BiomolekülemmmmmFettsäuren und Fette


Carbonsäuren

Fettsäuren sind Carbonsäuren mit langer Kohlenwasserstoff-Kette (etwa ab 4C). Sie kommen in allen Organismen als Bausteine von Fetten und Membranlipiden vor. In diesen Verbindungen sind sie mit Alkoholen verestert, z.B. mit Glycerol, Sphingosin oder Cholesterol. In geringen Mengen findet man Fettsäuren auch unverestert, z.B. im Blut. Dann werden sie als freie Fettsäuren bezeichnet.
In höheren Pflanzen und Tieren treten vorwiegend längerkettige, unverzweigte Fettsäuren mit 16 und 18 Kohlenstoff-Atomen auf, also z.B. die Palmitin-und die Stearinsäure. Die Zahl der Kohlenstoff-Atome der längeren, natürlichen Fettsäuren ist stets gerade. Das beruht auf ihrer Biosynthese aus C₂-Bausteinen.
Manche Fettsäuren tragen eine oder mehrere isolierte Doppelbindungen, sie sind ungesättigt. Häufig vorkommende ungesättigte Fettsäuren sind die Ölsäure und die Linolsäure. Von den beiden möglichen cis-trans-Isomeren der Doppelbindungen kommen in natürlichen Lipiden meist die cis-Isomere vor. Verzweigte Fettsäuren finden sich nur in Bakterien. Zur Kennzeichnung der Fettsäuren verwendet man manchmal auch eine Kurzbezeichnung, in der die erste Ziffer für die Zahl an C-Atomen steht. Die zweite Ziffer gibt die Zahl an Doppelbindugen an, deren Positionsangabe sich anschließt. Wie üblich beginnt die Zählung am Konlenstoff mit der höchsten Oxisdationsstufe (Carboxy-Gruppe = C-1). Auch die Verwendung von griechischen Buchstaben ist verbreitet (alpha = C-2; beta = C-3; omega = letztes C-Atom).

Essentielle Fettsäuren sind Fettsäuren, die mit der Nahrung zugeführt werden müssen. Es handelt sich um mehrfach ungesättigte Fettsäuren, und zwar um die C₂₀Fettsäure Arachidonsäure (20:4;5,8,11,14) und die beiden C^₁₈-Fettsäuren Linolsäure (18:2;9,12) und Linolensäure (18,3;9,12,15). Der tierische Organismus benötigt die Arachidonsäure für die Biosynthese von Eicosanoiden. Da er zwar fähig ist, Fettsäuren um C₂-Einheiten zu verlängeren, aber keine Doppelbindungen in den hinteren Teil der Fettsäuren einführen kann, muß Arachidonsäure aus der Nahrung aufgenommen werden. Die kürzere Linol- und Linolensäure können durch Verlängerung in Arachidonsäure umgewandelt werden, sie sind deshalb in der Lage, die Arachidonsäure in der Nahrung zu ersetzen.

Struktur der Fette

Fette sind Ester des freiwertigen Alkohol Glycerol mit drei Fettsäuren. Wenn eine einzelne Fettsäure mit Glycerol verestert ist, spricht man von einem Monoacylglycerol (Fettsäure-Rest = Acyl-Rest). Rein formal kommt man durch Veresterung mit weiteren Fettsäuren über ein Diacylglycerol zum Triacylglycerol, dem eigentlichen Fett. Da Fette keine Ladung tragen, spricht man auch von Neutralfetten. Die Kohlenstoff-Atome des Glycerols sind in Fetten nicht äquivalent. Man unterscheidet sie deshalb durch "sn-Ziffern" (stereo-specific numbering).
Die drei Fettsäuren eines Fettmoleküls können sich in ihrer Kettenlänge und der Zahl der Doppelbindungen unterscheiden. Daraus resultiert eine große Zahl an Kombinationsmöglichkeiten für einzelne Fettmoleküle. Aus biologischem Material extrahiert, stellen Fette daher immer Gemische sehr ähnlicher Verbindungen dar, die sich in den Fettsäure-Resten unterscheiden. Nahrungsfette enthalten besonders häufig Palmatin-, Stearin-, Öl- und Linosäure. Ungesättigte Fettsäuren sind meist an Position sn-C-2 des Glycerols zu finden.