類固醇(steroid)
/ STEER-oyd /
類固醇是一類脂質,長得一點也不像脂肪那種油膩的鏈——它們是剛硬、緊湊的分子,由四個稠合的環構成。最有名的是膽固醇;還有性激素睪固酮和雌激素、壓力激素皮質醇,以及維生素 D。雖然這個詞如今背著健身和興奮劑的包袱,但在化學裡,「類固醇」只表示任何建立在這套特定四環骨架上的分子。
那套骨架就是它的定義特徵:三個六元環加一個五元環,全部邊對邊稠合成一塊扁平、相當剛硬的板。(你可以把那些六元環想成鎖在一起的環己烷,它們的椅式構象和稠環幾何,正是你學過的環烷烴化學。)類固醇被算作脂質,不是因為它們有脂肪尾巴——它們大多沒有——而是因為它們非極性、溶於油,樂意溶進膜和脂肪裡,而不溶於水。一種類固醇與另一種的差別,只在於裝飾:同一副四環框架上掛著哪些官能團(這裡一個羥基,那裡一個酮,一個雙鍵,一條短側鏈)。把一個 -OH 換成 C=O,把一個雙鍵挪個位置,就能把膽固醇變成一種激素。
類固醇之所以重要,在於它鮮明地教給我們:生物學有多麼仰仗官能團上的微小差別。睪固酮和雌二醇的四環核心幾乎一模一樣;它們驅動的身體差異,歸結到區區幾個原子——是酮還是酚環,有沒有一個甲基。這也正是類固醇藥物(抗炎藥、避孕藥、運動員濫用的合成代謝類固醇)成為藥物化學富礦的原因:化學家可以在一個穩定、研究透徹的骨架上,透過編輯取代基來調節藥效和選擇性。
膽固醇、睪固酮和雌二醇都共用同一個稠合四環核心。睪固酮與雌二醇的主要差別,在於雌二醇頂部那個環是芳香的(一個酚),而睪固酮的不是,還多帶一個甲基——區區幾個原子,分開了兩種很不一樣的激素。
共用一副四環骨架;官能團上的微小改動,就把膽固醇變成各種激素。
在化學裡,「類固醇」純粹是一個結構類別(那套四環骨架),不是「增肌藥」的俗稱——合成代謝類固醇只是其中一個小小的子類。而且類固醇被算作脂質是因為溶解性,不是因為它們像脂肪和磷脂那樣長著脂肪尾巴。