مواضيع المحاضرة: Lipids
background image

BIOCHEMISTRY    
LIPID 
BY 
Dr. Basil O M Saleh
 

 2

nd

  Class college of Medicine , 

Baghdad Univ. 

    


background image

Lecture 1 
 Basic Structure of Lipid, their 
Classification and Functions  


background image

Objectives:                                  

 Define the basic structures of lipid components. 

 

Classify the types of lipid and their nomenclature 

such as Triglyceride (TG), phospholipids, ……, etc. 
 

 Determine the function of lipids 

 

 Identify the role of lipids in cell membrane    

    structure 
 

 List essential fatty acids  


background image

     

Lipids

  are  heterogeneous  group  of  water-

insoluble(hydrophobic) 

organic 

molecules. 

Because  of  their    aqueous  insolubility,  body 
lipids 

are 

generally 

found 

compartmentalized(not as free lipids in blood or 
other 

body 

fluids) 

as

 

1.Memebrane-associated  lipids;  phospholipids, 
free 

cholesterol, 

sphingolipids

 

2.Droplets 

in 

adipocytes 

as 

TGs 

3.Transported in blood as lipoproteins(LPs) such 
as VLDL, LDL…, or in association with protein , 
mainly 

albumin 

as 

with 

fatty 

acids. 

 


background image

Fatty 

Acids 

are  simply  linear  chains  of  carbon-hydrogen  (C-
H)  bonds  that  terminate  with  a  carboxyl  group 
(-COOH).  The  general  formula  of  FA  is  

RCOOH,  R:  CH3CH2CH2……….    or   

CH3(CH2)n 

In  plasma,  1.  small  amount  of  FAs  are  free 
(unesterified) 

mainly 

bound 

albumin? 

2. the majority of plasma FAs are constituents of 
TGs    or  phospholipids  (PLs)  AND  cholesterol 

ester. 

FAs 

are  classified  depending  on  the  chain 

length:  1.  short  (2-4  carbon  atoms),  2. 
medium(6-10 Cs)  3. long(≥ 12 C) FAs. 


background image

 

The  chain  length  ranges  from  4  to  30  carbons; 

12-24 is most common, AND  the predominant 
FA in human body is Palmitic acid C16. 

FAs are 

also  classified  depending  on  the  degree  of 
saturation  into  :  1.  Saturated  (no  double  bond 
C=C)  2.  Monounsaturated  (one  C=C),  3. 
polyunsaturated  FA  (PUFA)  (2  or  more  C=C). 
Naturally  occurring  FAs  are  Cis  form,  which 
acquired them the bend or kink property that is 
important 

in 

the 

biological 

membrane 

structures. This property of bend (kink)increases 
the  fluidity(permeability)  of  membranes  for 
lipid soluble substances. Trans form has no bend 
property. 


background image

Unsaturated hydrocarbon 
tails with kinks 

Saturated hydro- 
carbon tails 


background image

Numbering of carbon chain of fatty acid is either 
started  from  Carboxyl  terminal  –COOH  which 
referred  to  ∆,  or  from  methyl  terminal  –CH3 
which  referred  to  omega  (w):  for  example 
Arachidonic 

acid 

can 

be 

written 

as: 

20:∆4(5,8,11,14) or as W-6(n-6),  the latter system  
means  that  the  first  double  bond  is  at  carbon  6 
beginning from –CH3 terminal .  In this example 
the 

∆ 

HOOC(CH2)3CH=CH-CH2-CH=CH-CH2-

CH=CH-CH2-CH=CH(CH2)4CH3

 

SECOND 

SYSTEM 

the 

omega 

HOOC(CH2)3CH=CH-CH2-CH=CH-CH2-

CH=CH-CH2-CH=CH(CH2)4CH3

 

   


background image

Lipid 

 

are 

classified 

into 

1.Simple 

lipids 

(Fats 

Waxes)  

2.Compound 

or 

conjugated 

lipids 

3.Derived 

Lipids

 

4.Lipid-associating 

substances

 

1.  Simple  lipid: 

The  neutral  fat  which  is  an 

important  class  of  lipids  and  imply  the 
Triglyceride  which  contain  three  FA  molecules 
attached to one molecule of  glycerol alcohol by 
ester bonds. The FAs  are usually different. TGs 
containing  saturated  FAs    tend  to  be  solid  at 
room T and do not have kinks in their structure, 
while  those  containing  unsaturated    cis  FAs 
forms oil at room T and have kinks property?.  


background image

Most  TGs  from  plant  sources;  corn,  sunflower 
seeds,  and  safflower  seeds  are  rich  in  PUFA, 
whereas  TGs  from  animal  sources  contain 
mostly 

saturated 

FAs.                                   

