаболизируя себя в JA-Ile и вызывая выброс ЛОС в качестве защитных метаболитов. Завод сигнал. Behav. 7, 1378-81 (2012) (Doi: 10.4161 / psb.21762).
  22. Thorpe, M.R., Ferrieri, A.P., Herth, M.M., and Ferrieri, R.A.(11) C-визуализация: метилжасмонат перемещается как во флоэме, так и в ксилеме, способствует транспорту жасмоната и фотоассимилята даже после разъединения транспорта протонов. Планта 226, 541-551 (2007).
  23. Landgraf P, Feussner I, Hunger A, Scheel D, Rosahl S Системное накопление 12-оксофитодиеновой кислоты в SAR-индуцированных растениях картофеля. Евро. J. Plant Pathol. 108, 279-283 (2001).
  24. Савченко, Т., Колла, В.А., Ван, К.К., Насафи, З., Хикс, Д.Р., Фадунгчоб, Б., Чехаб, В.Э., Брандици, Ф., Froehlich, J., Dehesh, K. Функциональная конвергенция путей оксилипина и абсцизовой кислоты контролирует закрытие устьиц в ответ на засуху. Plant Physiol. 164, 1151-1160 (2014).
  25. Кудо Т., Киба Т. и Сакакибара Х. Метаболизм и транслокация цитокининов на большие расстояния. J. Integr. Plant Biol. 2010. Т. 52. С. 53–60.
  26. Munnik, T. и Testerink, C. Передача сигналов фосфолипидов растений: «в двух словах». J. Lipid Res. S260-S265 (2009 г.).
  27. Ван, X., Го, Л., Ван, Г.и Li, M. PLD: фосфолипаза D в передаче сигналов растений. В: Фосфолипазы в передаче сигналов растений, стр. 3-26 (Wang, X., ed., Springer books., 2014)
  28. Zheng, S.X., Xiao, S., and Chye, M.L. Ген, кодирующий ацил-КоА-связывающий белок 3 арабидопсиса, индуцируется патогенами и регулируется циркадными ритмами. J. Exp. Бот. 63, 2985-3000 (2012).
  29. bmb.natsci.msu.edu/faculty/susanne-hoffmann-benning-assistant-professor/current-research/
  30. Накамура Ю., Андрес Ф., Kanehara, K ,, Liu, Y.C., Dörmann, P. и Coupland, G. Arabidopsis florigen FT связывается с дневно колеблющимися фосфолипидами, которые ускоряют цветение. Nature Communications 5, 3553 (2014).
  31. Шампиньи, М.Дж., Айзекс, М., Карелла, П., Фоберт, Дж., Фоберт, П.Р. и Кэмерон, Р.К. Перемещение DIR1 на большие расстояния и исследование роли DIR1-подобного во время системной приобретенной устойчивости у Arabidopsis. Передний. Plant Sci. 4, 230 (2013).
  32. Ласкомб, М.Б., Бакан, Б., Бухот, Н., Marion, D., Blein, J.P., Larue, V., Lamb, C. и Prangé, T. Структура «дефектного по индуцированной устойчивости» белка Arabidopsis thaliana, DIR1, выявляет новый тип белка-переносчика липидов. Protein Sci. 17, 1522-30 (2008).
  33. Рисунки были частично изменены из общего доступа Викимедиа: https://commons.wikimedia.org/

Липиды — основы биологии

Липиды — это разнообразная группа соединений, объединенных общим признаком. Липиды являются гидрофобными («водобоязненными») или нерастворимы в воде.Липиды выполняют в клетке множество различных функций. Клетки хранят энергию для длительного использования в виде липидов, называемых жирами. Липиды также обеспечивают изоляцию растений и животных от окружающей среды. Например, они помогают водным птицам и млекопитающим оставаться сухими из-за их водоотталкивающих свойств. Липиды также являются строительными блоками многих гормонов и важной составляющей плазматической мембраны. Липиды включают жиры, масла, воски, фосфолипиды и стероиды.

Молекула жира состоит из двух основных компонентов — глицерина и жирных кислот.Глицерин — это органическое соединение (спирт), которое содержит три атома углерода, пять атомов водорода и три гидроксильные (ОН) группы. Жирные кислоты имеют длинную цепь углеводородов, к которой присоединена карбоксильная группа, отсюда и название «жирная кислота». Количество атомов углерода в жирной кислоте может составлять от 4 до 36; наиболее распространены те, которые содержат 12–18 атомов углерода. В молекуле жира жирные кислоты присоединены к каждому из трех атомов углерода молекулы глицерина ковалентной связью. Эта молекула называется триглицеридом.

