Name: types of lipids and their structure
Uploaded: 2020-11-23T11:47:33.000Z
Duration: 3 min 38 s
Channel: JoVE

Lipide sind eine Gruppe hydrophober Moleküle, zu denen Triglyceride gehören, die zur Energiespeicherung verwendet werden, und Phospholipide, die die Hauptstrukturkomponenten der Zellmembranen sind.
Triglyceride und die meisten Phospholipide bestehen aus Glycerin- und Fettsäureketten.
Fettsäuren haben Methylgruppen an einem Ende der Kette und Carboxylgruppen am anderen Ende. Der Kohlenstoff, der mit der Carboxylgruppe verbunden ist, wird als Alpha-Kohlenstoff bezeichnet, und der Kohlenstoff der Methylgruppe wird als Omega-Kohlenstoff bezeichnet.
Fettsäuren variieren in der Länge und dem Vorhandensein von Doppelbindungen in der Kohlenwasserstoffkette. Diejenigen mit Doppelbindungen sind ungesättigte Fettsäuren und solche mit nur Einfachbindungen sind gesättigte Fettsäuren, weil sie mit der größtmöglichen Anzahl von Wasserstoffatomen gesättigt sind.
Fettsäuren haben oft gebräuchliche Namen, können aber systematisch nach der Anzahl der Kohlenstoffatome und der Anzahl und Position der Doppelbindungen in der Kohlenstoffkette benannt werden.
Es gibt mehrere gängige Nummerierungsmethoden. Das Carboxyl-Referenzierungssystem zählt die Position aller Doppelbindungen vom Carboxylkohlenstoff, der als 1 nummeriert ist. Das Omega-Referenzierungssystem zählt die Position der Doppelbindung, die dem Omega-Kohlenstoff am nächsten liegt, wobei der Omega-Kohlenstoff als 1 nummeriert ist.
Zum Beispiel hat Linolensäure, eine Omega-3-Fettsäure, 18 Kohlenstoffe und Doppelbindungen an den Positionen 9, 12 und 15, gerechnet vom Carboxylende. Dies wird 18:3 Δ9, 12, 15 nach dem Carboxyl-Referenzierungssystem und 18:3 (ω-3) nach dem Omega-Referenzierungssystem genannt.
Ungesättigte Fettsäuren können in zwei Konfigurationen vorkommen: cis und trans. In der cis-Konfiguration befinden sich die Wasserstoffatome an den an der Doppelbindung beteiligten Kohlenstoffen auf der gleichen Seite der Bindung, während sich die Wasserstoffatome in der trans-Konfiguration auf den gegenüberliegenden Seiten befinden. 
Strukturell haben cis-Fettsäuren gebogene Ketten, während trans-Fettsäuren gerade Ketten haben.
Es wurde festgestellt, dass der Verzehr von Transfetten für verschiedene Herz-Kreislauf-Erkrankungen verantwortlich ist, während der Verzehr von cis-Fettsäuren wie Omega-3 und Omega-6 als gesundheitsfördernd bekannt ist.
Triglyceride, umgangssprachlich als Fette bekannt, werden in erster Linie zur Speicherung von Energie verwendet. Sie bestehen aus drei Fettsäuren, die durch Esterbindungen zwischen den Hydroxylenden des Glycerins und den Carboxylenden der Fettsäuren mit Glycerin verbunden sind, was zur Bildung eines unpolaren Moleküls führt.
Wenn alle drei Fettsäuren vom gleichen Typ sind, werden sie als einfache Triglyceride bezeichnet. Unterscheiden sich die drei Fettsäuren, spricht man von gemischten Triglyceriden.
Eine andere Art von Lipiden, die Phospholipide, ist ein wichtiges strukturelles Merkmal biologischer Membranen.
Sie haben hydrophile Köpfe, die aus Phosphatgruppen bestehen, die mit einer hydrophilen Alkoholgruppe modifiziert sind, und hydrophoben Fettsäureschwänzen. Die Zusammensetzung dieser Köpfe und Schwänze kann variieren, was zu unterschiedlichen Arten von Membranlipiden führt.
Glycerophospholipide sind eine häufige Art von Phospholipiden, die aus zwei Fettsäuren und einer hochpolaren Gruppe bestehen, die an jeden Kohlenstoff des Glycerins durch Ester- bzw. Phosphodiesterbindungen gebunden sind.

