La reazione + importante degli acidi. che avviene però solo se CATALIZZATA, x es. da ACIDI. Monocarbossilici Bicarbossilici Tricarbossilici

Transcript

1 Monocarbossilici Bicarbossilici Tricarbossilici ACIDI GRASSI sono acidi carbossilici alifatici a lunga catena, Saturi o insaturi se vi è almeno un doppio legame. Quasi tutti gli acidi grassi naturali contengono un numero pari di atomi di C. La reazione + importante degli acidi che avviene però solo se CATALIZZATA, x es. da ACIDI

2 Con l aumentare del numero dei C oltre 4 diminuisce la solubilità degli acidi carbossilici. Possono formare ponti H, per questo l acido acetico anidro puro è detto «glaciale», solidifica un po al di sotto della T ambiente diluito in acqua

3 Acidità dovuta alla delocalizzazione della carica, sperimentalmente si osserva che i 2 legami sono uguali

4 Nelle cellule molti composti polifunzionali Più acido dell acido propanoico (propionico)

5 Gli esteri sono comunque meno reattivi di aldeidi e chetoni xchè la carica positiva del C carbonilico può essere delocalizzata sull O (3 forme di risonanza contro 2)

6 ω6 ω3 ω6

7 Acidi grassi

8 EICOSANOIDI (lipidi deivati dall acido eicosanoico=arachidonico) e Lipossine anch esse non cicliche

9 inibita da alcuni antiasmatici x es. sulla coagulazione Leucotrieni hanno un ruolo nelle risposte allergiche e infiammatorie anche gastroprotettrici PROSTAGLANDINA H 2 sintasi-1 (o prostaglandina-endoperossido sintasi)

10 Altri esempi di acidi carbossilici H 2 C=CHCO 2 H Acido acrilico Alcuni acidi bicarbossilici HO 2 CCO 2 H Acido ossalico HO 2 CCH 2 CO 2 H Acido malonico HO 2 CCH 2 CH 2 CO 2 H Acido succinico

11 Sono gli acidi grassi insaturi a essere bersaglio dei radicali dell O 2. Marcatori dello stress ossidativo sono:

12 Altri PUFA (polyunsaturated fatty acids) importanti nel nostro organismo, che siamo in grado di sintetizzare a partire dai PUFA essenziali sono gli ω-3 EPA e DHA. Questo in particolare modula la fluidità di membrana, migliora la funzionalità dei recettori, facilitando la trasmissione sinaptica. La carenza di PUFA porta a alterazione della risposta visiva agli stimoli, ritardo nella crescita, lesioni cutanee, aumento dei trigliceridi nel sangue,peggioramento delle funzioni cognitive ed eccessiva attivazione delle piastrine.

13 L aspirina (acido acetilsalicilico) è un estere dell acido acetico, fa parte dei FANS (= farmaci antiinfiammatori non steroidei) TACHIPIRINA o PARACETAMOLO MOMENT

14

15 Saponi : sali di sodio e potassio degli acidi grassi Saponificazione : IDROLISI DEGLI ESTERI (reazione non reversibile) e di altri derivati acilici IN AMBIENTE BASICO

16 REAZIONI DI Ac. Carbossilici e derivati REAZIONI DI SOSTITUZIONE NUCLEOFILA con 1) Attacco del nucleofilo e 2) Formazione di un intermedio tetraedrico 3) Fuoriuscita del gruppo uscente Reazioni 1 e 3 entrambe tanto + veloci quanto + è elettronegativo il gruppo uscente, infatti c è maggior polarizzazione del legame carbonilico, quindi l attacco è + veloce, inoltre + è elettronegativo + è stabile come gruppo uscente La reazione di sost. nucleofila tra un ac. carbossilico e un alcol può avvenire in catalisi acida = esterificazione di Fischer

17 La nomenclatura IUPAC degli esteri somiglia a quella dei sali con la prima parte del nome derivata dall acido: O CH 3 COCH 2 CH 3 acetato di etile

