脂質は、エネルギー貯蔵庫やシグナル伝達分子としての役割に加えて、細胞膜の構造成分としても機能します。したがって、脂質はすべての生物にとって極めて重要です。生物学的に重要な脂質の3つのクラスは、トリグリセリド、リン脂質、ステロイドです。

脂質の非極性および疎水性特性

脂質は、構造的にも機能的にも多様な炭化水素のグループであり、炭素原子と水素原子からなる化合物です。炭素-炭素結合と炭素-水素結合は無極性であり、原子間の電子は等しく共有されています。これらの非極性結合は、脂質に全体的な非極性特性を付与します。さらに、脂質は本質的に疎水性または「水を嫌う」性質を持っています。これは、水分子と水素結合を形成しないため、水にはほとんど溶けませんが、クロロホルムやベンゼンなどの有機溶媒には溶けます。

トリグリセリド — 脂肪酸とグリセロールのトリエステル

トリグリセリドの炭化水素骨格には、3つのヒドロキシル(-OH)基を持つグリセロール分子があり、それぞれが脂肪酸鎖に結合しています。脂肪酸は、一端にカルボキシル基(-COOH)を持つ長い炭化水素鎖です。脂肪酸のカルボキシル基とグリセロールのヒドロキシル基は、水分子の放出により安定な結合を形成します。得られた分子はエステル(-COOR)と呼ばれます。したがって、トリグリセリドはグリセロールと3つの脂肪酸のトリエステルです。3つの構成脂肪酸は同一または異なる場合があり、通常は炭素数12〜18です。それらは、炭化水素鎖の二重結合の有無に応じて飽和または不飽和

のいずれかです。

リン脂質は細胞膜の不可欠な部分です

リン脂質は、細胞膜の主要な構成要素を形成するため、細胞にとって重要です。それらは構造的にトリグリセリドに似ていますが、グリセロールモーイングに関連する飽和または不飽和の2つの脂肪酸のみを含んでいます。グリセロールの3番目のヒドロキシル基は、負に帯電したリン酸基に結合しています。

リン酸基にコリンやセリン残基などのより小さな極性分子などの別の官能基が付加されると、リン脂質の多様な化学的性質が得られます。

リン脂質は両親媒性分子であり、疎水性の部分と親水性または「水を好む」部分があります。リン脂質を水に加えると、リン脂質は自発的に二重層、つまり2つのリン脂質分子の厚さの薄膜を形成します。この自己組織化は、極性頭部が水に引き付けられ、疎水性脂肪酸が水との接触を避けるために層の中央に埋もれているために発生します。このリン脂質二重層は、すべての生物の細胞膜を形成します。細胞の内部と外部の流体を区画化します。二重層にはタンパク質とステロイドが埋め込まれており、脂質の別のクラスです。追加のリン脂質二重層は、真核細胞の内部、例えば、リソソームおよび小胞体をさらに区画化することができる。

ステロイドは4つのリング構造から成

っています

ステロイドは、4つの炭素環で構成される脂質の別の生物学的に重要なクラスです。それらは、炭素環に結合した化学基に基づいて互いに異なります。ステロイドはトリグリセリドやリン脂質とは構造的に異なりますが、疎水性で水に溶けません。それらは細胞膜の流動性を変化させ、細胞内でシグナル伝達分子としても機能します。コレステロールは最も一般的なステロイドであり、肝臓で合成されます。それは細胞膜に存在し、動物の性ホルモンの前駆体として機能します。