struktur von lipiden

Structure of Lipids

Lipide umfassen eine vielfältige Gruppe von Verbindungen, die größtenteils unpolarer Natur sind. Dies liegt daran, dass es sich um Kohlenwasserstoffe handelt, die überwiegend unpolare Kohlenstoff-Kohlenstoff- oder Kohlenstoff-Wasserstoff-Bindungen enthalten. Unpolare Moleküle sind hydrophob („wasserscheu“) oder in Wasser unlöslich. Lipide erfüllen in einer Zelle viele verschiedene Funktionen. Zellen speichern Energie für den Langzeitgebrauch in Form von Fetten. Lipide isolieren Pflanzen und Tiere auch von der Umwelt. Aufgrund ihrer wasserabweisenden hydrophoben Beschaffenheit tragen sie beispielsweise dazu bei, Wasservögel und Säugetiere trocken zu halten, indem sie eine Schutzschicht über Fell oder Federn bilden. Lipide sind außerdem Bausteine vieler Hormone und ein wichtiger Bestandteil aller Zellmembranen. Zu den Lipiden zählen Fette, Öle, Wachse, Phospholipide und Steroide. Allgemeine Struktur von Lipiden Ein Fettmolekül besteht aus zwei Hauptkomponenten – Glycerin und Fettsäuren. Glycerin ist eine organische Verbindung (Alkohol) mit drei Kohlenstoffatomen, fünf Wasserstoffatomen und drei Hydroxylgruppen (OH). Fettsäuren bestehen aus einer langen Kette von Kohlenwasserstoffen, an die eine Carboxylgruppe gebunden ist, daher der Name „Fettsäure“. Die Anzahl der Kohlenstoffe in der Fettsäure kann zwischen 4 und 36 liegen. Am häufigsten sind solche mit 12–18 Kohlenstoffen. In einem Fettmolekül binden die Fettsäuren über ein Sauerstoffatom mit einer Esterbindung an jeden der drei Kohlenstoffatome des Glycerinmoleküls. Durch die Verbindung von drei Fettsäuren mit einem Glyceringerüst in einer Dehydratisierungsreaktion entsteht Triacylglycerin. Die drei Fettsäuren im Triacylglycerin können ähnlich oder unterschiedlich sein. Ein Phospholipid ist ein weiterer häufiger Lipidtyp. Es ist ein amphipathisches Molekül, d. h. es hat einen hydrophoben und einen hydrophilen Teil. Die Fettsäureketten sind hydrophob und können nicht mit Wasser interagieren; die phosphathaltige Gruppe hingegen ist hydrophil und interagiert mit Wasser. Die hydrophilen Kopfgruppen der Phospholipide sind der wässrigen Lösung zugewandt. Die hydrophoben Enden sind in der Mitte der Doppelschicht abgesondert. Fettsäuren Fettsäuren können gesättigt oder ungesättigt sein. Wenn in einer Fettsäurekette nur Einfachbindungen zwischen benachbarten Kohlenstoffatomen in der Kohlenwasserstoffkette vorhanden sind, ist die Fettsäure gesättigt. Stearinsäure ist ein Beispiel für eine gesättigte Fettsäure. Wenn die Kohlenwasserstoffkette eine Doppelbindung enthält, ist die Fettsäure ungesättigt. Ölsäure ist ein Beispiel für eine ungesättigte Fettsäure. Die meisten ungesättigten Fette sind bei Raumtemperatur flüssig und werden Öle genannt. Wenn das Molekül eine Doppelbindung enthält, handelt es sich um ein einfach ungesättigtes Fett (z. B. Olivenöl), und wenn mehr als eine Doppelbindung vorhanden ist, handelt es sich um ein