18 REAZIONI DEI DERIVATI DEGLI AC. CARBOSSILICI CON ALCUNI NUCLEOFILI dai + reattivi ai Nucleofilo meno reattivi ALOG. ACILICO O ll R -C-OH HOH (idrolisi) R OH (alcolisi) NH 3 (ammonolisi) O O O O O O ll ll ll ll ll ll R-C-Cl R-C-O-C-R + HCl R-C-OH + HCl R-C-OR + HCl R-C-NH 2 + NH 4+ Cl - ANIDRIDE O O O O O O O O O O ll ll II II II ll ll ll ll ll R-C-O-C-R R-C-O-C-R + R-C-OH 2 R-C-OH R-C-OR + RCOH R-C-NH2 + RCOH ACIDO CARBOSSILICO sale d ammonio O O O O ll ll ll ll calore R-C-OH R-C-O-C-R R-C-OR + H 2 O in assenza d acqua O (solo ad alte (catalizzata) ll temperature) R-C-NH 2 + H 2 O ESTERE (catalizzata) (transesterificazione) O O O O ll ll ll ll R-C-O-R R-C-OH + R OH R-C-O-O-R + R OH R-C-NH 2 + R OH AMMIDE (assolutamente solo catalizzata) O O ll ll R-C-NH 2 R-C-O-H + NH 3

19 Tra i derivati acilici i + stabili sono le ammidi, infatti NH 2- è un cattivo gruppo uscente Vi è delocalizzazione elettronica Le ammidi non sono basiche, se si protonano, lo fanno all O. Hanno la stessa acidità degli alcoli, grazie alla risonanza dello ione ammidato. Gli ioni alogenuro sono i migliori gruppi uscenti. Lo ione dell ac. carbossilico è una base abbastanza forte poiché l ac. coniugato è debole. OH - è una base molto forte, quindi cattivo gruppo uscente. Ancor + RO - Più reattivi degli esteri sono i tioesteri

20 Il Coenzima A (CoA) È il trasportatore degli acili nei sistemi biologici, il gruppo SH è un buon gruppo uscente Quindi composti di partenza per le sostituzioni nucleofile sono tioesteri oppure anidridi miste tra un acido carbossilico e l acido fosforico cioè un acilfosfato

21 L allungamento degli acidi grassi avviene mediante condensazione di Claisen, tra Esteri (possibile grazie all acidità degli H in α), si forma un β-cheto estere. Può avvenire in catalisi basica o nel nostro organismo con catalisi enzimatica per es. nella sintesi dei corpi chetonici, acetoacetato e β-idrossibutirrato (la sua forma ridotta), il terzo corpo H chetonico è l acetone.

22 ZUCCHERI ACIDI OSSIDAZIONE: Monosaccaridi acidi aldonici, uronici, aldarici (zuccheri acidi) COOH H C OH CHO Sul C1 HO H C C H OH Acido D gluconico COOH H C OH H C OH H C OH HO H H C C C H OH OH CH 2 OH D glucoso Blanda ossid. Sul C6 H HO H H CH 2 OH CH O C OH C H C OH C OH Energica ossid. Acido D glucuronico HO H H C C C H OH OH COOH ACIDO D GLUCARICO COOH

23 HO O C O OH HO OH D-Glucono-δ-lattone Legami estere dei derivati acidi degli zuccheri IL LATTONE E UN ESTERE CICLICO Anche la Vitamina C è un lattone dell acido gluconico La Vitamina C e le Vitamine del Complesso B (comprendenti i folati e molti altri precursori di coenzimi) sono IDROSOLUBILI

24

25 LIPIDI Biomolecole insolubili in acqua e solubili nei solventi organici non polari, in natura sono presenti in gran numero detti anche saponificabili

26

27 TRIGLICERIDI o GRASSI, completamente idrofobici

28 Leggermente + basiche di NH 3 le amine alifatiche poiché i metili sono elettronrepulsori, quindi l N è ancor più Le ammine sono basiche e l N delle amine è un nucleofilo nucleofilo la terziaria però è - basica della primaria per ingombro sterico dei 3 metili molto basiche le aromatiche xchè il doppietto di e è delocalizzato SOLO LA PIRIDINA è BASICA perché HA UN DOPPIETTO ELETTRONICO NON DELOCALIZZATO

