중성 지방(neutral fats)은 지방산(fatty acids)이 있는 글리세롤(glycerol)의 모노에스테르(monoesters), 디에스테르(diesters), 트라이에스테르(triesters)이며, 이를 각각 모노아실글리세롤(monoacylglycerols), 디아실글리세롤(diacylglycerols), 트라이아실글리세롤(triacylglycerols)라 부른다. 모노글리세리드(monoglycerides), 디글리세리드(diglycerides), 트라이글리세리드(triglycerides)라는 예전 용어를 사용하는 것은 권장되지 않는다. 여기에 나온 합성물은 다음과 같이 이름 붙일 수 있다
트리스테아로일글리세롤(tristearoylglycerol), 글리세롤 트리스테아레이트(glycerol tristearate), 트리스테아린(tristearin), S1S1S1. 글리세롤 자체는 완전히 대칭적인 분자이지만, (탄소 1과 3에 있는) 제 1 수산기(primary hydroxyl groups) 중 하나가 에스테르화 되거나 두 개의 제 1 수산기가 서로 다른 산으로 에르테르화 되면 중앙 탄소 원자(central carbon atom)는 키랄성(chirality)을 획득한다(비대칭적). 글리세롤 유도물(glycerol derivatives)의 절대적인 구조를 명시하기 위해 몇 가지 방법이 이용되었다.
어떤 저자는 스테아린(stearic)에 S를 사용하지만, 포화(S) 지방산과 불포화(U) 지방산과 관련하여 트라이아클리세롤 혼합물(triaclycerol composition)을 나타낼 때마다 S는 “포화(saturated)”에도 사용되기 때문에 이것은 혼동을 야기할 수 있다. 예를 들어, S3나 SSS = 세 개의 지방산이 모두 포화됨, SU2나 SUU = 이중불포화(diunsaturated)-단포화(monosaturated) 등이다.
R/S 체계
R과 S라는 접두사를 이용하는 것은 Cahn 등에 의해 제안되었다. 키랄 탄소(chiral carbon)에 부착된 네 개의 원소에 일련의 우선 순위가 부여되며, 원자 번호가 최대인 원자에 가장 높은 우선 순위가 부여된다. 분자는 우선 순위가 최하인 기는 관자 반대 방향을 향하고 나머지 기는 삼각 방식으로 관자를 향하도록 맞추어진다. 우선 순위 등급 감소 방향이 시계 방향이면 구조는 R(라틴어 rectus), 시계 반대 방향이면 S(라틴어 sinister)이다.
이러한 체계를 아실글리세롤에 적용하기 위해서는 구조를 고려하면 도움이 된다. 비대칭 탄소 2의 H 원자는 최하 우선 순위의 치환분이므로 종이 면 아래에 있는 것으로 나타낸다. 탄소 2의 치환분 중에서는 산소가 가장 높은 순위에 있다. 나머지 두 치환분은 -CO-이다(O가 우선 순위가 더 높으므로 탄소 1과 3에 있는 수소는 무시된다).
따라서 이 -CO- 기에 부착된 원자들을 비교해야 한다. 오래 포화된 아실(long saturated acyls)은 짧게 포화된 것보다 우선 순위가 높다. 불포화 연쇄(unsaturated chains)는 포화 연쇄(saturated chains)보다 순위가 높고, 이중 결합(double bond)이 단일 분기(single branching)보다 순위가 높으며, 두 개의 이중 결합이 하나보다 순위가 높고, cis가 trans보다 순위가 높으며, 분지(branched chain)가 비분지(unbranched chain)보다 순위가 높다. 따라서 구조 I에 나온 배치는 우선 순위에 따른 시계 방향 배열이므로 구조 I은 R로 간주한다. 이와 유사하게, 구조 II는 S이다.
주: LA, 리놀레산(linoleic); GLA, 감마-리놀렌산(gamma-linolenic); a, 알파-리놀렌산(alpha-linolenic); SA, 스테아리돈산(stearidonic)
R/S 체계는 아실글리세롤의 입체 화학 구조(stereochemical configuration)를 전달하지만, 분명 지명된 구조는 트라이아실글리세롤 분자의 위치 1과 3에 있는 아실기(acyl groups)의 성격에 달려 있다. 따라서 이 체계는 천연 지방(natural fats)의 경우처럼 트라이아실글리세롤이 분리되지 않으면 이러한 위치에 지방산 혼합물이 있는 상황에 적용되지 못한다.
입체 특이성 번호 매기기(Stereospecific Numbering)
Hirshmann이 제안한 sn 체계는 간단하며, 합성 지방(synthetic fats)과 천연 지방에 모두 적용될 수 있으며, 보편적으로 채택되어 왔다. 일반적인 Fischer 글리세롤 평면 투사(planar projection)는 중간 수산기를 중앙 탄소(central carbon) 왼편에 놓고 활용한다. 탄소 원자는 다음과 같이 종래의 순서대로 1에서 3까지 번호를 매긴다. 예를 들어, 스테아린산(stearic acid)이 sn-1 위치에서, 올레산(oleic)이 sn-2에서, 그리고 미리스틴산(myristic)이 sn-3 위치에서 에스테르화 되면, 트라이아실글리세롤은 다음과 같이 나타나고, 다음 중 하나로 지명될 수 있다
1-스테아로일-2-올레오일-3-미리스토일-sn-글리세롤(1-stearoyl-2-oleoyl-3-myristoyl-sn-glycerol), sn-글리세롤-1-스테아레이트-2-올리에이트-3-미리스테이트(sn-glycerol-1-stearate-2-oleate-3-myristate), sn-StOM, sn-18:0-18:1-16:0. 아래의 접두사는 현재 트라이아실글리세롤 분자 내에서 지방산의 위치 분포를 지명하기 위해 축약형으로 널리 이용된다.
1. sn : “글리세롤”이라는 용어 바로 앞에 사용되며, sn-1, sn-2, sn-3 위치는 그 순서로 열거한 것을 나타낸다.
2. rac : 두 이성질체(enantiomers)의 라세미산 혼합물(racemic mixture). 이것은 축약형의 중간에 있는 산이 sn-2 위치에 부착되고, 남은 두 산은 sn-1과 sn-3 사이에서 똑같이 나누어진다는 것을 말한다(예: rac-StOM은 sn-StOM과 sn-MOSt의 양이 같음을 나타낸다).
3. β- : 축약형 중간에 있는 산은 sn-2 위치에 있지만, 남은 두 개의 위치는 알 수 없다(예: β-StOMdms 비율에 관계없이 sn-StOM과 sn-MOSt의 혼합물을 나타낸다)
단산 아실글리세롤(monoacid acylglycerols)의 경우에는 접두사가 붙지 않거나(예: MMM), 산의 위치 분포를 모를 경우에는 이성질체(isomer) 혼합이 가능하다(예: StOM는 비율에 관계없이 sn-StOM, sn-MOSt, sn-OStM, sn-MStO, sn-StMO, sn-OMST 등의 가능한 혼합물을 나타낸다).
[Biology/일반생물학] - 생물학개론 | Lipids (지질)
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