En este capítulo hablaremos de los lípidos derivados del ISOPRENO. El isopreno es el 2-metil-butiadieno. Éste polimeriza para dar lugar a una gran variedad de moléculas como los terpenos y esteroides, pero también otros lípidos isoprenoides. El mayor polímero del isopreno es el caucho, sacado de determinados árboles.
Los terpenos son hidrocarburos o alcoholes formados por varias unidades de isopreno, con modificaciones mínimas. El aroma característico de muchos frutos y plantas se debe a estos compuestos.
Los terpenos más simples son los monoterpenos, formados por 2 unidades de isopreno.
Los siguientes son los diterpenos, formados por 4 unidades, y entre los que destaca el fitol, alcohol de la clorofila (con 20 C).
Tenemos también triterpenos, con 6 unidades de isopreno y 30 carbonos, de entre los que destaca el “escualeno”, precursor del colesterol.
Otra familia de terpenos son los “dolicoles”, formados por también 20 unidades de isopreno, y que se encuentran en las membranas del R.E. y el Aparato de Golgi. Fosfatados en un extremo, sirven de transportadores de las proteínas durante su glicosilación. El dolicolfosfato es el encargado de este transporte.
Los esteroides son el grupo más grande, y se caracterizan por contener en su estructura un sistema de anillos que es el “ciclopentanoperhidrofenantreno”, del cual derivan.
Este sistema de anillos está formado por 17 C cuya numeración es específica. Además lleva una serie de sustituyentes de entre los que destacan 2 grupos metilo sobre los C 10 y 13, y numerados como 18 y 19. estos metilos están presentes en todos los esteroides excepto en los estrógenos, los cuales solo poseen uno.
Los esteroides llevan también una cadena hidrocarbonada sobre el que se numeran sus carbonos desde el 20 en adelante. La longitud de esta cadena es variable. Puede no existir como en las hormonas sexuales o tener hasta 9 C. También pueden existir sustituyentes oxigenados y dobles enlaces en posiciones variables según el esteroide del que se trate.
En su estructura existen muchos carbonos asimétricos, por tanto el número de enantiómeros posibles es muy elevado, aunque en la naturaleza no se encuentran todos ellos. Así, en todos los enantiómeros conocidos, los metilos 18 y 19 se sitúan hacia arriba del ciclopentanoperhidrofenantreno. El resto de los sustituyentes si están en posición CIS con los metilos (del mismo lado) se denominan sustituyentes . Si por el contrario están en posición TRANS, son sustituyentes alfa.
Los esteroides se suelen clasificar según la complejidad de la cadena lateral unida al C20. Así diferenciamos 5 grupos principales.
1º.- Los esteroles:
Contienen siempre algún grupo alcohol. El más importante y conocido es el colesterol, que tiene un OH en posición 3beta. Se caracteriza por un enlace doble entre los carbonos 5 y 6, y por la cadena lateral sobre el C17 que contiene 8 átomos de C. El colesterol actúa como precursor de otros esteroides y está relacionado con enfermedades como la arteriosclerosis.
2º.- Los derivados de la vitamina D:
Se forman por acción de la luz ultravioleta sobre los esteroles. Su característica estructural principal es la apertura del anillo B con la formación de un doble enlace entre los C10 y 19. La cadena lateral conserva la cadena lateral del esterol del que deriva. Pueden existir derivados hidroxilados de esta estructura en varias posiciones. Estos compuestos regulan el metabolismo del calcio y el fosfato.
3º.- Los ácidos biliares:
Se caracterizan por, primeramente, la presencia de varios hidroxilos que tienen configuración , y por tanto en trans con los metilos. Estos OH se sitúan en las posiciones 3,7 0 12, según el ácido biliar. Por ejemplo, en el ácido cólico hay OH en las 3 posiciones, y por ello es el más soluble. En otros, como el desoxicólico, no hay el del C7, o el litocólico, con solo el del C3, siendo el más insoluble, y es responsable de los cálculos biliares.
Esta abundancia de OH’s les confiere características anfipáticas, esenciales para su función de emulsionar las grasas de la dieta, facilitando así la acción de encimas digestivas.
Otra característica de los ácidos biliares es su cadena lateral sobre el C17, que siempre finaliza con un ácido graso y consta de 5 átomos de C.
En el organismo humano existen muy pocos ácidos biliares libres, sino que su grupo ácido suele estar unido con el grupo amino de los aminoácidos glicina o taurina. Los derivados son glicocólico,tauricólico...
4º.- los corticosteroides:
Se forman en la corteza y regulan gran cantidad de procesos fisiológicos. Por ejemplo, el cortisol se caracteriza, como todos, por:
- tener 1 grupo “ceto” en posición 3
- 1 doble enlace entre las posiciones 4 y 5.
- La cadena lateral sobre el C17 es corta y suele constar de solo 2 átomos de C y contiene oxígeno (=O).
- Poseen algún otro grupo hidroxilo que puede estar en posiciones variables, siendo las más comunes en los carbonos 11 y 17.
5º.- Las hormonas sexuales:
Hay dos grupos, las masculinas o “andrógenos” y las femeninas o “estrógenos”. En ambos casos no existe cadena lateral en el C17. Además en el caso de los estrógenos, el anillo “A” es aromático, y no existe el grupo metilo sobre el C10.
Otra característica es la presencia de funciones oxigenadas en los C3 y C17.
A parte de terpenos y esteroides existen otros componentes isoprenoides con interés en biología como los carotenos, que son pigmentos de frutas y hortalizas rojas. Son precursores del retinol o vitamina A. También son isoprenoides los tocofenoles, entre los que destacamos el alfa-tocofenol o vitaminia E. Otros son las plastoquinonas de la cadena transportadora de electrones fotosintética, así como la “ubiquinona” o coenzima Q de la mitocondria. La vitamina K también la ubicamos aquí, y participa en la coagulación sanguínea.
FUENTE: www.aibarra.org/apuntes/biofisica_bioquimica
Los terpenos son hidrocarburos o alcoholes formados por varias unidades de isopreno, con modificaciones mínimas. El aroma característico de muchos frutos y plantas se debe a estos compuestos.
Los terpenos más simples son los monoterpenos, formados por 2 unidades de isopreno.
Los siguientes son los diterpenos, formados por 4 unidades, y entre los que destaca el fitol, alcohol de la clorofila (con 20 C).
Tenemos también triterpenos, con 6 unidades de isopreno y 30 carbonos, de entre los que destaca el “escualeno”, precursor del colesterol.
Otra familia de terpenos son los “dolicoles”, formados por también 20 unidades de isopreno, y que se encuentran en las membranas del R.E. y el Aparato de Golgi. Fosfatados en un extremo, sirven de transportadores de las proteínas durante su glicosilación. El dolicolfosfato es el encargado de este transporte.
Los esteroides son el grupo más grande, y se caracterizan por contener en su estructura un sistema de anillos que es el “ciclopentanoperhidrofenantreno”, del cual derivan.
Este sistema de anillos está formado por 17 C cuya numeración es específica. Además lleva una serie de sustituyentes de entre los que destacan 2 grupos metilo sobre los C 10 y 13, y numerados como 18 y 19. estos metilos están presentes en todos los esteroides excepto en los estrógenos, los cuales solo poseen uno.
Los esteroides llevan también una cadena hidrocarbonada sobre el que se numeran sus carbonos desde el 20 en adelante. La longitud de esta cadena es variable. Puede no existir como en las hormonas sexuales o tener hasta 9 C. También pueden existir sustituyentes oxigenados y dobles enlaces en posiciones variables según el esteroide del que se trate.
En su estructura existen muchos carbonos asimétricos, por tanto el número de enantiómeros posibles es muy elevado, aunque en la naturaleza no se encuentran todos ellos. Así, en todos los enantiómeros conocidos, los metilos 18 y 19 se sitúan hacia arriba del ciclopentanoperhidrofenantreno. El resto de los sustituyentes si están en posición CIS con los metilos (del mismo lado) se denominan sustituyentes . Si por el contrario están en posición TRANS, son sustituyentes alfa.
Los esteroides se suelen clasificar según la complejidad de la cadena lateral unida al C20. Así diferenciamos 5 grupos principales.
1º.- Los esteroles:
Contienen siempre algún grupo alcohol. El más importante y conocido es el colesterol, que tiene un OH en posición 3beta. Se caracteriza por un enlace doble entre los carbonos 5 y 6, y por la cadena lateral sobre el C17 que contiene 8 átomos de C. El colesterol actúa como precursor de otros esteroides y está relacionado con enfermedades como la arteriosclerosis.
2º.- Los derivados de la vitamina D:
Se forman por acción de la luz ultravioleta sobre los esteroles. Su característica estructural principal es la apertura del anillo B con la formación de un doble enlace entre los C10 y 19. La cadena lateral conserva la cadena lateral del esterol del que deriva. Pueden existir derivados hidroxilados de esta estructura en varias posiciones. Estos compuestos regulan el metabolismo del calcio y el fosfato.
3º.- Los ácidos biliares:
Se caracterizan por, primeramente, la presencia de varios hidroxilos que tienen configuración , y por tanto en trans con los metilos. Estos OH se sitúan en las posiciones 3,7 0 12, según el ácido biliar. Por ejemplo, en el ácido cólico hay OH en las 3 posiciones, y por ello es el más soluble. En otros, como el desoxicólico, no hay el del C7, o el litocólico, con solo el del C3, siendo el más insoluble, y es responsable de los cálculos biliares.
Esta abundancia de OH’s les confiere características anfipáticas, esenciales para su función de emulsionar las grasas de la dieta, facilitando así la acción de encimas digestivas.
Otra característica de los ácidos biliares es su cadena lateral sobre el C17, que siempre finaliza con un ácido graso y consta de 5 átomos de C.
En el organismo humano existen muy pocos ácidos biliares libres, sino que su grupo ácido suele estar unido con el grupo amino de los aminoácidos glicina o taurina. Los derivados son glicocólico,tauricólico...
4º.- los corticosteroides:
Se forman en la corteza y regulan gran cantidad de procesos fisiológicos. Por ejemplo, el cortisol se caracteriza, como todos, por:
- tener 1 grupo “ceto” en posición 3
- 1 doble enlace entre las posiciones 4 y 5.
- La cadena lateral sobre el C17 es corta y suele constar de solo 2 átomos de C y contiene oxígeno (=O).
- Poseen algún otro grupo hidroxilo que puede estar en posiciones variables, siendo las más comunes en los carbonos 11 y 17.
5º.- Las hormonas sexuales:
Hay dos grupos, las masculinas o “andrógenos” y las femeninas o “estrógenos”. En ambos casos no existe cadena lateral en el C17. Además en el caso de los estrógenos, el anillo “A” es aromático, y no existe el grupo metilo sobre el C10.
Otra característica es la presencia de funciones oxigenadas en los C3 y C17.
A parte de terpenos y esteroides existen otros componentes isoprenoides con interés en biología como los carotenos, que son pigmentos de frutas y hortalizas rojas. Son precursores del retinol o vitamina A. También son isoprenoides los tocofenoles, entre los que destacamos el alfa-tocofenol o vitaminia E. Otros son las plastoquinonas de la cadena transportadora de electrones fotosintética, así como la “ubiquinona” o coenzima Q de la mitocondria. La vitamina K también la ubicamos aquí, y participa en la coagulación sanguínea.
FUENTE: www.aibarra.org/apuntes/biofisica_bioquimica