29 Anche la basicità è spesso espressa in termini di pka anziché di pkb Nei sali d ammonio quaternari tutti e 4 gli H dello ione ammonio sono sostituiti da gruppi organici Legame estere con l acido acetico

30 H H Ammina + Acido (attivato) Le PROTEINE sono polimeri di aminoacidi. Il legame ammidico è quello che lega gli aminoacidi tra loro ed è anche chiamato legame peptidico. Le anidridi e gli esteri sono derivati più reattivi degli acidi in questa reazione Ammide ciclica = LATTAME O C C N Alcuni antibiotici sono dei lattami

31 NOMENCLATURA tradizionale IUPAC N-metilamminoetano (ammina 2aria) (ammina 1aria) 1-(etilmetilammino)propano (ammina 3aria)

32 Le ammine si possono ottenere per 1. Riduzione dei nitrocomposti R-NO H 2 R-NH H 2 O 2. Riduzione dei nitrili R-CN + 2 H 2 RCH 2 NH 2 3. Dalla reazione di un alogenuro alchilico con ammoniaca o con ammine: Reazioni: R-Cl + NH 3 1. Possono essere ossidate R-NH 2 + HCl 1. Reagiscono con gli alogenuri alchilici a dare altre ammine 2. Formano Basi di Schiff con aldeidi e chetoni 3. Le amine primarie reagiscono con acido nitroso a dare alcoli e N 2 RNH 2 + HONO R-OH + N 2 + H 2 O Le ammine secondarie reagiscono con l acido nitroso, HONO, per dare le N-nitroso ammine R-N-N=O, che sono delle potenti sostanze cancerogene Nitrati e nitriti sono conservanti, R impediscono lo sviluppo del Clostridium botulinum, batterio anaerobico che può causare intossicazioni letali, in ambiente acido il nitrito diventa acido nitroso 3. Reagiscono con acidi formando Sali d ammonio 4. Formano ammidi (vedi diapositive precedenti) 5. Con i cloruri degli acidi solfonici (R-SO 2 H) formano sulfonammidi sostituite (reaz. x la preparazione dei sulfamidici) R-SO 2 Cl + H 2 N-R R-SO 2 NH-R + HCl La tossicità degli alogenuri alchilici è data anche dal fatto che possono reagire con le basi azotate del DNA, che a ph fisiologico non sono protonate

33

34 O HO HO OH OH HO O OH OH HO NH 2 HO O OH OH HO HN O Alcuni derivati degli zuccheri α L-Fucosio (nel latte) O O - P O O - O OH OH HO OH β-d-glucosamina N-acetil-β-D-Glucosamina O O - S O O O OH OH HO HN O negli eteropolisaccaridi della matrice extracellulare β-d-glucosio 6-fosfato GlcNAc6S

35 R = HO OH OH Spesso presente negli zuccheri delle glicoproteine e glicolipidi che possono avere anche funzioni recettoriali, talvolta vi si attaccano anche i virus.

36 Gli eteropolisaccaridi hanno funzione strutturale: nella parete batterica componente rigida costituita dalla ripetizione lineare Mur2Ac(β1 4)GlcNac(β1, + filamenti sono legati tra loro da piccoli peptidi a formare il PEPTIDOGLICANO nella parete delle alghe rosse c è l AGAR che è una miscela di eteropolisaccaridi di D-gal e derivati dell L-Gal con legame etere tra il C3 e il C6, variamente sostituiti con solfato e piruvato, tra cui l AGAROSIO nella matrice extracellulare (degli animali) vi sono i GLICOSAMINOGLICANI, lineari con un acido uronico e un aminozucchero N-acet. che si ripetono, che possono essere anche solforati che per l alta densità di carica negativa, hanno conformazioni estese e possono trattenere molta acqua, conferiscono quindi alla matrice proprietà viscose, adesive, di resistenza alla tensione, di compressibilità, lubrificanti

