トリグリセリド

トリグリセリド（tri-とglycerideから、TG、トリアシルグリセロール、TAG、またはトリアシルグリセリドとも呼ばれる）は、グリセロールと3つの脂肪酸から得られるエステルです。^[1]トリグリセリドは、植物性脂肪だけでなく、人間や他の脊椎動物の体脂肪 の主成分です。^{[2]トリグリセリドは血液中にも存在し、肝臓からの}脂肪と血糖 の双方向の移動を可能にし、人間の皮脂の主成分でもあります。^[3]

トリグリセリドには多くの種類があります。特定の分類では、飽和タイプと不飽和タイプに焦点を当てています。飽和脂肪にはC=C 基がなく、不飽和脂肪には 1 つ以上の C=C 基があります。不飽和脂肪は飽和類似体よりも融点が低い傾向があり、その結果、室温では 液体であることがよくあります。

3 つの脂肪酸置換基は同じになることもあるが、通常は異なる。多くの脂肪酸が知られているため、多くのトリグリセリドが知られている。天然トリグリセリドでは脂肪酸グループの鎖長が異なり、16、18、または 20 個の炭素原子を含むものは長鎖トリグリセリドと定義され、中鎖トリグリセリドにはより短い脂肪酸が含まれる。動物は偶数脂肪酸を合成するが、細菌は奇数鎖脂肪酸や分岐鎖脂肪酸を合成する能力を持っている。その結果、反芻動物の脂肪には、第一胃内の細菌の作用により、15 などの奇数脂肪酸が含まれる。多くの脂肪酸は不飽和であり、一部は多価不飽和である（例：リノール酸由来のもの）。^[4]

天然脂肪のほとんどは、個々のトリグリセリドの複雑な混合物です。その不均一性のため、幅広い温度範囲で溶けます。ココアバターは、グリセロールの1位、2位、3位にそれぞれパルミチン酸、オレイン酸、ステアリン酸が結合した、わずか数種類のトリグリセリドのみで構成されているという点で珍しいものです。^[4]

最も単純なトリグリセリドは、3つの脂肪酸が同一のものである。名前は脂肪酸を示しており、ステアリン酸由来のステアリン、オレイン酸由来のトリオレイン、パルミチン酸由来のパルミチンなどである。これらの化合物は、α、β、β′の3つの結晶形（多形）で得られ、3つの形は融点が異なります。^{[4] [5]}

異なる脂肪酸を含むトリグリセリドは混合トリグリセリドとして知られています。^[6]これらは自然界でより一般的です。

グリセロール上の最初の脂肪酸と3番目の脂肪酸が異なる場合、混合トリグリセリドはキラルである。^[7]

トリグリセリドは無色ですが、劣化したサンプルは黄色がかった色になることがあります。ステアリンは単純で飽和した対称トリグリセリドで、室温付近では固体ですが、ほとんどの例は油です。その密度は 0.-0.9 g/cm ³です。^{[引用が必要]}

トリグリセリドは、グリセロールと3つの脂肪酸の縮合反応から得られるトリエステルです。その生成は、次の全体反応式で要約できます。

CH(OH)(CH ₂ OH) ₂ + RCOOH + R'COOH + R"COOH → RC(O)OCH ₂ −CH(OC(O)R')−CH ₂ C(O)OR" + 3H ₂ O

自然界では、トリグリセリドの形成はランダムではなく、特定の脂肪酸がグリセロールのヒドロキシル官能基と選択的に縮合する。動物性脂肪は、通常、炭素原子1と3に不飽和脂肪酸残基を持つ。非ランダム脂肪の極端な例としては、ココアバター（前述）とラードがあり、炭素原子2にパルミチン酸、炭素原子1と3にオレイン酸を含む約20％のトリグリセリドを含む。^[4]生合成の初期段階は、グリセロール-1-リン酸の形成である：^[4]

CH(OH)(CH ₂ OH) ₂ + H ₂ PO−4 → HOCH ₂ −CH(OH)−CH ₂ −OPO ₃ H ⁻ + H ₂ O

このリン酸エステルの 3 つの酸素原子は分化しており、ジオールが脂肪酸の補酵素 A 誘導体 RC(O)S-CoA と選択的に反応して、トリグリセリドの位置特異的な形成の舞台が整います。

