Biomolecole Essenziali: Lipidi, Carboidrati, Amminoacidi e Peptidi

Lipidi: Classificazione e Funzioni

Sfingolipidi

Negli sfingolipidi, il gruppo polare che si lega al ceramide è un carboidrato che può essere un monosaccaride o un oligosaccaride ramificato. Gli sfingolipidi sono disposti nella zona esterna della membrana plasmatica delle glicoproteine a formare il glicocalice. A seconda della parte di carboidrati sono classificati in:

• Cerebrosidi: ceramide costituito da un monosaccaride. Sono abbondanti nelle membrane delle cellule nervose nel cervello e nel sistema nervoso periferico.
• Gangliosidi: oligosaccaride ramificato. Si trovano nelle membrane cellulari esterne, in particolare nelle cellule nervose.

Caratteristiche dei gangliosidi:

• Sembrano essere coinvolti nella ricezione degli impulsi nervosi attraverso le sinapsi.
• Alcuni sfingolipidi della superficie cellulare sembrano essere legati alla specificità del gruppo sanguigno.
• Ci sono alcuni gangliosidi che agiscono come ancoraggio di virus, microrganismi e tossine nella membrana plasmatica, permettendo l'entrata nella cellula.

Terpeni, Steroidi e Prostaglandine

Lipidi insaponificabili, cioè non possono formare saponi privi di acidi grassi. Sono meno abbondanti dei lipidi saponificabili, ma tra loro ci sono alcuni che svolgono importanti funzioni biologiche, quali vitamine o ormoni.

Terpeni

Sono anche denominati isoprenoidi, chimicamente derivati dalla polimerizzazione dell'isoprene.

• Monoterpeni: Si tratta di sostanze con due molecole di isoprene.
• Diterpeni: Contengono quattro molecole di isoprene.
• Triterpeni: Si tratta di sei molecole di isoprene.
• Tetraterpeni: Sono associazioni di otto molecole di isoprene.

Steroidi

Sono derivati da un composto ciclico chiamato ciclopentanoperidrofenantrene. Gli steroidi differiscono l'uno dall'altro dalla posizione dei doppi legami, il tipo di gruppi funzionali sostituenti sull'anello e le posizioni dove sono. I più importanti sono:

• Steroli: Il colesterolo è uno dei più importanti dal punto di vista biologico. Fa parte della membrana plasmatica delle cellule animali e nel sangue si lega alle lipoproteine plasmatiche. Influenza le proprietà della membrana plasmatica in modo tale da mantenere la sua fluidità contro le fluttuazioni di temperatura e grado di insaturazione. Influisce anche sulla permeabilità delle membrane lipidiche, diminuendola per le piccole molecole solubili in acqua.
• Ormoni steroidei: Ormoni sessuali.
• Acidi biliari: I più importanti nell'uomo sono l'acido colico e desossicolico, quest'ultimo è presente anche in molti altri mammiferi. Sono composti della bile, che viene secreta nell'intestino per formare i sali che agiscono come detergenti nel piccolo intestino causando una emulsione del grasso, che successivamente viene degradato dall'azione delle lipasi intestinali.

Prostaglandine

Funzioni:

• Possono agire come vasodilatatori regolando la pressione arteriosa.
• Sono coinvolte nei processi infiammatori che provocano la febbre, arrossamento, gonfiore e dolore.
• Partecipano ai processi di coagulazione del sangue.

Carboidrati

Olosidi

Composti solo da osidi.

• Oligosaccaridi: Da 2 a 10 monosaccaridi (disaccaridi).
• Polisaccaridi: Molteplici monosaccaridi (omopolisaccaridi: ripetizione di un singolo monosaccaride; eteropolisaccaridi: composizione più varia).

Glicosidi

Una combinazione di una serie di monosaccaridi con frazioni di natura molecolare non glucidica.

Amminoacidi

• Idrofobi: I radicali sono idrocarburi non polari, ad esempio alanina.
• Polari idrofili: I radicali sono polari, ma privi di carica, ad esempio serina e glicina.
• Basici: Ionizzati positivamente, per esempio lisina.
• Acidi: Ionizzati negativamente, per esempio acido aspartico.

Legame Peptidico

Quando gli amminoacidi formano catene, lo fanno tramite legami peptidici. Questi legami sono legami covalenti che si formano tra il gruppo carbossilico di un amminoacido e il gruppo amminico di un altro, portando alla perdita di una molecola di acqua (reazione di disidratazione). Gli amminoacidi uniti da legami peptidici sono chiamati residui, a causa della perdita degli atomi nella formazione del legame peptidico. Un dipeptide è una catena che si compone di due amminoacidi, un tripeptide è formato da tre, un oligopeptide contiene meno di 50 residui, e i polipeptidi sono generalmente chiamati le catene più lunghe. I gruppi amminico libero e carbossilico alle estremità opposte della catena polipeptidica sono denominati come N-terminale (ammino-terminale) e C-terminale (carbossi-terminale), rispettivamente. Per convenzione, i residui sono numerati a partire dall'amminoacido N-terminale, e sono scritti da sinistra a destra secondo l'ordine che occupano nella catena.

Caratteristiche del legame peptidico

Il legame peptidico è un legame covalente più corto della maggior parte degli altri legami C-N. Ha un certo carattere di doppio legame, quindi non può ruotare liberamente. I quattro atomi (C=O e N-H) del gruppo peptidico e i due atomi di carbonio si trovano sullo stesso piano, mantenendo distanze ed angoli fissi. Gli unici legami che possono ruotare, e non tutti liberamente, sono quelli formati da C-C e N-C.

Peptidi e Oligopeptidi di Interesse Biologico

• Con funzione di ormone dello stress, l'ossitocina regola le contrazioni uterine.
• L'insulina e il glucagone regolano il livello di zucchero nel sangue.