Рис. 4 Триацилглицерин образуется в результате присоединения трех жирных кислот к основной цепи глицерина в реакции дегидратации (помните, что при этом удаляется молекула воды и образуется ковалентная связь). При этом выделяются три молекулы воды.

Воск покрывает перья некоторых водных птиц и поверхность листьев некоторых растений. Из-за гидрофобной природы восков они предотвращают прилипание воды к поверхности (рис. 5). Воски состоят из длинных цепей жирных кислот, ковалентно связанных с длинноцепочечными спиртами.

Рис. 5 Восковые покрытия на некоторых листьях состоят из липидов. (кредит: Роджер Гриффит)

Фосфолипиды — основные составляющие плазматической мембраны, самого внешнего слоя клеток животных. Как и жиры, они состоят из цепей жирных кислот, ковалентно связанных с глицериновым или сфингозиновым скелетом. Однако вместо трех жирных кислот, связанных, как в триглицеридах, есть две жирные кислоты, образующие диацилглицерин, а третий углерод глицеринового остова занят модифицированной фосфатной группой (рис. 6).Фосфатидилхолин и фосфатидилсерин — два важных фосфолипида, которые обнаруживаются в плазматических мембранах.

Рис. 6 Фосфолипид — это молекула с двумя жирными кислотами и модифицированной фосфатной группой, присоединенными к глицериновой основной цепи. Фосфат можно модифицировать добавлением заряженных или полярных химических групп. Здесь показаны две химические группы, которые могут модифицировать фосфат, холин и серин. И холин, и серин присоединяются к фосфатной группе в положении, обозначенном R, через гидроксильную группу, указанную зеленым.

Фосфолипид — это амфипатическая молекула , что означает, что он имеет гидрофобную и гидрофильную части. Цепи жирных кислот гидрофобны и не могут взаимодействовать с водой, тогда как фосфатсодержащая группа гидрофильна и взаимодействует с водой (рис. 7). Голова — это гидрофильная часть, а хвост содержит гидрофобные жирные кислоты. В мембране бислой фосфолипидов образует матрицу структуры, жирнокислотные хвосты фосфолипидов обращены внутрь, от воды, тогда как фосфатная группа обращена к внешней, водной стороне.Это образует гидрофобный слой на внутренней стороне бислоя, где расположены хвосты.

Рис. 7 Фосфолипидный бислой является основным компонентом всех клеточных мембран. Гидрофильные головные группы фосфолипидов обращены к водному раствору. Гидрофобные хвосты изолированы в середине бислоя.

Фосфолипиды отвечают за динамическую природу плазматической мембраны. Если каплю фосфолипидов поместить в воду, она спонтанно образует структуру, известную как мицелла, где головки гидрофильного фосфата обращены наружу, а жирные кислоты обращены внутрь этой структуры (рис. 8).

Рис. 8 Мицелла может быть очень ранним предшественником клетки. Это одинарный слой фосфолипидов, которые образуются спонтанно. Кредит AmitWo, Викимедиа; https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Micelle.svg

В отличие от фосфолипидов и жиров, рассмотренных ранее, стероиды имеют структуру конденсированного кольца. Хотя они не похожи на другие липиды, они сгруппированы с ними, поскольку они также гидрофобны и нерастворимы в воде. Все стероиды имеют четыре связанных углеродных кольца, и некоторые из них, как и холестерин, имеют короткий хвост (рис. 9).Многие стероиды также имеют функциональную группу –ОН, которая помещает их в классификацию алкоголя (стерины). Помните, что каждая линия на этих диаграммах химических структур представляет собой ковалентную связь. Точки, где линии соединяются друг с другом, показывают расположение атомов углерода — эти атомы углерода не помечены, но их существование подразумевается в химической структуре.

Рис. 9 Стероиды, такие как холестерин и кортизол, состоят из четырех конденсированных углеводородных колец.