HOCH ₂ −CH(OH)−CH ₂ −OPO ₃ H ⁻ + RC(O)S−CoA + R'C(O)S−CoA → RC(O)O−CH ₂ −CH(−OC(O)R')−CH ₂ −OPO ₃ H ⁻ + 2HS−CoA

次にリン酸エステル結合が加水分解され、3 番目の脂肪酸エステルが導入されます。

RC(O)O−CH ₂ −CH(−OC(O)R')−CH ₂ −OPO ₃ H ⁻ + H ₂ O → RC(O)O−CH ₂ −CH(−OC(O)R' )−CH ₂ OH + H ₂ PO−4

RC(O)O−CH ₂ −CH(−OC(O)R')−CH ₂ OH + R"C(O)S−CoA → RC(O)O−CH ₂ −CH(−OC(O)R')−CH ₂ −OC(O)R" + HS−CoA

脂肪は、多くの場合、その原料にちなんで名付けられています。たとえば、オリーブ オイル、タラ肝油、シアバター、テール ファットなどです。バター、ラード、ギー、マーガリンなど、独自の伝統的な名前を持つものもあります。これらの天然脂肪の成分は多少異なります。オリーブ オイルのオレイン酸成分は、64 ～ 86% の範囲で変化します。

トリグリセリドは、ミツバチの幼虫フェロモンの名前であるグリセリル 1,2-ジオレエート 3-パルミテートのように、これらの酸のエステルとして一般的に命名されています。^[8] トリグリセリドの脂肪酸残基がすべて同じである場合、オレイン（グリセリルトリオレエート）やパルミチン（グリセリルトリパルミテート）などの名前が一般的です。^{[引用が必要]}

国際純正・応用化学連合（IUPAC）の有機化合物の一般化学命名法^[9]では、あらゆる有機構造は、対応する炭化水素から始めて、その構造を完全に記述できるように違いを特定することで命名できる。例えば脂肪酸の場合、炭素-炭素二重結合の位置と方向は、カルボキシル官能基から数えて指定される。したがって、オレイン酸は正式には（9Z）-オクタデカ-9-エン酸と命名され、化合物が以下を持つことを説明しています。

• 18個の炭素鎖（「オクタデカ」）で、カルボキシル（「-酸」）の炭素に1の番号が付けられている。
• 炭素-炭素結合はすべて単結合で、二重結合は炭素9（「9-en」）と炭素10を結合する。
• 鎖は同じ側の二重結合の各炭素に結合します（したがって、シス、または「（9 Z）」 - 「Z 」はドイツ語の「zusammen 」（一緒に）の略語です）。

IUPAC 命名法は、水素原子が他の化学基に置き換えられた分岐鎖や誘導体も扱うことができます。トリグリセリドは、エステルの命名規則に従って正式な IUPAC 名が付けられます。たとえば、正式名称のプロパン-1,2,3-トリル 1,2-ビス ((9 Z )-オクタデカ-9-エノエート) 3-(ヘキサデカノエート) は、非公式にグリセリル 1,2-ジオレエート-3-パルミテート^[8]と呼ばれるフェロモンに適用され、1,2-ジオレオイル-3-パルミトイルグリセロール、グリセロールジオレエートパルミテート、3-パルミト-1,2-ジオレインなどの一般名でも知られています。

非分岐鎖脂肪酸に特有の表記法は、IUPAC の表記法と同じくらい正確でありながら、解析が簡単な「{N}:{D} cis -{CCC} trans -{TTT}」という形式のコードです。ここで、{N} は炭素の数 (カルボキシル炭素を含む)、{D} は二重結合の数、{CCC} はcis二重結合の位置のリスト、{TTT} はtrans結合の位置のリストです。そのジオメトリを持つ多重結合がない場合、 cisおよびtransリストのどちらかまたは両方とそれらのラベルは省略されます。たとえば、ステアリン酸、オレイン酸、エライジン酸、バクセン酸のコードはそれぞれ「18:0」、「18:1 cis -9」、「18:1 trans -9」、「18:1 trans -11」です。カタルパ酸、(9 E ,11 E ,13 Z )-オクタデカ-9,11,13-トリエン酸は、IUPAC命名法によれば、「18:3 cis -13 trans -9,11」というコードを持つ。^{[引用が必要]}

人間の栄養学において、脂肪の重要な分類は、構成脂肪酸の 二重結合の数と位置に基づいています。飽和脂肪は二重結合のない飽和脂肪酸が主であり、不飽和脂肪は二重結合のある不飽和酸が主です。(これらの名前は、化学式中の二重結合が水素原子を 2 つ少なくすることを意味します。したがって、二重結合のない飽和脂肪酸は、与えられた炭素原子の数に対して水素原子の数が最大になります。つまり、水素原子で「飽和」しているということです。) ^{[10] [11]}