(Triacylglycerol):CH2O

COR1 

 

 or(Triglyceride)CHO

COR2

 

                         CH2O

COR3 

        

                                          glycerol        acyl  fatty  acid 

 

Usually 

R1 &R3 usually saturated, while R2 unsaturated.

 

Glycerol+R1=Monoacylglycerol 

Glycerol+R1+R2+Diacylglycrol 

Glycerol+|R1+R2+R3=Triacylglycerol 

 
 

 


background image

2. 

Compound 

(Complex) 

lipids                                                                 

a.  Phospholipids

    b.  Glycolipids 

c.Lipoproteins

 

Phospholipids 

                                                         

They  are                  

•The foremost structural  components  

of 

biological 

membranes 

•Serves    as    emulsifying    agents    and  surface 

active  

agents 

•They are amphipathic molecules (contain both 
polar  and  non-polar  groups;  polar  groups  like  –
COOH,  -NH3,      -OH,  -SH,…..,  etc) 

They    are   

of  two    types  :      1.  

Phosphoglycerides 

 

 

and                                                          

2.Phosphosphingolipids  (or  Sphingolipids).  

 


background image

CH2OCOR1     Phosphoglycerolipids:   
CHOCOR2       glycerol alcohol+ 2FAs+ N-base 
CH2OPO3-b 
b: is Nitrogen base 


background image

Lecithin

 

PL

 

is: 

1. 

The 

predominant 

type 

of 

PL 

in 

CM

 

2. 

The 

source 

of 

choline 

component 

of 

the 

neurotransmitter; 

the 

Acetylcholine

 

3. 

The 

principal 

lipid 

component 

of 

Lung 

surfactant 

(90% 

lipid 

and 

10% 

 protein), 

its 

deficiency 

in 

preterm 

infants  

is 

associated 

with 

inadequate 

production 

or 

secretion 

of 

lung 

surfactant 

causes 

Respiratory 

Distress 

Syndrome(RDS), 

the 

significant  cause  of  sudden  death  in  Infants. 
 


background image

Lecithin

 

is 

made 

and 

secreted 

by 

pneumocytes 

to 

act 

as 

surfactant, 

decrease 

the 

surface 

tension 

of 

fluid 

lining 

the 

alveoli 

so 

reducing 

the  pressure  needed  to  reinflate  alveoli,  thereby 
preventing 

alveolar 

collapse 

(atelectasis

). 

4. 

involved 

in 

emulsification 

of 

fat 

diet 

in 

small 

Intestine 

along 

with 

Bile 

salt.                                                                        

Cardiolipin 

PL 

is 

the 

principal 

type 

of 

PL 

that 

involved 

in 

inner 

mitochondrial 

membrane 

structure(important 

for 

maintenance 

of 

certain 

respiratory 

complexes 

of 

energy 

ATP 

production).

 

 


background image

Anti-cardiolipin ACL & Antiphospholipid APL are used 

in 

investigation  of  autoimmune  diseases  such  as  in  
abortion 

or 

dead 

infant 

delivery.                                                                                                  

Platelet 

activating 

factor 

PAF 

and 

Plasmalogene

 

 Are 

compounds 

that 

belong 

to 

PL 

structure 

but 

differ 

in 

containing 

ether 

linkage 

ROR 

instead 

of 

ester 

linkage 

ROCOR 

at 

C1 

of 

PL. 

 

                                           CH2OR1    ether  link 

                  CHOCOR2 

                                           CH2OPONitrogen Base     


background image

SPHINGOLIPIDS.  

They are PLs,  but it consist 

of 

sphingosine 

alcohol 

(C18 

monoalchol 

amine)instead 

of 

glycerol 

sphingosine+ 

Fatty 

acid= 

ceramide

 

ceramide+NitrogenBase(e.g;choline)=  Sphingolipids 

such  as 

Sphingomyelin.

  It  is  an  important 

component  of  myelin  sheath  of  nerve  fibers, 
insulates 

and 

protects 

neuronal 

fibers 

of 

the 

central 

nervous 

system(preventing 

the 

short 

circulation 

of 

nerve 

electrical 

pulse 

transmission). 

