BIOCHEMISTRISCHE THEMEN
Fettsäuren
Fettsäurestruktur und Nomenklatur. Biologische Rolle der Fettsäuren.
Fettsäuren sind die Hauptbestandteile der Fette (Lipide). Fettsäuren enthalten eine lange aliphatische (Kohlenwasserstoff-) Kette mit einer Carboxylgruppe (-COOH) an einem Ende, die die saure Eigenschaft darstellt. Die aliphatische Gruppe kann vollständig gesättigt sein, in diesem Fall spricht man von einer gesättigten Fettsäure, oder sie kann eine oder mehrere Doppelbindungen enthalten, in diesem Fall wird sie als ungesättigte Fettsäure bezeichnet. Bei physiologischem pH-Wert liegt die Carboxylgruppe einer Fettsäure in ihrer ionisierten Carboxylatform vor. Diese anionische (negativ geladene) Form ist in den hier gezeigten Strukturen der Fettsäuren dargestellt. Die Struktur einer gesättigten Fettsäure kann in abgekürzter Form als R-COO- dargestellt werden, wobei R für CH3(CH2)n steht und die Gesamtzahl der Kohlenstoffatome n + 2 beträgt. In der Regel beträgt die Gesamtzahl der Kohlenstoffatome etwa 10-20, am häufigsten 16, in diesem Fall wird die Verbindung Palmitat genannt (siehe unten), oder 18, was Stearat ergibt. Die vereinigten Formen dieser Fettsäuren sind Palmitinsäure bzw. Stearinsäure.
Bei der Nummerierung von Fettsäuren wird dem Kohlenstoff der Carboxylgruppe die Nummer 1 zugeordnet. Die meisten natürlich vorkommenden Fettsäuren haben eine gerade Anzahl von Kohlenstoffatomen, eine ungesättigte Fettsäure enthält eine oder mehrere Doppelbindungen zwischen den Kohlenstoffatomen in ihrer Kohlenwasserstoffkette. Die allgemeine Formel für eine ungesättigte Fettsäure mit nur einer Doppelbindung ist R-COO-, wobei R die chemische Gruppierung CH3(CH2)mCH=CHCH2(CH2)n darstellt. Wäre m=n=7, würde dies die 18 Kohlenstoffatome enthaltende ungesättigte Fettsäure Oleat (Ölsäure) darstellen. Die Konfiguration der Doppelbindungen in natürlich vorkommenden ungesättigten Fettsäuren ist fast immer cis.
Eine mehrfach ungesättigte Fettsäure ist eine Fettsäure, die mehr als eine Doppelbindung enthält. Linolat ist eine prototypische mehrfach ungesättigte Fettsäure, die eine unverzweigte Kette von 18 Kohlenstoffatomen enthält. Es handelt sich um eine so genannte Omega-6-Fettsäure (ω-6), die für die menschliche Ernährung von Bedeutung ist, da sie von Säugetieren nicht synthetisiert werden kann und daher mit der Nahrung aufgenommen werden muss. Linolat wird daher als essentielle Fettsäure angesehen. Die Bedeutung von Linolat ergibt sich vor allem aus seiner Rolle als Vorläufer von Arachidonat.
Die Abbildung links zeigt die Nomenklatur der ungesättigten Fettsäuren. Die Nummerierung beginnt bei der Carboxylatgruppe (rechts) – ihr Kohlenstoffatom ist mit 1 nummeriert. Die Anzahl der Atome nimmt nach links hin zu. Die Positionen der Doppelbindung(en) sind durch die Δ (Delta)-Notation gekennzeichnet. Die hochgestellte Zahl des Δ ist die des Kohlenstoffatoms mit der niedrigsten Nummer der Doppelbindung. Die Stereochemie (cis oder trans) wird ausdrücklich angegeben. Die ω-Schreibweise (omega) konzentriert sich auf die Position der Doppelbindung, die am weitesten von der Carboxylatgruppe entfernt ist.