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지질의 구조

JoVE 핵심
Molecular Biology
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JoVE 핵심 Molecular Biology
Structure of Lipids

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지질은 인지질을 포함하는 소수성 분자 그룹이며 이 인지질은 에너지를 저장하는 데 사용되는 트리글리세리드와 세포막의 주요 구조 성분입니다. 트리글리세리드와 대부분의 인지질은 글리세롤과 지방산 사슬로 구성됩니다. 지방산 사슬의 한쪽 끝에는 메틸기가 있고 반대쪽 끝에는 카르복실기가 있습니다.카르복실기에 연결된 탄소를 알파 탄소라고 하고 메틸기 탄소를 오메가 탄소라고 합니다. 지방산은 길이가 다양하고 탄화수소 사슬에서 이중 결합을 가집니다. 이중 결합을 가진 것은 불포화 지방산이고 단일 결합만을 가진 것은 가능한 가장 많은 수의 수소 원자로 포화되는 것으로 하여 포화 지방산입니다.지방산은 흔히 일반적인 이름을 가지지만 탄소 원자 수와 탄소 사슬에서 이중 결합의 수와 위치에 따라 체계적인 이름을 가질 수 있습니다. 몇 가지 일반적인 번호 지정 방법이 있습니다. 카르복실 참조 시스템은 카르복실 탄소의 모든 이중 결합 위치를 계산하며 이 위치에는 1의 번호가 지정됩니다.오메가 참조 시스템은 오메가 탄소에 가장 가까운 이중 결합의 위치를 계산하며 오메가 탄소는 1로 번호가 매겨집니다. 예를 들어 오메가 3 지방산인 리놀렌산은 카르복실 끝에서 세어 보면 18개의 탄소와 9, 12, 15개의 이중 결합을 가지고 있습니다. 이것은 카르복실 참조 시스템에 따라 18 3 Δ9, 12, 15, 그리고 오메가 참조 시스템에 따라 18 3 으로 불릴 것입니다.불포화 지방산은 시스와 트랜스라는 두 가지 구성으로 발생할 수 있습니다. 시스 구성에서 이중 결합에 포함된 탄소의 수소는 결합의 같은쪽에 있는 반면 트랜스 구성에서는 수소가 반대쪽에 있습니다. 구조적으로 시스 지방산은 구부러진 사슬을 가지고 있는 반면 트랜스 지방산은 곧은 사슬을 가지고 있습니다.트랜스 지방의 섭취는 다양한 심혈관 질환의 원인이 되는 반면, 오메가-3이나 오메가-6과 같은 시스 지방산의 섭취는 건강에 이로운 것으로 알려져 있습니다. 흔히 지방으로 알려진 트리글리세리드는 주로 에너지 저장에 사용됩니다. 이들은 글리세롤의 하이드록실 말단과 지방산의 카르복실 말단 사이의 에스테르 결합을 통해 글리세롤에 연결된 3개의 지방산으로 구성되어 무극성 분자를 형성합니다.만약 세 지방산이 모두 같은 유형이라면 그것들은 단순 트리글리세라이드로 알려져 있습니다. 만약 세 개의 지방산이 다르면 그것들은 혼합 트리글리세라이드로 알려져 있습니다. 다른 형태의 지질인 인지질은 생체막의 중요한 구조적 특징입니다.이는 친수성 알코올 그룹과 소수성 지방산 꼬리로 변형된 인산기로 구성된 친수성 머리를 가지고 있습니다. 이러한 머리와 꼬리의 구성은 다양할 수 있으며 결과적으로 다양한 유형의 막 지질이 생성됩니다. 글리세로 인지질은 각각 에스테르 및 포스포디에스테르 결합을 통해 글리세롤의 각 탄소에 부착된 두 개의 지방산과 고극성 그룹으로 구성된 일반적인 유형의 인지질입니다.

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지질의 구조

지질은 자연에서 크게 비극성 화합물의 다양 한 그룹을 포함. 이는 대부분 비극성 탄소 탄소 또는 탄소 수소 결합을 포함하는 탄화수소이기 때문입니다. 비극성 분자는 소수성 (“물 두려워”), 또는 물에 불용성입니다. 지질은 셀에서 많은 다른 기능을 수행합니다. 세포는 지방의 형태로 장기 사용을 위한 에너지를 저장합니다. 지질은 또한 식물과 동물을위한 환경으로부터 절연을 제공합니다. 예를 들어, 수중 조류와 포유류는 수중 성수성 성수성 특성으로 인해 모피 또는 깃털 위에 보호 층을 형성할 때 건조하게 유지하도록 돕습니다. 지질은 또한 많은 호르몬의 빌딩 블록이며 모든 세포 막의 중요한 구성 요소입니다. 지질은 지방을 포함, 오일, 왁스, 인지질, 스테로이드.

지질의 일반 구조

지방 분자는 글리세롤과 지방산이라는 두 가지 주요 성분으로 구성됩니다. 글리세롤은 3개의 탄소, 5개의 수소 및 3개의 하이드록실(OH) 단을 가진 유기 화합물 (알콜) 입니다. 지방산은 카복실 그룹이 부착된 탄화수소의 긴 사슬을 가지고, 따라서 이름 “지방산.” 지방산내 탄소의 수는 4에서 36까지 다양할 수 있다. 가장 일반적인 것은 12-18개의 탄소를 함유하는 탄소입니다. 지방 분자에서, 지방산은 산소 원자를 통해 에스테르 결합을 가진 글리세롤 분자의 3개의 탄소의 각각에 붙어 있습니다. 탈수 반응에서 글리세롤 백본에 3개의 지방산을 결합하면 트리아실글리세롤이 형성됩니다. 트리아실글리세롤의 3가지 지방산은 유사하거나 유사할 수 있다.

인지질은 지질의 또 다른 일반적인 유형입니다. 그것은 수륙 양용 분자, 그것은 소수성 및 친수 성 부분을 의미. 지방산 사슬은 소수성이며 물과 상호 작용할 수 없습니다. 반면, 인산염 함유 그룹은 친수성이며 물과 상호 작용합니다. 인지질의 수성 모성 헤드 그룹은 수성 용액에 직면합니다. 소수성 꼬리는 이중 레이어의 중간에 격리됩니다.

지방산

지방산은 포화 또는 불포화 될 수 있습니다. 지방산 사슬에서 탄화수소 사슬에 인접한 탄소 사이에 단 하나의 결합만 있는 경우 지방산이 포화됩니다. 스테어산은 포화 지방산의 예입니다.

탄화수소 사슬에 이중 결합이 포함되어면 지방산이 불포화됩니다. 올레산은 불포화 지방산의 예입니다. 대부분의 불포화 지방은 실온에서 액체이며 오일이라고합니다. 분자에 이중 결합이 하나 있는 경우, 단일 불포화 지방 (예를 들어, 올리브 오일)이며, 두 배 이상의 결합이있는 경우, 그것은 고도 불포화 지방 (예를 들어, 카놀라 오일)입니다. 단일 결합을 가진 긴 직선 지방산은 일반적으로 단단히 포장하고 실온에서 단단합니다. 스테어릭 산과 팔미티산 (고기에서 흔히) 및 부티르산 (버터에서 흔히) 지방을 가진 동물성 지방은 포화 지방의 예입니다.

지방산은 또한 시스와 트랜스로 분류될 수 있고 트랜스는 이중 결합 의 주위에 분자의 구성을 표시합니다. 같은 평면에 수소가 있는 경우 시스 지방입니다. 수소 원자가 두 개의 서로 다른 평면에 있는 경우, 그것은 트랜스 지방이다. 시스 이중 결합은 구부러지거나 지방산이 단단히 포장되는 것을 방지하는 “꼬임”을 일으켜 실온에서 액체를 유지합니다. 올리브 오일, 옥수수 기름, 카놀라 유, 대구 간 오일은 불포화 지방의 예입니다. 불포화 지방은 혈중 콜레스테롤 수치를 낮추는 데 도움이됩니다. 반면, 포화 지방은 동맥의 플라크 형성에 기여합니다.

트랜스 지방

식품 산업은 인위적으로 오일을 수소화하여 반고체이며 많은 가공 식품에 바람직한 일관성을 만듭니다. 이 과정에서, 시스의이중 결합 – 탄화수소 사슬의 형성은 트랜스에서이중 채권으로 변환할 수 있습니다 – 형성.

마가린, 땅콩 버터의 일부 유형, 단축은 인위적으로 수소화 트랜스 지방의 예입니다. 최근 연구에 따르면 인간 식단의 트랜스 지방증가는 저밀도 지단백(LDL) 또는 “나쁜” 콜레스테롤의 상부로 이어질 수 있으며, 이는 동맥의 플라크 증착으로 이어질 수 있으며, 이는 심장 질환의 결과로 이어질 수 있습니다.

오메가 지방산

필수 지방산은 인체가 필요로 하지만 합성하지 않는 것입니다. 따라서, 그들은 다이어트를 통해 섭취를 통해 보충 해야. 오메가-3 지방산은 이 범주에 속하며 인간에게 알려진 두 가지 중 하나입니다(다른 하나는 오메가-6 지방산입니다). 이들은 고도 불포화 지방산이며 이중 결합이 탄화수소 사슬의 끝에서 이웃 탄소에 세 번째 탄소를 연결하기 때문에 오메가-3입니다.

알파 리놀렌산은 오메가-3 지방산의 예입니다. 그것은 세 가지 시스 더블 채권을 가지고 있으며, 그 결과, 곡선 모양. 연어, 송어 및 참치는 오메가-3 지방산의 좋은 공급원입니다. 연구에 따르면 오메가-3 지방산은 심장 마비로 인한 갑작스런 사망 위험을 줄이고, 혈액의 트리글리세라이드를 낮추고, 혈압을 감소시키고, 혈전증을 예방합니다. 그(것)들은 또한 염증을 감소시키고 동물에 있는 몇몇 암의 리스크를 낮추는 것을 도울 수 있습니다.

이 텍스트는 오픈 탁스, 생물학 2e, 제 3.3 장 : 지질에서 적응된다.