 


background image

Ceramide+  CHO=  glycolipids 

These  are  another  type  of  complex  lipid. 
 of 

which 

 T

he 

simple 

forms 

are 

Glucosylsphingolipid 

and 

Galactosylsphingolipid(only 

one 

unit  of  CHO).The  complex  forms  are 
Globoside 

and 

Ganglioside(2-9 

units  of  CHO).They  are  found  in 
outer  leaflet  of  plasma  membrane 
and contribute to cell surface antigenecity. 


background image

Essential 

fatty 

acids 

 

(EFAs)

Definition:

   

They  are  essential  fatty  acids  that  can 

not 

be synthesized

 in the human body and must 

be  taken  in  adequate  amounts  in  the  diet.  
They  are  required  for  normal  growth  and 
metabolism.  They  are  PUFA  in  their 

structure  

2-Linoleic 

acid

:  

C18:2

9, 12, 

  also named w-6(n-6) which is 

precursor  for  Arachidonic  acid.  It  is  the 
absolute 

EFAs 

2-Linolenic  acid

:  also  named  w  -3(n-3), 

decreases 

TGs 

&bl.pressure  

C18:3

9, 

12, 

15,

  

 


background image

3-Arachidonic  acid:

  also  named  w-6(n-6) 

which  is  the  substrate  for  Prostaglandin 
synthesis.  These  decreases  LDL-C  and 
protects 

against 

CAD. 

C20:4

5, 8, 11, 14

. 


background image

  refers  to  the  numbering  from  the  –

COOH 

terminal 

w  (omega)  refers  to  the  numbering  from 
the 

–CH3 

end.                                                                                                                     

Source:

  vegetable  oils  such  as  corn  oil, 

linseed  oil,  peanut  oil,  olive  oil,  cottonseed 
oil,  soybean  oil  and  many  other  plant  oils, 
cod 

liver 

oil 

and 

animal 

fats. 

Deficiency:

 Their deficiency in the diet leads 

to 

nutrition 

deficiency 

disease

.  

Its 

symptoms

  include:  poor  growth  and 

health  with  susceptibility  to  infections, 
dermatitis, 

decreased 

capacity 

to 

reproduce,  impaired  transport  of  lipids, 
fatty  liver,  and  lowered  resistance  to  stress.  
 


background image

Biological  Importance  of  Lipids

1.They  are  (The  TG)  more  palatable  and 

storable  to  unlimited  amount  compared  to 

carbohydrates. 

2.They  have  a  high-energy  value  MAINLY 

derived from TG-Fas (25% of body needs) and 

they  provide  more  energy  per  gram  than 

carbohydrates 

and 

proteins 

but 

carbohydrates  are  the  preferable  source  of 

energy?. 

3.Supply the essential fatty acids that cannot 

be 

synthesized 

by 

the 

body. 

4.Supply  the  body  with  fat-soluble  vitamins 

(A, 

D, 

and 

K). 

 


background image

      

5.They  are  important  constituents  of  the 

nervous 

system. 

6.Tissue fat is an essential constituent of cell 

membrane and nervous system. It is mainly 

phospholipids in nature that are not affected 

by 

starvation. 

7-Stored  lipids

  “depot  fat”  is  stored  in  all 

human 

cells 

acts 

as: 

store 

of 

energy. 

A  pad  for  the  internal  organs  to  protect 

them 

from 

outside 

shocks. 

A  subcutaneous  thermal  insulator  against 

loss 

of 

body 

heat.

                                                              

8.Steroid  hormones;  like  sexual  hormones 

testosterone, 

(and 

other 

androgen 

hormones  like  dihydrotestosterone  DHT, 

androstenedione,  DHEAS),  Estradiol  17  B          

(E2),  progesterone,  other  androgens  and 

estrogens  are derived from lipid cholesterol. 

 

 

 


background image

9-Lipoproteins

,  which  are  complex  of  lipids 

and  proteins,  are  important  cellular 
constituents  that  present  both  in  the 
cellular 

and 

subcellular 

membranes. 

10

-Cholesterol

 

enters 

in 

membrane 

structure  and  is  used  for  synthesis  of 
adrenal  cortical  hormones,  vitamin  D3  and 
bile 

acids. 

11-  Lipids

  provide  bases  for  dealing  with 

diseases  such  as 

obesity,  atherosclerosis

lipid-storage  diseases,  essential  fatty  acid 
deficiency, respiratory distress syndrome


background image



رفعت المحاضرة من قبل: Abdalmalik Abdullateef
المشاهدات: لقد قام 11 عضواً و 188 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل