Základy organické chemie Jaromír Litera k Jaromír Literák Základy organické chemie Lipidy Přírodní látky, které jsou rozpustné v nepolárních organických rozpouštědlech a obtížně rozpustné ve vodě. Lipidy se nemají společné strukturní rysy (např. určitou funkční skupinu), ale jsou definovány podobnými vlastnostmi. Jedno z možných dělení lipidů na základě snadnosti hydrolýzy a produktů: • Složené - obsahují jednu nebo více esterových (amidových) vazeb, hydrolýza poskytuje alkohol a mastnou kyselinu. • Vosky • Triacylglyceroly • Fosfolipidy • Sfingolipidy Glykolipidy • Lipoproteiny • Jednoduché - nehydrolyzují nebo hydrolýza poskytne odlišné produkty. • Steroidy • Terpeny • Prostaglandiny Jaromír Literák Základy organické chemie Vosky Monoestery jednosytných kyselin a alkoholů s dlouhými uhlovodíkovými řetězci. Mají často ochrannou funkci - hydrofobní povrch rostlin a živočichů. Včelí vosk: H3C Karnaubský vosk, lanolin - směsi mnoha látek, převažují estery. Jaromír Literák Základy organické chemie Triacylglyceroly Tuky, estery mastných kyselin a glycerolu. R Jaromír Literák Základy organické chemie Triacylglyceroly Mastné kyseliny - jednosytné karboxylové kyseliny, obvykle Ci2-C2o-Pokud jsou nenasycené, má dvojná vazba konfiguraci cis. kyselina kyselina stearová olejová Jaromír Literák Základy organické chemie Dominující interakcí mezi molekulami s dlouhými uhlovodíkovými zbytky jsou disperzní síly, jejichž velikost závisí na těsném kontaktu molekul. Teplota tání triacylglycerolů kopíruje teploty tání v nich obsažených mastných kyselin. t.t./°c H3C ,COOH '12 43 kyselina laurová '14 54 kyselina myristová '16 63 kyselina palmitová H3C .COOH '18 69 kyselina stearová H,C- -COOH '18 13 kyselina olejová ■COOH '18 -5 kyselina linolová Hqcr^v=v=v=v=^ COOH C20 -50 kyselina arachidonová Jaromír Literák Základy organické chemie Nasycené mastné Nenasycené mastné kyseliny (°/c) kyseliny (%) C16 Cl8 Cl8 Cl8 palmitová stearová olejová linolová Živočišné tuky: sádlo 25 15 50 6 máslo 25 10 25 5 lidský tuk 25 8 46 10 velrybí tuk 12 3 35 10 Rostlinné oleje: kokosový 8 2 6 1 kukuřičný 10 4 35 45 olivový 5 5 80 7 arašídový 7 5 60 20 lněný 5 3 20 20 Jaromír Literák Základy organické chemie Reakce triacylglycerolů • Autooxidace 02 o-o H • Ztužování tuků H: Ni u f f u Transesterifikace - methyl estery mastných kyselin jsou bionaftou HsC^^\ ^\ ^\ ^\ /°-CH_ bionafta Saponifikace - sodné a draselné soli mastných kyselin jsou mýdla WVWVAWVWWWWWW^^ HaC. •C00® Na® Jaromír Literák Základy organické chemie Triacylglyceroly Mýdla po překročení určité koncentrace tvoří ve vodě micely a dokáží rozpouštět nepolární látky. Jaromír Literák Základy organické chemie Nejčastěji deriváty kyseliny fosfatidové - diestery kyseliny fosforečné, kde je jednou složkou diacylglycerol. O o V-o Ho-P-O^ y-, ^ ^ rCH3 OH O N—/ N—/ N—/ kyselina fosfatidová Druhý alkohol: Ethanolamin - kefaliny OH HoN"^Sv/ ethanolamin Cholin - lecitiny cholin H3C' CH3 Jaromír Literák Základy organické chemie /^^NftAAAAAAAAAAAAAAAA/V o- ch3 ch3 h3c^' O n -O-P-O o o lecitin Ve vodném prostředí tvoří micely a d voj vrstvy - základní složka buněčných membrán. Molekula fosfolipidu má pro tvorbu dvojvrstvy vhodnější tvar. dvojvrstva fosfolipid tenzid (mýdlo) micela Jaromír Literák Základy organické chemie Sfingolipidy Látky důležité např. pro správnou funkci nervové soustavy. Deriváty sfingoidních bází (např. sfingosinu). HaC OH