지질 : 특성, 예, 기능, 분류 - 생물학

지질 부분과 같은 비극성 용매에 상당히 용해 불용 물 (소수성)과 존재의 특성을 공유하는 등, 지방, 오일, 스테롤, 왁스, 고분자를 포함한 이종의 기이고 에테르, 벤젠, 아세톤, 클로로포름 등.

이전에는 물에 용해되지 않고 유기 용매에 용해되는 모든 화합물이 지질로 간주되었습니다. 그러나 오늘날 지질이 아닌 다른 많은 화합물은 이러한 특성을 가지고 있으며 이들 중 일부는 테르펜, 특정 비타민 및 카로티노이드입니다.

지질은 세포막의 기본 구성 요소이므로 원형질막의 구성 요소이기도합니다 (출처 : Jpablo cad / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0), Wikimedia Commons를 통해)

"지질"이라는 단어는 지방을 의미하는 그리스어 "리 포스"에서 파생되었습니다. 일부 저자는 주로 기름과 지방으로 분류되는 모든 화합물을 포함하여 지방산의 생성물 또는 유도체 인 분자만을 지질로 간주합니다.

지질 화합물은 지구상의 모든 생명체에 존재하며 일부 바이러스조차도 캡시드에 이러한 분자를 가지고 있습니다.

지질은 생명의 기원 동안 형성된 최초의 탄소 화합물의 일부였으며 생명의 "복잡화"를위한 기본 분자라고 믿어집니다.

현재, 지질 그룹 내에서 매우 다양한 화합물이 알려져 있으며, 각각의 기능과 특성이 다릅니다.

이들은 골격 (및 골격 자체)을 구성하는 치환기 그룹과 기능 (구조, 저장, 신호, 보호 등)에 따라 분류됩니다.

지질의 일반적인 특성

수소 원자에 결합 된 탄소 원자 사슬

대부분의 지질은 "지방산"으로 알려진 수소 원자에 연결된 탄소 원자 사슬을 중심 구조로 가지고 있습니다.

지방산의 모든 탄소 원자가 수소 원자로 포화되면 "포화 지방산"이라고합니다.

반면, 같은 사슬에있는 두 개 이상의 탄소 원자가 이중 또는 삼중 결합을 통해 결합되면, 지방산은 탈수 소화에 의해 2 개 이상의 탄소 원자를 잃었 기 때문에 "불포화"라고합니다. 수소.

높은 융점

지질은 높은 융점을 제공하는 고 분자량을 가지고 있습니다.

지질의 융점은 더 많은 탄소 원자를 포함하는 지질에서 더 높습니다. 그러나이 융점은 지질에 불포화 탄화수소 사슬이있는 지방산이있을 때 감소합니다.

그들은 양친 매성 분자입니다

모든 지질은 극성 또는 친수성 부분과이를 구성하는 지방산의 지방족 사슬로 표시되는 또 다른 무극성 또는 소수성 부분을 가지고 있습니다.

대부분의 지질 분자는 탄화수소 사슬 간의 수소 결합과 반 데르 발스 상호 작용을 통해 서로 결합합니다.

기계적 스트레스에 대한 저항력이 우수합니다.

탄소와 수소 원자 사이에 형성된 결합은 지질에 기계적 스트레스에 대한 물리적 저항을 부여합니다. 더욱이, 물에 부분적으로 불용성이기 때문에 지질 결합은 수성 매체에서 분해하기 어렵습니다.

지질의 기능

지질은이 그룹 내에서 발견되는 많은 수의 화학 구조만큼 다양한 생물학적 기능을 가지고 있습니다.

활기찬

대부분의 척추 동물과 많은 무척추 동물에서 지질은 에너지 저장 및 세포 내 지방산 수송의 주요 형태입니다.

척추 동물에서 음식에 흡수 된 지질은 지방산의 형태로 지방 조직에 저장되어 장기와 피하 조직의 단열 물질 역할을합니다.

지방산은 산화가 ATP 형태로 많은 양의 에너지를 방출하기 때문에 살아있는 유기체 내부에 에너지를 저장하기위한 특수 지질입니다. 이것은 살아있는 유기체의 거의 모든 세포에 의해 수행되는 "지방산의 베타 산화"라는 과정을 통해 이루어집니다.

구조적

인지질과 스테롤은 세포와 세포 소기관 (진핵 세포에서)의 생물학적 막의 필수 구성 요소입니다.

막 표면에있는 많은 작은 지질 분자는 빛을 흡수하는 안료 역할을하는 반면, 다른 분자는 일부 막 단백질이 표면에 부착되는 앵커 역할을합니다.

