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

Lipiden zijn een groep hydrofobe moleculen die triglyceriden bevatten, die worden gebruikt om energie op te slaan, en fosfolipiden, die de belangrijkste structurele componenten van celmembranen zijn. Triglyceriden en de meeste fosfolipiden bestaan uit glycerol-en vetzuurketens. Vetzuren hebben methylgroepen aan het ene uiteinde van de keten en carboxylgroepen aan het andere uiteinde.De koolstof die met de carboxylgroep is verbonden, wordt de alfakoolstof genoemd en de koolstof uit de methylgroep staat bekend als de omega-koolstof. Vetzuren variëren in lengte en de aanwezigheid van dubbele bindingen in de koolwaterstofketen. Die met dubbele bindingen zijn onverzadigde vetzuren en die met alleen enkele bindingen zijn verzadigde vetzuren omdat ze verzadigd zijn met het grootst mogelijke aantal waterstofatomen.Vetzuren hebben vaak gewone namen, maar kunnen systematisch worden benoemd op basis van het aantal koolstofatomen en het aantal en de positie van de dubbele bindingen in de koolstofketen. Er zijn verschillende veelgebruikte nummeringsmethoden. Het carboxyl-referentiesysteem telt de positie van alle dubbele bindingen van de carboxylkoolstof, die is genummerd als 1.Het omega-referentiesysteem telt de positie van de dubbele binding die zich het dichtst bij de omega-koolstof bevindt, waarbij de omega-koolstof genummerd is als 1. Linoleenzuur, een omega 3-vetzuur, heeft bijvoorbeeld 18 koolstofatomen en dubbele bindingen op de posities 9, 12 en 15 vanaf het carboxyluiteinde. Dit wordt 18:3 Δ9, 12, 15 genoemd volgens het carboxyl-referentiesysteem en 18:3 volgens het omega-referentiesysteem.Onverzadigde vetzuren kunnen in twee configuraties voorkomen:cis en trans. In de cis-configuratie bevinden de waterstofatomen op de koolstofatomen die betrokken zijn bij de dubbele binding zich aan dezelfde kant van de binding, terwijl in de trans-configuratie de waterstofatomen zich aan de tegenoverliggende zijden bevinden. Structureel hebben cis-vetzuren gebogen ketens, terwijl transvetzuren rechte ketens hebben.De consumptie van transvetten blijkt verantwoordelijk te zijn voor verschillende hart-en vaatziekten, terwijl de consumptie van cis-vetzuren, zoals omega-3 en omega-6, goed is voor de gezondheid. Triglyceriden, algemeen bekend als vetten, worden voornamelijk gebruikt voor de opslag van energie. Ze zijn samengesteld uit drie vetzuren die aan glycerol zijn gekoppeld via esterbindingen tussen de hydroxyluiteinden van glycerol en de carboxyluiteinden van de vetzuren, wat resulteert in de vorming van een niet-polair molecuul.Als alle drie de vetzuren van hetzelfde type zijn, staan ze bekend als eenvoudige triglyceriden. Als de drie vetzuren verschillen, staan ze bekend als gemengde triglyceriden. Een ander type lipide, fosfolipiden, is een belangrijk structureel kenmerk van biologische membranen.Ze hebben hydrofiele koppen bestaande uit fosfaatgroepen gemodificeerd met een hydrofiele alcoholgroep en hydrofobe vetzuurstaarten. De samenstelling van deze kop en staart kan variëren, wat resulteert in verschillende soorten membraanlipiden. Glycerofosfolipiden zijn een veelgebruikt type fosfolipide dat bestaat uit twee vetzuren en een sterk polaire groep die aan elk koolstofatoom van glycerol is gehecht via respectievelijk ester-en fosfodiësterbindingen.

structure of lipids

Structure of Lipids

Lipiden omvatten een diverse groep verbindingen die grotendeels niet-polair van aard zijn. Dit komt omdat het koolwaterstoffen zijn die voornamelijk niet-polaire koolstof-koolstof- of koolstof-waterstofbindingen bevatten. Niet-polaire moleculen zijn hydrofoob (“watervrezend”) of onoplosbaar in water. Lipiden vervullen veel verschillende functies in een cel. Cellen slaan energie op voor langdurig gebruik in de vorm van vetten. Lipiden zorgen ook voor isolatie van de omgeving voor planten en dieren. Ze helpen bijvoorbeeld watervogels en zoogdieren droog te houden wanneer ze een beschermende laag over vacht of veren vormen vanwege hun waterafstotende, hydrofobe karakter. Lipiden zijn ook de bouwstenen van veel hormonen en vormen een belangrijk bestanddeel van alle celmembranen. Lipiden omvatten vetten, oliën, wassen, fosfolipiden en steroïden. 

 Algemene structuur van lipiden 

 Een vetmolecuul bestaat uit twee hoofdcomponenten: glycerol en vetzuren. Glycerol is een organische verbinding (alcohol) met drie koolstofatomen, vijf waterstofatomen en drie hydroxylgroepen (OH). Vetzuren hebben een lange keten van koolwaterstoffen waaraan een carboxylgroep is bevestigd, vandaar de naam ‘vetzuur’. Het aantal koolstofatomen in het vetzuur kan variëren van 4 tot 36. De meest voorkomende zijn die met 12-18 koolstofatomen. In een vetmolecuul hechten de vetzuren zich aan elk van de drie koolstofatomen van het glycerolmolecuul met een esterbinding via een zuurstofatoom. Door drie vetzuren aan een glycerolskelet te verbinden in een dehydratatiereactie, ontstaat triacylglycerol. De drie vetzuren in de triacylglycerol kunnen vergelijkbaar of verschillend zijn. 

 Een fosfolipide is een ander veel voorkomend type lipide. Het is een amfipatisch molecuul, wat betekent dat het een hydrofoob en een hydrofiel deel heeft. De vetzuurketens zijn hydrofoob en kunnen geen interactie aangaan met water; terwijl de fosfaathoudende groep hydrofiel is en een interactie aangaat met water. De hydrofiele hoofdgroepen van de fosfolipiden zijn naar de waterige oplossing gericht. De hydrofobe staarten worden in het midden van de dubbellaag afgezonderd. 

 Vetzuren 

 Vetzuren kunnen verzadigd of onverzadigd zijn. Als er in een vetzuurketen slechts enkele bindingen zijn tussen aangrenzende koolstofatomen in de koolwaterstofketen, is het vetzuur verzadigd. Stearinezuur is een voorbeeld van een verzadigd vetzuur. 

 Wanneer de koolwaterstofketen een dubbele binding bevat, is het vetzuur onverzadigd. Oliezuur is een voorbeeld van een onverzadigd vetzuur. De meeste onverzadigde vetten zijn vloeibaar bij kamertemperatuur en worden oliën genoemd. Als er één dubbele binding in het molecuul zit, dan is het een enkelvoudig onverzadigd vet (bijvoorbeeld olijfolie), en als er meer dan één dubbele binding is, dan is het een meervoudig onverzadigd vet (bijvoorbeeld koolzaadolie). Lange rechte vetzuren met enkele bindingen zijn over het algemeen stevig verpakt en zijn vast bij kamertemperatuur. Dierlijke vetten met stearinezuur en palmitinezuur (veel voorkomend in vlees) en het vet met boterzuur (veel voorkomend in boter) zijn voorbeelden van verzadigde vetten. 

 Vetzuren kunnen bovendien worden ingedeeld in Cis en trans. Cis en trans geven de configuratie van het molecuul rond de dubbele binding aan. Als waterstofatomen in hetzelfde vlak aanwezig zijn, is het een cis-vet. Als de waterstofatomen zich op twee verschillende vlakken bevinden, is er sprake van een transvet. De dubbele cis-binding veroorzaakt een buiging of een “knik” waardoor de vetzuren niet goed kunnen worden opgepakt, waardoor ze bij kamertemperatuur vloeibaar blijven. Olijfolie, maïsolie, koolzaadolie en levertraan zijn voorbeelden van onverzadigde vetten. Onverzadigde vetten helpen het cholesterolgehalte in het bloed te verlagen; terwijl verzadigde vetten bijdragen aan de vorming van plaques in de slagaders. 

 Transvetten 

 De voedingsindustrie maakt oliën kunstmatig waterstof om ze halfvast te maken en een consistentie te krijgen die wenselijk is voor veel bewerkte voedingsproducten. Tijdens dit proces kunnen dubbele bindingen van de cis–conformatie in de koolwaterstofketen worden omgezet in dubbele bindingen in de trans–conformatie. 