37 Glicosoamminoglicani (GAG o mucopolisaccaridi) Formano una sostanza spessa, viscosa e gelatinosa che ricopre le cellule Il + abbondante è l acido ialuronico 3) 4) Lunghe catene di unità di-saccaridiche

38 5 classi di GAG Acido ialuronico o hyaluronan Condroitin solfato Dermatan solfato Eparina & Eparan solfato Keratan solfato (non ha acido uronico ma gal) Proteoglicani = Proteina + glicosaminoglicani Gli zuccheri nei GLICOCONIUCATI (proteoglicani, glicoproteine e glicolipidi) hanno anche un ruolo informazionale

39 Proteoglicano = GAG + proteina GAG Ser/Thr Segmento costante con 4 zuccheri Biosintesi Sintesi della proteina nel reticolo endoplasmico ruvido Trasporto in Golgi + tetrasaccaride Allungamento della catena con glicosil trasferasi La O-glicosilazione avviene nell apparato del Golgi mentre la N-glicosilazione nel RE

40 Glicoproteine (fanno parte delle proteine coniugate) Proteine + carboidrati - Legame covalente Catene polisaccaridiche ramificate con residui Zuccheri in forma D Funzioni: Proteine del plasma (anche le immunoglobuline) Buona solubilità per la presenza di zuccheri Stabili e persistenti nel plasma Integrali di membrana Recettori Mediatori dell interazione fra cellule Processi di riconoscimento Residenti nel reticolo endoplasmico Chaperoni (aiutano le proteine a conformarsi nel modo corretto) come la calnexina, lectine Enzimi lisosomiali: degradano le proteine

41 Funzioni dei lipidi 1) funzione altamente energetica 9 Kcal/grammo 2) contengono VITAMINE (liposolubili) e acidi grassi essenziali 3) ruolo strutturale o FUNZIONALE membrane ormoni steroidei vitamine acidi biliari prostaglandine lipo-proteine 4) funzione di riserva energetica TRIGLICERIDI depositati negli ADIPOCITI del t. adiposo

42 Inoltre emerge sempre + il ruolo segnale dei LIPIDI: -Non solo legati alle proteine le indirizzano in membrana Ma anche -Acidi grassi hanno un ruolo ormonale e di messaggeri intracellulari -La ceramide derivata da uno sfingolipide può dare inizio al processo di morte programmata in alcuni tipi di cellule -La fosfatidilserina è localizzata normalmente nel foglietto interno del doppio strato della membrana plasmatica ma durante l apoptosi si sposta sul foglietto esterno per attrarre i fagociti che distruggono ciò che è rimasto delle cellule una volta terminato il processo apoptotico.

43 Lipidi anfipatici

44

45 Fosfatidilcoline = lecitine

46 Formano doppi strati anche vescicolari (liposomi) piuttosto che micelle come gli acidi grassi

47 1 unità di zucchero: cerebroside catena oligosaccaridica con acido sialico: ganglioside catena oligosaccaridica con solo zuccheri neutri o aminozuccheri: globoside

48

49

50 con struttura rigida del ciclopentanoperidrofenantrene STABILIZZA LE MEMBRANE, a basse temperature dà fluidità, a più alte quando i fosfolipidi danno molta fluidità, rende la membrana meno deformabile. Colesterolo e glicolipidi tendono a concentrarsi in zone dette ZATTERE LIPIDICHE, associate spesso a proteine coinvolte nella comunicazione cellulare.

51

52

53 La digestione dei lipidi nell intestino avviene grazie al succo pancreatico e alla bile Una piccola parte dei lipidi(acidi grassi a catena breve) raggiunge il fegato direttamente tramite il sistema venoso portale. Il resto, trigliceridi e fosfatidi riformatisi nelle cell. dell epitelio intestinale, vanno a far parte dei CHILOMICRONI e passano nei vasi chiliferi del sistema linfatico e nel dotto toracico e poi al circolo sanguigno e al fegato. CHILOMICRONI = le più grosse e meno dense lipoproteine E, C-II Il fegato è il sito principale della sintesi dei trigliceridi, nella membrana del RE. Le HDL sono lipoproteine regolative