Холестерин — самый распространенный стероид.Холестерин в основном синтезируется в печени и является предшественником многих стероидных гормонов, таких как тестостерон и эстрадиол, которые секретируются гонадами и эндокринными железами. Он также является предшественником витамина D. Холестерин также является предшественником солей желчных кислот, которые помогают в эмульгировании жиров и их последующем поглощении клетками. Хотя неспециалисты часто отзываются о холестерине отрицательно, он необходим для нормального функционирования организма. Он является компонентом плазматической мембраны клеток животных и находится внутри фосфолипидного бислоя.Будучи самой внешней структурой в клетках животных, плазматическая мембрана отвечает за транспорт материалов и распознавание клеток, а также участвует в межклеточной коммуникации.

Жиры (триглицериды) состоят из трех углеводородных цепей жирных кислот, связанных с глицерином. Цепи жирных кислот содержат большое количество углерод-углеродных и углерод-водородных связей — они обычно состоят из от 4 до 28 атомов углерода, соединенных вместе в цепочку. Так же, как связи углерод-углерод и углерод-водород в глюкозе позволяют этой молекуле накапливать энергию, связи в жирных кислотах позволяют триглицеридам накапливать энергию.Фактически, триглицериды могут хранить гораздо больше энергии, чем углеводы, потому что они содержат гораздо больше связей! Вот почему жиры содержат больше калорий (мера энергии), чем сахара.

Воски служат для создания водонепроницаемого покрытия на поверхности. Поскольку они гидрофобны, они могут образовывать покрытие, отталкивающее воду.

Структура фосфолипидов очень важна для их функции. Поскольку они амфипатичны (имеют гидрофобную и гидрофильную части), они самоорганизуются в структуры, где гидрофобные хвосты скрыты от водной среды.Это придает клеточной мембране структуру, которая не позволяет многим молекулам перемещаться через нее.

Холестерин также является амфипатическим веществом. Он может вставляться в клеточные мембраны аналогично фосфолипидам. Присутствие холестерина в мембране предотвращает плотную упаковку хвостов фосфолипидов. Это позволяет мембране оставаться текучей при более низких температурах.

Если не указано иное, изображения на этой странице лицензированы OpenStax в соответствии с CC-BY 4.0.

OpenStax, Биология.OpenStax CNX. 27 мая 2016 г. http://cnx.org/contents/[email protected]:[email protected]/Biological-Molecules

функций липидов — 3 основные функции, которые он выполняет?

Липиды, которые проще всего назвать жирами, представляют собой молекулы, состоящие из углеводородов, которые помогают живой клетке формировать свою структуру и биологически улучшать свои функции. Липиды неполярны по своей природе, а это значит, что они не растворяются в воде. Но, следовательно, они растворимы в неполярных растворителях, таких как хлороформ.Витамины A, D, E и K, некоторые гормоны, жиры и т. Д. Являются общими примерами липидов. Короче говоря, липиды — один из самых неизбежных элементов, необходимых для существования.

Липиды содержат углеводород в наиболее восстановленной форме. Это способствует тому, что липиды служат хранилищем большого количества энергии, поскольку восстановленный углеводород окисляет энергию в большом количестве во время метаболизма. Типы липидов, обнаруженные в жировых клетках таким образом, называются триглицеридами. Избыточные углеводы, попадающие в наш организм с пищей, превращаются в триглицериды, которые облегчают синтез жирных кислот в процессе, известном как липогенез.У животных и грибов один многофункциональный белок управляет большинством этих процессов.

Некоторые ненасыщенные жирные кислоты не могут быть синтезированы непосредственно в наших клетках и, следовательно, потребление омега-3 с пищей необходимо для его синтеза. Хотя биологические липиды не являются крупными макромолекулярными полимерами (например, белками, нуклеиновыми кислотами и полисахаридами), многие из них образуются путем химического связывания нескольких небольших составляющих молекул. Многие из этих молекулярных строительных блоков похожи или гомологичны по структуре.Гомология позволяет разделить липиды на несколько основных групп: жирные кислоты, производные жирных кислот, холестерин и его производные, а также липопротеины. В этой статье рассматриваются основные группы и объясняется, как эти молекулы функционируют как молекулы-аккумуляторы, химические посредники и структурные компоненты клеток.