효소

많은 지질은 효소 촉매 작용의 보조 인자이거나 전기 화학적 구배에서 전자 수송 체로 작용합니다.

다른 이들은 동물의 몸 전체에 걸친 탈분극 파의 급속한 전파에 참여하며, 이는 물론 특수한 신경 세포와 관련이 있습니다.

지질 분류

지질은 지방과 오일, 인지질, 왁스, 스테롤, 테르펜 및 에이코 사 노이드의 네 가지 큰 그룹으로 분류 할 수 있습니다.

지방과 기름

이 그룹에는 일반적으로 인지질 및 왁스와 같은보다 복잡한 지질의 형성을위한 가장 일반적인 구조 요소 인 지방산이 포함됩니다.

지방은 일반적으로 에스테르 유형 결합을 통해 3 개의 탄소 원자 각각에서 글리세롤 분자에 연결된 지방산으로 구성된 화합물로, 일반적으로 트리글리세리드로 알려져 있습니다.

인지질

인지질은 세포막의 주요 구성 요소입니다. 이들은 두 개의 지방산 분자가 에스테르 화되어있는 글리세롤 또는 스핑 고신 골격과 서로 다른 알코올 분자와 반응하고 결합 할 수있는 인산기로 구성된 지질입니다.

인지질이 "생성 된"골격에 따라 글리세로 인지질 또는 포스 포 에스 핑 고지 질이 될 수 있습니다.

Glycerolipids 또는 Phospholipids (출처 : I / Public domain, via Wikimedia Commons)

인지질과 유사한 또 다른 그룹의 지질이 있으며 e 스핑 고지 질 그룹으로 알려져 있습니다. 이들은 두 개의 지방산과 탄수화물 또는 기타 극성 화합물이 아미드 결합에 의해 부착되는 스핑 고신 백본에 구축 된 지질입니다.

왁스

전형적인 왁스 에스테르 인 세틸 팔미 테이트

왁스는 장쇄 지방산으로 에스테르 화 된 장쇄 알코올에 구축 된 지질입니다.

식물과 동물의 신체 구조 표면을 코팅하는 역할을하며 일반적으로 고체 형태이기 때문에 물이나 수용액에 완전히 불용성이라고합니다.

스테롤

스테롤 및 그 유도체의 일반적인 구조. 출처 : 예방 접종 사

그들은 직쇄 지방산이 아닌 4 개의 고리 형 탄화수소 단위로 구성된 큰 지질입니다. 일부는 작용기 -OH를 가지고 있으므로 알코올 분류에 속합니다. 콜레스테롤과 그 유도체는 매우 중요합니다.

테르펜과 에이코 사 노이드

모노 테르펜 인 미르 센의 화학 구조 (출처 : Jan Herold, Leyo / Public domain, via Wikimedia Commons

다른 두 가지 유형의 지질은 테르펜과 에이코 사 노이드입니다. 일반적인 지질과 달리 테르펜은 지방산으로 구성되지 않고 "이소프렌 단위"로 알려진 5 개의 탄소 원자의 반복 단위로 구성됩니다.

지질 그룹에서의 분류는 소수성 특성 및 물 또는 극성 용매에서의 불용성과 관련이 있습니다.

반면에 에이코 사 노이드는 일부 지방산의 대사로 인한 지질이며 프로스타글란딘과 같은 인간과 다른 포유류 동물에 중요한 호르몬의 전구체입니다.

지질의 예

언급 한 바와 같이, 자연에는 지질 특성을 가진 매우 다양한 화합물이 있으므로 가장 중요한 예 중 일부만 아래에 언급됩니다.

팔 미트 산

장쇄 포화 지방산 (탄소수 16 개)입니다. 척추 동물의 주요 예비 물질이며 지방 생성에 의해 내생 적으로 생산됩니다.

이 지방산은 다른 화합물의 합성을위한 기본 분자 역할을합니다. 더욱이,이 화합물의 단 1 몰의 산화는 약 2.59 몰의 ATP를 생성하는데, 이는 특히 탄수화물과 단백질의 산화와는 대조적으로 척추 동물에게 큰 에너지 공급을 나타냅니다.

콜레스테롤

콜레스테롤의 화학 구조 (출처 : Guillem d' Occam. Modified by Alejandro Porto. / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) via Wikimedia Commons)

이것은 스테롤 그룹에 속하는 지질이며 거의 모든 세포의 세포막에서 발견됩니다. 원형질막에 이러한 분자의 존재는 강성, 곡률 및 유연성을 조절하는 데 필수적입니다.

그것은 27 개의 탄소 원자의 중심 골격을 가지고 있습니다. 그러나 그것은 방향족 고리로 구성된 분자로 다른 지질에 비해 훨씬 더 높은 경도, 저항 및 강성을 제공합니다. 이 지질은 많은 동물 호르몬의 전구체입니다.

인간의 경우 콜레스테롤은 테스토스테론 및 기타 관련성이 높은 성 호르몬의 합성에 필수적입니다.

포스파티딜콜린

그것은 인지질 그룹에 속하며 거의 모든 세포의 원형질막에 존재합니다. 일반적으로 팔 미트 산 사슬을 가지고 있으며 주로 척추 동물의 간에서 합성됩니다.

이 화합물은 콜레스테롤 합성과 세포의 전형적인 유연성에 필수적입니다. 세포막에 결합하는 많은 단백질이이 지질의 극성 머리에 특이 적으로 부착됩니다.

스 핑고 미엘린

스 핑고 미엘린의 구조 (출처 : Wikimedia Commons를 통한 English Wikipedia의 Jag123)

그것은 모든 유기체의 세포막에서 발견되며 많은 연구가 동물의 뉴런 축삭을 덮는 수초의 일부이기 때문에 기능과 구조에 초점을 맞추 었습니다.

스 핑고 미엘린은 스핑 고지 질 그룹에 속하며, 인간에서는 전신에서 가장 풍부한 스핑 고지 질입니다. 그것은 아미드 결합에 의해 극성 그룹, 일반적으로 포스파티딜 에탄올 아민에 연결된 스핑 고신 백본이 특징입니다.

스테로이드

스테로이드의 기본 구조 (출처 : 독일 Wikipedia의 Hati / Public domain, Wikimedia Commons를 통해)

지질의 또 다른 예는 스테로이드입니다. 천연 스테로이드는 체내에 존재하며 가장 흔한 유형 인 콜레스테롤, 에스트로겐, 테스토스테론, 장 담즙에서 발견되는 담즙 염 및 체내에서 분비되는 화학 물질 인 코티솔을 포함 할 수 있습니다.

에스트로겐

소위 여성 호르몬은 지질입니다. 그것은 주로 난소에서 생성되며 여성의 2 차 성징 유지를 담당합니다.

테스토스테론

소위 남성 호르몬은 지질입니다. 그것은 주로 고환에 의해 생성되며 남성의 이차 성징을 유지합니다.

비타민

수용성 비타민은 지질입니다. 그들 대부분은 간이나 신체의 다른 기관에 저장됩니다. 예를 들면 :

면역 기능, 시력 및 생식에 중요한 비타민 A. 유색 과일과 채소, 전유 및 간에서 찾을 수 있습니다.
장에서 칼슘, 아연, 인산염, 철 및 마그네슘의 흡수를 개선하는 데 사용되는 비타민 D. 특정 음식과 햇빛에 노출되면 얻을 수 있습니다.
비타민 E는 심장을 보호하고 신체가 자유 라디칼로부터 스스로를 보호하도록 돕습니다. 따라서 세포를 건강하게 유지하는 데 도움이됩니다. 식물성 기름, 씨앗 및 견과류에서 찾을 수 있습니다.
비타민 K는 혈액이 응고되도록하고 노인의 뼈 강도를 돕습니다. 시금치, 케일, 양상추, 파슬리, 브뤼셀 콩나물, 브로콜리, 양배추, 간, 고기, 계란, 시리얼 및 생선에서 찾을 수 있습니다.

생명체의 중요성

지질은 생명에 필수적인 생체 분자의 일부입니다. 이러한 물질 덕분에 지질막의 존재가 가능하기 때문에 이들의 발달 없이는 우리가 알고있는 생명체가 발달하지 않았을 것입니다.

앞서 논의한 바와 같이 지질은 바이러스 감염으로부터 세포를 보호하는 것부터 에너지 생산 및 저장에 이르기까지 알려진 거의 모든 생리 학적 과정에 관여합니다.

또한 절연체 역할을하여 전기 자극이 신경 세포간에 효율적으로 전달되고 일부 동물의 체내 지질 축적은 에너지 저장 및 저온 또는 기계적 스트레스에 대한 보호에 중요합니다.

참고 문헌

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Sargent, JR, Tocher, DR, & Bell, JG (2003). 지질. 어류 영양 (pp. 181-257). 학술 보도.

지질 : 특성, 예, 기능, 분류 - 생물학 - 2025