 Margarine, sommige soorten pindakaas en bakvet zijn voorbeelden van kunstmatig gehydrogeneerde transvetten. Recente onderzoeken hebben aangetoond dat een toename van transvetten in de menselijke voeding kan leiden tot hogere niveaus van lipoproteïnen met lage dichtheid (LDL), of ‘slechte’ cholesterol, wat op zijn beurt kan leiden tot afzetting van plaques in de bloedvaten, wat kan leiden tot hartziekten. 

 Omega-vetzuren 

 Essentiële vetzuren zijn de vetzuren die het menselijk lichaam nodig heeft, maar niet zelf synthetiseert. Daarom moeten ze worden aangevuld via inname via de voeding. Omega-3-vetzuren vallen in deze categorie en zijn een van de slechts twee die bij de mens bekend zijn (de andere is omega-6-vetzuur). Dit zijn meervoudig onverzadigde vetzuren en zijn omega-3 omdat een dubbele binding de derde koolstof vanaf het uiteinde van de koolwaterstofketen verbindt met de aangrenzende koolstof. 

 Alfa-linoleenzuur is een voorbeeld van een omega-3-vetzuur. Het heeft drie cis dubbele bindingen en daardoor een gebogen vorm. Zalm, forel en tonijn zijn goede bronnen van omega-3-vetzuren. Onderzoek wijst uit dat omega-3-vetzuren het risico op een plotselinge dood door hartaanvallen verminderen, de triglyceriden in het bloed verlagen, de bloeddruk verlagen en trombose voorkomens door de bloedstolling te remmen. Ze verminderen ook ontstekingen en kunnen het risico op bepaalde vormen van kanker bij dieren helpen verlagen.

Lipids include a diverse group of compounds that are largely nonpolar in nature. This is because they are hydrocarbons that include mostly nonpolar ...

Education

JoVE Core

Molecular Biology

Moleculaire biologie

Unit 1

Biochemistry of the Cell

Biochemie van de cel

KEY TERMS AND CONCEPTS

BELANGRIJKE TERMEN EN CONCEPTEN

Structuur van lipiden

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

the-periodic-table-and-organismal-elements

Element Groups in Living Things

Living things are built from elements found on the periodic table. This page focuses on the elements that make up organisms and how they are grouped in biology. These organismal elements are usually divided into major, minor, and trace categories. Major elements make up most of the mass of living matter. Minor elements are needed in smaller amounts. Trace elements are present in very small amounts but still play important roles. The periodic table helps show where these elements fit and how...

functional groups

Functional Groups in Organic Molecules

Functional groups are the parts of organic molecules that give them specific chemical behavior. They help determine how a compound reacts and what properties it has. In organic chemistry, these groups are used to classify molecules in a clear way. Hydrocarbons are one common class of organic compounds. They contain only carbon and hydrogen. Alcohols, aldehydes, and ketones are other classes that are identified by their functional groups. These groups make each class behave differently from the...

polymers

Polymer Structures and Uses

Polymers are large molecules built from repeating smaller units called monomers. Their long-chain structure gives them many different properties and makes them useful in everyday materials. Polymers can form in two main ways. In addition polymerization, monomers join together without losing any atoms. In condensation polymerization, monomers link while a small molecule is released. These two pathways help explain how many common plastics and related materials are made. The structure of a...

what are lipids?

Lipids in Cells: Fats and Membranes

Lipids are a group of biomolecules found in living things. They are known for their role in energy storage and in building cell membranes. This makes them important in many parts of biology. Fats are one common type of lipid. Other lipids include phospholipids and steroids. Each group has a different structure and a different job in the body. Phospholipids are especially important because they help form cell membranes. Steroids also belong to the lipid group, and they have their own distinct...

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...

chemistry of carbohydrates

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...

nucleic acids

Nucleic Acids and Genetic Information

Nucleic acids carry genetic information in cells. They include DNA and RNA, which are made from nucleotide building blocks. These molecules store, copy, and help use the instructions needed for life. DNA is the main long-term storage molecule for genetic information. RNA helps carry and use that information in cells. Together, these nucleic acids connect the code in a cell to the proteins it can make.

intermolecular forces

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.

Types of Lipids and Their Structure | JoVE K12

molecular biology

JoVE Core Molecular Biology showcases the molecular processes of the cell through clear and concise animated video lessons. Additionally, in scientist-in-action videos, these concepts' application is demonstrated through real experiments in modern laboratories.

Types of Lipids and Their Structure

Description

Transcript

Tags