Биосинтез липидов

Жирные кислоты синтезируются в клетках жировой ткани и печени из глюкозы у млекопитающих довольно сложным путем. По сути, шесть атомов углерода в молекуле глюкозы окисляются до пары двухуглеродных фрагментов карбоновой кислоты, называемых ацетатом.Отправной точкой для биосинтеза является ацетатная группа, химически связанная с молекулой КоА (кофермент А). Затем начинается процесс построения ацильной цепи жирной кислоты, в основном за счет последовательного химического добавления двухуглеродных фрагментов из CoA-ацетата с образованием, например, 16-углеродного пальмитата насыщенной жирной кислоты. Этот процесс катализируется сложным ферментом; известная как синтаза жирных кислот. Удлинение углеродной цепи пальмитата и введение двойных углерод-углеродных связей, осуществляемое впоследствии другими ферментными системами.В целом процесс у организмов, от бактерий до людей, практически одинаков.

Три основные функции липидов

До недавнего времени считалось, что липиды облегчают такие функции, как накопление энергии и формирование клеток в биологической среде человека. Но позже, как исследования, продвинулись; Было обнаружено, что липиды являются причиной наиболее важных биологических функций одного живого существа, таких как межклеточная передача сигналов и гормональное образование. Липиды, синтезируемые в нашем организме сложными биосинтетическими путями.Тем не менее, есть некоторые липиды, которые необходимы для нашего функционирования и должны быть включены в наш рацион.

Давайте посмотрим на три основные функции липидов:

  1. Химические вестники

Все мы знаем, что наши физические и психические функции выполняются в соответствии с сигналами, посылаемыми нашим клеткам и органеллам. Поскольку липиды неполярны по своей природе и нелегко растворяются в жидкостях организма, что еще может облегчить службу химическим посредникам, чем они? Такие липиды обычно называют сигнальными липидами.Сигнальные липиды, пропитанные мембранами, передают сигналы своим назначенным «клеткам-адресатам». Пока они не достигнут пункта назначения, они могут бездействовать. Достигнув соответствующих рецепторов, эти липиды сигнализируют им о том, что отправитель их включил, обеспечивая действие или ответ. Это делает липиды веским основанием для человеческого мышления и системы реагирования.

  1. Энергетические склады и поставщики

Как мы уже обсуждали, одна из основных функций липидов — это их способность накапливать энергию в больших количествах.Триглицериды обычно называют запасными липидами. Они состоят из трех жирных кислот и глицерина. Неэтерифицированные жирные кислоты или просто кислоты, которые являются свободными по своей природе, высвобождаются триглицеридами во время голодания для обеспечения энергией и формирования и поддержания структурной природы живой клетки. Это делает липиды источником большого количества аварийной энергии. Пищевые жирные кислоты с короткой и средней длиной цепи не этерифицированы, но; быстро окисляется в тканях как источник «топлива».Жирные кислоты с более длинной цепью, сначала этерифицированные до триацилглицерина или структурных липидов.

  1. Поддержание температуры

Слои липидов или просто жиров под кожей помогают нам поддерживать температуру тела. Он обеспечивает изоляцию нашего тела и защиту от холода. Поддержание жировых отложений в основном связано с липидами, называемыми коричневыми жирами. Количество коричневых жиров больше в физическом строении младенцев. Теперь вы можете догадаться, чем бы мы закончили, если бы мы не были такими, состоящими из липидов и оставленными без присмотра!

Это еще не все! Давайте посмотрим на функции липидов, таких как:

  • Образование холестерина.
  • Мембрана Формирование липидного слоя.
  • Образование простагландинов.
  • Обеспечьте воспаление.

Помимо всего этого, липиды действительно способствуют хорошему метаболизму липидов. Эти действия в физической структуре одного живого организма.

Заключение

Липиды, которые когда-то исключались как компонент, который имел минимальное значение в нашей биологической системе, позже было доказано, что они действуют множеством способов, обеспечивая их присутствие в качестве неизбежной молекулы в нашем организме.Следовательно, потребление липидов в форме омега-3 очень необходимо для поддержания нашего здоровья. Тем не менее, все лишнее вредно для здоровья. Поскольку липиды являются причиной многих метаболических процессов, обеспечивающих здоровый образ жизни, таких как формирование клеток, накопление и высвобождение энергии, поддержание температуры тела и т. Д., Баланс содержания липидов в нашем организме является обязательным и важным.

РЕШЕНО: Какие три функции липиды выполняют у растений и / или животных? а. Липиды служат для хранения энергии, как структурный компонент гормонов, а также как сигнальные молекулы.б. Липиды служат для хранения энергии, переносчиками белков через мембрану и сигнальными молекулами. c. Липиды служат в расщеплении молекул запасенной энергии, как сигнальные молекулы и как структурные компоненты гормонов. d. Липиды служат в расщеплении молекул запасенной энергии, как сигнальные молекулы и как каналы для транспорта белков.

