Що таке полімери ліпідів?

Ліпіди створюють унікальний тип полімеру, відомий тим, що є ключовим компонентом клітинних мембран і гормонів. Там, де більшість полімерів є довгими ланцюгами однакових, повторюваних вуглецевмісних молекул, відомих як мономери, ліпідні полімери містять додаткову неідентичну молекулу, приєднану до кожного мономерного ланцюга. Ця молекула змінюється залежно від типу ліпідів: деякі можуть потрапляти до карбоксильної групи, гліцеринової групи або фосфатної групи. Деякі ліпіди також утворюють полімероподібні структури з іншим типом молекули жиру, як у випадку зі стероїдами, такими як холестерин - але вони не вважаються справжніми полімерами.

Основною характеристикою всіх молекул ліпідів є те, що вони не розчиняються у воді. Це робить ліпіди критично важливими для будівельних конструкцій, які повинні підтримувати форму у оточенні рідини, наприклад клітинних мембран. Ось чому ліпіди є ключовим компонентом гормонів - хімічних речовин, які повинні рухатися через рідке середовище. Їх міцні молекулярні зв’язки роблять ліпіди зручними для тривалого зберігання енергії. Молекули ліпідів отримують свою нерозчинність, оскільки вони утворюються з ефірними зв’язками: це сполуки, що утворюються із спирту та кислоти шляхом видалення атома водню в молекулі води.

Коли довгий ланцюг зв’язаних атомів вуглецю приєднується до карбоксильної групи, це називається жирною кислотою. Це найпростіший тип ліпідного полімеру. Карбоксильна група складається з атома вуглецю, який утворює подвійний зв’язок з одним атомом кисню і єдиний зв’язок з атомом кисню, який зв’язаний з іншим атомом вуглецю. Ці ланцюги складають насичені та ненасичені жири, що містяться у рослинній та тваринній їжі.

Жирні кислоти утворюють більш складні ліпідні полімери, які називаються тригліцеридами, триацилгліцеринами або триацилгліцеридами, коли кожна однозв’язана молекула кисню зв’язується з вуглецем, що входить до складу молекули гліцерину. Гліцерин - це простий спирт, що складається з трьох атомів кисню та трьох атомів вуглецю, які зв’язуються з атомами водню вісім разів. Тригліцериди також часто містяться в продуктах харчування, особливо в продуктах тваринного походження.

Коли тригліцерид замінює один ланцюг жирних кислот фосфатною групою, він утворює фосфоліпід. Фосфатні групи складаються з атома фосфору, зв’язаного з атомами кисню. Фосфоліпіди утворюють характерну двошарову структуру з водовідштовхувальними або гідрофобними шарами, що укладають водопроникний або гідрофільний середній шар. Вони є основним компонентом клітинних та внутрішньоклітинних мембран.

Такі стероїди, як холестерин, що використовуються організмом людини для вироблення гормонів та інших основних компонентів нервової системи, не вважаються справжніми полімерами. Поки вони є молекулами ліпідів, не здатними розчинятися у воді, їх зв'язки утворюють кільце, зрощене з вуглецем, а не ланцюг. Вони відрізняються від інших молекул ліпідів тим, що вони можуть зв’язуватися, але не містять жирної кислоти.