mehrfach ungesättigtes Fett (z. B. Rapsöl). Lange gerade Fettsäuren mit Einfachbindungen liegen im Allgemeinen dicht beieinander und sind bei Raumtemperatur fest. Beispiele für gesättigte Fette sind tierische Fette mit Stearinsäure und Palmitinsäure (häufig in Fleisch) und Fett mit Buttersäure (häufig in Butter). Fettsäuren können zusätzlich in Cis- und Trans-Fettsäuren eingeteilt werden. Cis und trans geben die Konfiguration des Moleküls um die Doppelbindung an. Wenn Wasserstoffe in derselben Ebene vorhanden sind, handelt es sich um ein cis-Fett. Befinden sich die Wasserstoffatome auf zwei verschiedenen Ebenen, handelt es sich um ein Transfett. Die cis-Doppelbindung verursacht eine Biegung oder einen „Knick“, der verhindert, dass die Fettsäuren fest gepackt werden und sie bei Raumtemperatur flüssig bleiben. Beispiele für ungesättigte Fette sind Olivenöl, Maisöl, Rapsöl und Lebertran. Ungesättigte Fette helfen, den Cholesterinspiegel im Blut zu senken; wohingegen gesättigte Fette zur Plaquebildung in den Arterien beitragen. Trans-Fette Die Lebensmittelindustrie hydriert Öle künstlich, um ihnen eine halbfeste Konsistenz zu verleihen, die für viele verarbeitete Lebensmittelprodukte wünschenswert ist. Dabei können sich Doppelbindungen der cis-Konformation in der Kohlenwasserstoffkette in Doppelbindungen der trans-Konformation umwandeln. Margarine, einige Arten von Erdnussbutter und Backfett sind Beispiele für künstlich gehärtete Transfette. Jüngste Studien haben gezeigt, dass ein Anstieg der Transfette in der menschlichen Ernährung zu einem höheren Gehalt an Lipoproteinen niedriger Dichte (LDL) oder „schlechtem“ Cholesterin führen kann, was wiederum zu Plaqueablagerungen in den Arterien leitet, was Herzerkrankungen verursachen kann. Omega-Fettsäuren Essentielle Fettsäuren sind solche, die der menschliche Körper benötigt, aber nicht synthetisiert. Sie müssen daher über die Nahrung zugeführt werden. Omega-3-Fettsäuren fallen in diese Kategorie und sind eine von nur zwei, die für den Menschen bekannt sind (die andere ist Omega-6-Fettsäure). Dies sind mehrfach ungesättigte Fettsäuren und zählen zu den Omega-3-Fettsäuren, da eine Doppelbindung den dritten Kohlenstoff vom Ende der Kohlenwasserstoffkette mit dem benachbarten Kohlenstoff verbindet. Alpha-Linolensäure ist ein Beispiel für eine Omega-3-Fettsäure. Es verfügt über drei cis-Doppelbindungen und hat dadurch eine gekrümmte Form. Lachs, Forelle und Thunfisch sind gute Quellen für Omega-3-Fettsäuren. Untersuchungen zeigen, dass Omega-3-Fettsäuren das Risiko eines plötzlichen Herzinfarkttodes verringern, die Triglyceride im Blut senken, den Blutdruck senken und Thrombosen vorbeugen, indem sie die Blutgerinnung hemmen. Sie reduzieren auch Entzündungen und können dazu beitragen, das Risiko einiger Krebsarten bei Tieren zu senken. Dieser Text wurde angepasst von <a href="https://openstax.org/books/biology-2e/pages/3-3-lipids">Openstax, Biology 2e, Chapter 3.3: Lipids</a>.

Struktur von Lipiden

Lipide umfassen eine vielfältige Gruppe von Verbindungen, die in der Natur weitgehend unpolar sind. Dies liegt daran, dass es sich um Kohlenwasserstoffe handelt, die meist unpolare ...

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Einheit 1

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KEY TERMS AND CONCEPTS

KERNBEGRIFFE UND KONZEPTE

types of lipids and their structure

Lipids are a major group of biological molecules, and their structure helps explain their different forms. Many lipids are built from fatty acids, which are long hydrocarbon chains with a carboxyl group. The carbon chain is hydrophobic, meaning it does not mix well with water, while the carboxyl group is the acidic end.

Triglycerides are one common lipid type. They consist of a glycerol molecule joined to three fatty acid chains. Saturated triglycerides have fatty acids with only single carbon-carbon bonds, so the chains stay straight and pack tightly. Unsaturated triglycerides contain one or more double bonds, which create bends in the chains.

Phospholipids are another important lipid class. They have a glycerol backbone, but one fatty acid is replaced by a phosphate group. This gives phospholipids a polar head and nonpolar tails, which is useful in cell membranes.

Some lipids are steroids. These have a four-ring structure rather than long fatty acid chains. Cholesterol is a familiar example, and its ring structure makes it different from triglycerides and phospholipids.

Types of Lipids and Their Structure

the periodic table and organismal elements

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Lipids in Cells: Fats and Membranes

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structure of lipids

Lipids are a major group of biological molecules, and their structure helps explain their different forms. Many lipids are built from fatty acids, which are long hydrocarbon chains with a carboxyl group. The carbon chain is hydrophobic, meaning it does not mix well with water, while the carboxyl group is the acidic end. Triglycerides are one common lipid type. They consist of a glycerol molecule joined to three fatty acid chains. Saturated triglycerides have fatty acids with only single...

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Carbohydrate Structures and Types

Carbohydrates are biomolecules built from carbon, hydrogen, and oxygen. Their chemistry helps explain how simple sugars join together and how larger carbohydrate molecules form. The smallest carbohydrates are monosaccharides, or single sugar units. These can link to make disaccharides, which contain two sugar units, and polysaccharides, which are long chains of many sugar units. Carbohydrates play an important role in biology because they are part of the structures and processes found in...

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Forces Between Molecules

Forces between molecules help explain why matter behaves the way it does. These intermolecular attractions act between separate molecules, not within a single molecule. They are often much weaker than the bonds that hold atoms together inside a molecule, but they still affect many properties of liquids and solids. Several common types of intermolecular forces are covered in this topic. These include dipole-dipole forces, hydrogen bonding, ion-dipole forces, and van der Waals forces. Van der...

noncovalent attractions in biomolecules

How Biomolecules Hold Their Shape

Biomolecules hold their shape through noncovalent attractions. These interactions occur within and between molecules and help control the structure and stability of complexes. They are different from covalent bonds because they do not involve sharing electrons. Four main noncovalent interactions are important in biology: hydrogen bonds, van der Waals forces, ionic bonds, and hydrophobic interactions. Hydrogen bonds form when a hydrogen atom is covalently bonded to a strongly electronegative...

pH Scale and Acid-Base Balance

pH measures how acidic or basic an aqueous solution is. It is a key way to describe the balance between acids and bases in water-based solutions. The pH scale shows this balance with low values for acidic solutions and high values for basic solutions. Neutral solutions fall in the middle of the scale. Understanding pH helps explain how different substances behave in water. It also helps compare solutions that are more acidic, more basic, or neutral.

hydrolysis of atp

ATP Hydrolysis and Energy Release

ATP hydrolysis is a key chemical reaction in cells that releases energy. ATP, or adenosine triphosphate, is the molecule cells use to store and transfer energy for many processes. During hydrolysis, water breaks the bond in ATP’s terminal phosphate group. This reaction converts ATP into ADP, or adenosine diphosphate, and inorganic phosphate. The released energy can then be used to drive cellular work. High school biology students often see ATP hydrolysis as part of energy transfer in living...

key terms and concepts

Explore lipid structure through fatty acids, triglycerides, phospholipids, and steroids. Learn how each type differs in shape and bonding.

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molecular biology

JoVE Core Molecular Biology veranschaulicht die molekularen Prozesse der Zelle in prägnanten animierten Video-Lektionen. In Videos von Wissenschaftlern in Aktion wird die Anwendung dieser Konzepte zusätzlich durch reale Experimente in modernen Laboren demonstriert.

Types of Lipids and Their Structure

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