Стенограмма видео

этот вопрос задается о функции различных липидных молекул.Так что все, что касается липидов, трех основных классов липидных молекул, должно прийти в голову. Один из них — триглицериды, и он состоит из глицериновой основной цепи, показанной здесь, с ее тремя точками присоединения. Гм, это будет связано с тремя молекулами жирных кислот, и каждая из этих молекул жирных кислот является богатым источником энергии. Таким образом, безрельсовые аттракционы в основном используются для хранения энергии. Вам также следует подумать о стимулирующих липидах, которые также состоят из глицериновой основы. Но у них всего два хвоста жирных кислот.И это третье место прикрепления на холестериновом скелете представляет собой фосфатсодержащую группу. И да, эти молекулы играют пару важных правил. Один участвует в мембранном синтезе. Так что помните, что эта фосфатная головная группа будет полярной. А эти сказки или неполярные Так это гимн пути толстой молекулы. Часть его любит смотреть в воду, а часть гидрофобна, и мы будем держаться подальше от воды. Таким образом, это помогает формировать, мм, возможное, поэтапно. Так что мембрана последнего года в основном возможна.Но эти молекулы также играют важную роль в передаче сигналов, в первую очередь через p1A. Путь, так что расщепление этой группы жирных кислот. Это положение второй жирной кислоты приводит к образованию множества важных сигнальных молекул. Такая тонизирующая кислота cz Ирака и раздражение побережья. Эсо взял интервью у безрассудных поездок, трех жирных кислот, в основном задействованных в накоплении энергии, превращения липидов в жирные кислоты и группы отступников, необходимых для информации о нарушителях, но также участвующих в сигнальных путях.И третий важный основной класс липидов — это стероиды или стеролы, у которых есть структура слитого кольца, ну, вы можете подумать о холестерине. И это тоже важно для регулирования мембраны. Ух, потому что этот, эм, холестерин имеет гидроксидную группу, которая также делает его гимном. IQ заставляет его прижаться к мыслям о запоминании желчи. Но подобные молекулы также используются в образовании гормонов, особенно половых гормонов, таких как андрогены и эстрогены. Итак, гормоны, которые делают нас мужчинами и женщинами, очень похожи на эти молекулы холестерина, которые я нарисовал, и они называются стероидными гормонами.Гм, так что вопрос о шансах. Каковы три функции, которые липидный слуга сажает животных, правильные ответы? A. Они задействованы в этом виде энергии, в основном, через накопление липидов без следа. Они также являются структурными компонентами гормонов. Итак, эти стероиды — основные составляющие этих сексуальных стонов. И они также консервативные, сигнальные молекулы, такие как через прибрежный раздраженный путь, опосредованный убийством, тоже иногда возможно переваривание, это

Липиды млекопитающих: структура, синтез и функции | Очерки биохимии

Примерно только 10% ИП присутствует в фосфорилированной форме.Наиболее распространенными фосфорилированными ИП являются фосфатидилинозитол-4-фосфат (PI4P) и PI (4,5) P 2 , каждый по 5%. PI (4,5) P 2 локализуется на внутренней створке плазматических мембран. Синтез PI (4,5) P 2 опосредуется последовательным фосфорилированием PI с помощью локализованных в плазматической мембране киназ PI 4 и киназ PI4P-5 (рис. 6 и 7). PI (4,5) P 2 необходим для двух основных путей передачи сигнала, PLC и PI3K, которые регулируют широкий спектр биологических активностей.Оба фермента находятся в аутоингибированном состоянии; когда гормоны, факторы роста или нейротрансмиттеры связываются с рецепторами клеточной поверхности, происходит временное высвобождение при аутоингибировании.