sfingos in Mastná kyselina je vázána ve formě amidu zbytek mastné kyseliny O^N'H R2 Ceramidy: Ro= —H Jaromír Literák Základy organické chemie Sfingolipidy Sfingomyeliny: Cerebrosidy: o u R2= —P-0-CH2-CH2-NH2 <^=i zbytek ethanolaminu OH nebo O CH2 —P-0-CH2-CH2-N-CH3 <^ zbytek cholinu OH CH< OH R2 = ^^O^CH2OH Jaromír Literák Základy organické chemie Steroidy Deriváty cyklopentanoperhydrofenanthrenu: Jaromír Literák Základy organické chemie Steroidy Pohlavní hormony Androgeny Estrogeny estradiol estron Jaromír Literák Základy organické chemie Steroidy Progestiny progesteron Carl Djerassi (1923-2015) se v roce 1951 podílel na objevu norethidronu, syntetického progestinu, který může být podán orálně a v kombinaci se syntetickým es-trogenem brání početí. Jaromír Literák Základy organické chemie Syntetické estrogeny a progestiny ethynylestradiol norethindron Syntetické hormony simulují těhotenství, potlačují ovulaci - hormonální antikoncepce. Kortikosteroidy - hormony regulující činnost imunitního systému. kortison hydrokortison Jaromír Literák Základy organické chemie Steroidy Anabolické steroidy Napodobují efekt testosteronu. nandrolon Jaromír Literák Základy organické chemie Prostaglandiny Poprvé izolovány z prostaty berana. Patří mezi eikosanoidy (C20), vždy v molekule najdeme pětičlenný cyklus a dva uhlovodíkové řetězce vycházející z cyklu. Regulace biologických procesů na lokální úrovni, často opačné efekty jedné látky v různých částech těla. Účinky vztaženy na množství látky silnější než u steroidních hormonů. Jaromír Literák Základy organické chemie Prostaglandiny jsou syntetizovány z kyseliny arachidonové za spoluúčasti cyklooxygenasy 1 (COX-1) a 2 (COX-2). prostaglandiny Jaromír Literák Základy organické chemie Prostaglandiny Nesteroidní protizánětlivá léčiva (NSAID) jsou inhibitory cyklooxygenasy 1 a 2. Jaromír Literák Základy organické chemie monoterpeny Cio seskviterpeny C15 diterpeny C20 Monoterpeny: kafr a-pinen myrcen menthol karvon Jaromír Literák Základy organické chemie Terpeny H3CV /CH3 CH3 CH3 HoC, CHc, H3^ ^H3 ß-karoten H3C. XH3 H3C CH3 lykopen Jaromír Literák Základy organické chemie Terpeny Prekurzory biosyntézy terpenů HqC o o II II o-p-o-p-oh oh oh ch2 HqC o o m m o-p-o-p-oh oh oh ch3 HqC o o u m -p-o-p-oh oh oh —difosfát o o m n o-p-o-p-oh oh oh ch3 H3C ch3 h>^ h b o o n u o-p-o-p-oh Óh óh -bh geranyl-difosfát o o n u o-p-o-p-oh Óh Óh monoterpeny Jaromír Literák Základy organické chemie Lipidy obsažené v mRNA vakcíně Jaromír Literák Základy organické chemie Lipidy obsažené v mRNA vakcíně Jaromír Literák Základy organické chemie Příklad č. 1 Do které skupiny lipidů patří následující látky: Jaromír Literák Základy organické chemie Jaromír Literák Základy organické chemie Příklad č. 2 Může následující látka tvořit ve vodném prostředí lipidovou dvojvrstvu? Pokud ano, identifikujte lipofilnía hydrofilní část molekuly. Jaký druh interakcí očekáváte mezi vodou a hydrofilní částí molekulou? o Jaromír Literák Základy organické chemie Jaromír Literák Základy organické chemie Příklad č. 3 Napište strukturní vzorce produktů úplné hydrolýzy následujícího sfingolipidu: ©PH3 6' \ H3C ^CH3 Jaromír Literák Základy organické chemie Jaromír Literák Základy organické chemie Příklad č. 4 Určete, jaké terpeny (monoterpeny, seskviterpeny, diterpeny.. .) jsou zachyceny na obrázku. H2C H3C K3 CH- limonen farnesol Jaromír Literák Základy organické chemie