不飽和脂肪酸は、さらに二重結合が1つの一価不飽和脂肪酸（MUFA）と、二重結合が2つ以上ある多価不飽和^{脂肪酸（PUFA）に分類されます。 [10] [11]} 天然脂肪には通常、同じ分子上にも複数の異なる飽和酸と不飽和酸が含まれています。たとえば、ほとんどの植物油では、飽和パルミチン酸（C16:0）とステアリン酸（C18:0）残基は通常、グリセロールハブの位置1と3（sn1とsn3）に結合していますが、中央の位置（sn2）は通常、オレイン酸（C18:1、ω–9）やリノール酸（C18:2、ω–6）などの不飽和脂肪酸で占められています。^[12] )

飽和脂肪は一般に、同じ分子量の不飽和脂肪よりも融点が高く、そのため室温で固体である可能性が高くなります。たとえば、動物性脂肪である牛脂やラードは飽和脂肪酸含有量が高く、固体です。一方、オリーブ油や亜麻仁油は不飽和で液体です。不飽和脂肪は空気によって酸化されやすく、その結果、腐敗して食べられなくなります。^{[引用が必要]}

不飽和脂肪の二重結合は、触媒による水素との反応で単結合に変換できます。このプロセスは水素化と呼ばれ、植物油をマーガリンなどの固体または半固体の植物性脂肪に変えるために使用されます。マーガリンは牛脂やバターの代替品となり、不飽和脂肪とは異なり、酸化に抵抗します。条件によっては、水素化によってシス酸から不要なトランス酸が生成されることがあります。^[13]

細胞代謝において、不飽和脂肪分子は、同量の飽和脂肪よりもわずかに少ないエネルギー（すなわち、少ないカロリー）を生成します。飽和、モノ、ジ、トリ不飽和の18炭素脂肪酸エステルの燃焼熱は、それぞれ2859、2828、2794、2750 kcal/molと測定されています。重量ベースでは、10.75、10.71、10.66、10.58 kcal/gであり、二重結合が1つ増えるごとに約0.6%減少します。^[14]

脂肪酸の不飽和度が高いほど（つまり、脂肪酸の二重結合が多いほど）、脂質過酸化（酸敗）に対して脆弱になります。抗酸化物質は不飽和脂肪を脂質過酸化から保護することができます。

一般的に最も関心が高いのは多価不飽和脂肪酸の 栄養面ですが、これらの物質は食品以外の用途にも使われています。

亜麻仁油および関連油は、油絵具や関連コーティングに使用される有用な製品の重要な成分です。亜麻仁油は、酸素の存在下で硬化する傾向があるジおよびトリ不飽和脂肪酸成分が豊富です。この熱を発生する硬化プロセスは、いわゆる乾性油に特有のものです。これは、酸素分子が炭素骨格を攻撃することから始まる重合プロセスによって引き起こされます。亜麻仁油以外にも、乾燥特性を示す油があり、より特殊な用途に使用されます。これには、桐油、ケシ油、シソ油、クルミ油が含まれます。すべて酸素にさらされると「重合」して固体の膜を形成し、塗料やワニスに有用です。^[15]

トリグリセリドは、エステル交換反応によって構成脂肪酸のメチルエステルに分解されることもあります。

RCO ₂ CH(CH ₂ O ₂ CR')(CH ₂ O ₂ CR ) + 3 CH ₃ OH → RCO ₂ CH ₃ + R'CO ₂ CH ₃ + R CO ₂ CH ₃ + HOCH(CH ₂ OH) ₂

得られた脂肪酸メチルエステルはディーゼルエンジンの燃料として使用できるため、バイオディーゼルと呼ばれます。

脂肪酸、トリグリセリド、リポタンパク質、その他の脂質の染色は、リゾクロム（脂溶性染料）を使用して行われます。これらの染料は、材料を特定の色に染色することで、特定の脂肪の適格性を判断することができます。例としては、スーダン IV、オイルレッド O、スーダンブラック Bなどがあります。^{[引用が必要]}

下記の遺伝子、タンパク質、代謝物をクリックすると、それぞれの記事にリンクします。 ^{[§ 1]}

• ジグリセリドアシルトランスフェラーゼ、トリグリセリドを生成する酵素
• グリセロール-3-リン酸アシルトランスフェラーゼ、トリグリセリドの生合成の初期段階に関与する酵素
• ホスファチジン酸はトリグリセリドの生合成に関与している
• 中鎖脂肪酸トリグリセリド
• 脂質プロファイル
• 脂質
• 垂直自動プロファイル
• 高トリグリセリド血症、血液中に多量のトリグリセリドが存在する状態。

• トリグリセリド値を下げる (EMedicineHealth.com; 2020 年 10 月)