В дополнение к роли субстрата для PI (4,5) P 2 , интактная липидная молекула также необходима для множества функций, включая экзоцитоз, эндоцитоз, фагоцитоз, регуляцию ионных каналов и транспортеров и ремоделирование актинового цитоскелета.Белки, необходимые для эндоцитоза, экзоцитоза и фагоцитоза, рекрутируются на плазматическую мембрану посредством PI (4,5) P 2 через их липид-связывающие домены или положительно заряженные участки. Например, во время экзоцитоза несколько компонентов механизма слияния, такие как CAPS, Munc13-1 и синаптотагмин-1, рекрутируются PI (4,5) P 2 . Синтаксин-1, другой важный регулятор экзоцитоза, сгруппирован по PI (4,5) P 2 и является местом стыковки везикул, готовых к секреции.Клатрин-опосредованный эндоцитоз также зависит от PI (4,5) P 2 . Адаптерный белок, AP2, который рекрутирует клатрин, первоначально рекрутируется на плазматическую мембрану с помощью PI (4,5) P 2 . Для продолжения эндоцитоза PI (4,5) P 2 должен быть преобразован в PI4P. Это достигается несколькими фосфатазами, включая фосфатазу OCRL (рис. 6). Название OCRL расшифровывается как Oculo Cerebro почечный синдром Лоу, и мутация этого фермента приводит к заболеванию человека с дефектами глаз, мозга и почек.

Многие ионные каналы поддерживаются в открытом состоянии, когда они связаны с PI (4,5) P 2 . Когда уровни PI (4,5) P 2 снижаются из-за активации PLC, ионные каналы временно закрываются, пока уровни PI (4,5) P 2 не будут восстановлены. Многие актин-связывающие белки рекрутируются PI (4,5) P 2 и могут вызывать изменение их конформации и влиять на форму клеток. Считается, что PI (4,5) P 2 не распределен однородно на плазматической мембране, но присутствует в пространственно разделенных кластерах, позволяющих иметь место локализованной передаче сигналов.

Определение и примеры липидов — Биологический онлайн-словарь

Определение

существительное
множественное число: липиды
lip · id, ˈlɪp ɪd, ˈlaɪ pɪd
Жирное или воскообразное органическое соединение, легко растворимое в неполярном растворителе (например, в эфире ), но не в полярном растворителе (например, воде), и основные биологические функции которого включают накопление энергии, структурный компонент клеточной мембраны и передачу клеточных сигналов.

Подробности

Обзор

Биомолекула относится к любой молекуле, производимой живыми организмами.Таким образом, большинство из них являются органическими молекулами. Четыре основные группы биомолекул включают аминокислоты и белки, углеводы (особенно полисахариды), липиды и нуклеиновые кислоты. Липид относится к любой группе жирных или воскообразных органических соединений, легко растворимых в неполярном растворителе, но не в полярном растворителе. Липиды участвуют в основном в хранении энергии, структурном компоненте и передаче сигналов клетки. Примерами липидов являются воски, масла, стерины, холестерин, жирорастворимые витамины, моноглицериды, диглицериды, триглицериды (жиры) и фосфолипиды.

Характеристики

Липиды — это органические соединения, которые легко растворяются в неполярном растворителе (например, эфире), но не в полярном растворителе (например, воде). Обычно он состоит из единиц глицерина или жирных кислот с другими молекулами или без них. Многие липиды являются амфифильными, что означает, что они имеют как гидрофобные, так и гидрофильные компоненты.

Липиды и жиры

Жирные кислоты (включая жиры) представляют собой подгруппу липидов. В частности, жир — это триглицерид (липид), который обычно является твердым при комнатной температуре.Следовательно, было бы неправильно считать эти два термина синонимами.

Типы

Жирная кислота представляет собой субъединицу жиров, масел и восков. Он относится к любой длинной цепи углеводорода с одной карбоксильной группой в начале и метильным концом и алифатическим хвостом. Он образуется при расщеплении жиров (обычно триглицеридов или фосфолипидов) в процессе, называемом гидролизом. Он представлен R-COOH, где R обозначает алифатический фрагмент, а COOH обозначает карбоксильную группу (превращая молекулу в кислоту).Жирные кислоты можно разделить на (1) ненасыщенные жирные кислоты и (2) насыщенные жирные кислоты. Ненасыщенные жирные кислоты можно дополнительно разделить на мононенасыщенных жирных кислот и полиненасыщенных жирных кислот . Примерами ненасыщенных жиров являются мононенасыщенные жирные кислоты, полиненасыщенные жиры, омега-жирные кислоты, и т.д. . Насыщенные жирные кислоты — это жирные кислоты, в которых отсутствуют ненасыщенные связи между атомами углерода. Примеры включают лауриновую кислоту, пальмитиновую кислоту, и т.д. .
Глицерин представляет собой липид, состоящий из глицерина, эфирно связанного с жирной кислотой. Одним из наиболее широко известных глицеролипидов является триглицерид (также называемый триацилглицерином). Триглицерид — это богатое энергией соединение, состоящее из глицерина и трех жирных кислот (отсюда и название). Все три гидроксильные группы глицерина в триглицериде этерифицированы. Триглицерид является основным компонентом животных и растительных масел и жиров. В растениях они обычно находятся в мембранах растительных клеток, где жирные кислоты в основном ненасыщенные.У животных компонент жирных кислот в значительной степени насыщен.
Глицерофосфолипид, или просто фосфолипид , представляет собой тип липида, который является важным компонентом многих биологических мембран, особенно липидного бислоя клеток. Он также участвует в метаболизме и передаче сигналов клетками. Фосфолипиды представляют собой амфипатические соединения, причем «голова» является гидрофильной, а липофильный «хвост» — гидрофобной. Примеры фосфолипидов включают фосфатидилэтаноламин, фосфатидилинозитол, фосфатидилсерин, лецитин, плазмалогены и сфингомиелины.
Сфинголипид представляет собой липид, состоящий из основы сфингоида (например, сфингозин и церамидов ), основной цепи и остатка (ов) сахара, связанных гликозидной связью. Примерами являются цереброзиды и ганглиозиды.
Липид стерола (например, холестерин) представляет собой другой тип липидов, который служит важным компонентом биологической мембраны. Многие из них действуют как гормоны и сигнальные молекулы.
Липид пренола представляет собой тип липида, который синтезируется из изопентенилдифосфата и диметилаллулдифосфата посредством пути мевалоновой кислоты .Простые изопреноиды (например, каротиноиды) представляют собой пренол-липиды.
Другими типами липидов являются сахаролипиды (жирные кислоты, связанные с основной цепью сахара) и поликетиды (соединения, образованные полимеризацией ацетильных и пропионильных субъединиц).

Общие биологические реакции

Общие биологические реакции

Липиды биосинтезируются в процессе, называемом липогенезом. Липогенез — это процесс производства липидов или жира. В биологии липогенез — это биохимический процесс, т.е.грамм. ацетил-КоА превращается в триглицерид. Он предназначен для хранения биохимической энергии для последующего метаболического использования. Липогенез включает (1) синтез жирных кислот и (2) синтез триглицеридов. Синтез жирных кислот происходит в цитоплазме и характеризуется повторным добавлением двухуглеродных единиц к ацетил-КоА. При синтезе триглицеридов три жирные кислоты этерифицируются до глицерина в эндоплазматическом ретикулуме. Клетки, осуществляющие липогенез, — это в основном адипоциты и клетки печени. Однако клетки печени выделяют триглицериды в форме липопротеинов очень низкой плотности (ЛПОНП) в кровоток.
Помимо биосинтеза, липиды также могут быть получены с пищей. Кроме того, животные, потребляющие чрезмерное количество углеводов, склонны превращать углеводы в тригилцериды.

Распад

Процесс, при котором липид расщепляется для извлечения энергии, называется липолизом. Липолиз активируется, когда уровень циркулирующего инсулина низкий, тогда как циркулирующий адреналин высокий. Жирные кислоты могут далее разлагаться в митохондриях или пероксисомах с образованием ацетил-КоА.Этот метаболический процесс, при котором жирные кислоты разлагаются, приводя к образованию ацетил-коА, называется бета-окислением . Ацетил-коА, в свою очередь, может войти в цикл лимонной кислоты и в конечном итоге разложиться на молекулы CO 2 и воды с сопутствующим образованием АТФ.

Биологические функции

Основные биологические функции липидов включают накопление энергии, структурный компонент клеточной мембраны и передачу сигналов клетками. В биологических мембранах липидный компонент имеет гидрофильную головку, которая может быть гликолипидом, фосфолипидом или стеролом (например,грамм. холестерин) и гидрофобный хвост.

Дополнительный

Этимология

  • Французский липид »Греческий липос (« жир »)

Вариант (ы)

  • липид
  • Производные термины

    • кольцевой липид
    • липид а
    • липид а 4-фосфатаза
    • липид дисахаридсинтаза
    • липидный бислой
    • липидный гранулематоз
    • перекисное окисление липидов
    • липидные пероксиды
    • липидный профиль
    • липидный профиль
    • липидный профиль
    • болезнь накопления нейтральных липидов
    • фосфолипиды
    • сфинголипиды

    Дополнительная литература

    См.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *