生物化学_第二章脂类化学

1、脂肪和类脂总称为脂类脂肪和类脂总称为脂类(lipids三脂酰甘油三脂酰甘油 (triacylglycerol, TAG)，也，也称为甘油三酯称为甘油三酯 (triglyceride, TG) 胆固醇胆固醇 (cholesterol, CHOL)胆固醇酯胆固醇酯 (cholesterol ester, CE) 磷脂磷脂 (phospholipid, PL)糖脂糖脂 (glycolipid)鞘脂鞘脂 (sphingolipid) n定义定义:类脂类脂(lipoid)脂肪脂肪 (fat)第一节分类第一节分类一）单纯脂类(simple lipid) 1. 三脂酰甘油或称甘油三酯 由3分子脂肪酸和1分子

2、甘油组成。 2.蜡 主要由长链脂肪酸和长链醇或固醇组成。 （二）复合脂类(compound lipid)复合脂类除含脂肪酸和醇外，尚有其他非脂分子的成分 1.磷脂 其非脂成分是磷酸和含氮碱(如胆碱、乙醇胺)，磷脂根据醇成分的不同，又可分为甘油磷脂(如磷脂酸、磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺等)和鞘氨醇磷脂(简称鞘磷脂)。 2.糖脂 其非脂成分是糖(单己糖、二己糖等)，并因醇成分不同，又分为鞘糖脂(如脑苷脂、神经节苷脂)和甘油糖脂(如单半乳糖基二酰基甘油、双半乳糖基二酰基甘油)。 鞘磷脂和鞘糖脂合称为鞘脂(sphingolipid)。 （三）衍生脂质(derived lipid) 衍生脂质是指由单纯脂质

3、和复合脂质衍生而来或与之关系密切. 1取代烃 主要是脂肪酸及其碱性盐(皂)和高级醇，脂肪醛、脂肪胺和烃。 2固醇类(甾类) 包括固醇、胆酸、强心苷、性激素、肾上腺皮质激素。 3萜 包括许多天然色素(如胡萝卜素)、香精油、天然橡胶等。 4其他脂质 如维生素A、D、E、K，脂酰CoA，类二十碳烷(前列腺素、凝血恶烷和白三烯)，脂多糖，脂蛋白等。第二节 复合脂类的化学一、磷 脂 磷脂(phospholipid)包括甘油磷脂和鞘磷脂两大类。前者为甘油酯衍生物，而后者为鞘氨醇酯衍生物。它们广泛存在于动植物和微生物中，主要参与细胞膜系统的组成。 (一) 甘油磷脂甘油磷脂又称磷酸甘油酯。化学结构如下： 当X

4、=H时即为磷脂酸(phosphatidic acid)，它是各种甘油磷脂的母体化合物。1.卵磷脂(lecithin) 细胞膜中存在大量含胆碱的磷脂即磷脂酰胆碱(phosphatidylcholine)，又称卵磷脂，是组成细胞膜最丰富的磷脂之一，其结构如下：2. 脑磷脂(cephalin) 即磷脂酰胆胺(phosphatidylcholamine)，又叫磷脂酰乙醇胺(phosphatidylethanolaine)，其结构如下：3. 磷脂酰丝氨酸(phosphatidylserine) 又称丝氨酸磷脂，是磷脂酸的磷酸基团与丝氨酸的羟基连成的酯，其结构如下：4. 磷脂酰肌醇(phosphatidy

5、l inositol) 又称肌醇磷脂(inositide)。所生成的肌醇磷脂还可以再连接第二个、第三个磷酸基团，分别称为一磷酸肌醇磷脂和二磷酸肌醇磷脂等，其结构式如下 5缩醛磷脂(plasmalogen) 与一般甘油磷脂不同，它在甘油C1位(即位)以与长链烯醇形成的醚键(脂性醛基)代替与脂肪酸形成的酯键。它的水解产物之一是长链烯醇，它很易互变异构成醛，因此缩醛磷脂具有醛反应。6二磷脂酰甘油(diphosphatidyl glycerol) 又称心磷脂(cardiolipin)，是由2分子磷脂酸与1分子甘油结合而成的磷脂，其结构式如下： (二) 鞘磷脂鞘氨醇磷脂简称(神经)鞘磷脂(sphingo

6、phospholipid)，在高等动物的脑髓鞘和红细胞膜中特别丰富，也存在于许多植物种子中。由(神经)鞘氨醇、脂肪酸、磷酸及胆碱(少数是磷酰乙醇胺)各1分子所组成。是一种不含甘油的磷脂。神经鞘氨醇与神经鞘磷脂的结构如下：二、糖 脂 (一) 脑苷脂类脑苷脂(cerebroside)是脑细胞膜的重要组分，由-己糖(葡萄糖或半乳糖)，脂肪酸(C2226，其中最普遍的是-羟基二十四烷酸)和鞘氨醇各一分子组成，因为是以中性糖作为极性头部，故属于中性糖鞘脂类。重要代表是：葡萄糖脑苷脂、半乳糖脑苷脂和硫酸脑苷脂(简称脑硫脂)。它们分子结构如下：(二) 神经节苷脂类神经节苷脂(ganglioside)是一类酸

7、性糖脂，这是一类最复杂的糖鞘脂类，已从脑灰质、白质和脾等组织中分离出来。它的极性头部含有唾液酸，即N-乙酰神经氨酸，故带有酸性。 第三节脂肪酸第三节脂肪酸 (fatty acids)简称脂酸简称脂酸,包括饱和脂酸包括饱和脂酸(saturated fatty acid)和不饱和脂酸和不饱和脂酸(unsaturated fatty acid)。后者中多不饱和脂酸，机体自身不能合成，必后者中多不饱和脂酸，机体自身不能合成，必须由食物提供，是动物不可缺少的营养素，故须由食物提供，是动物不可缺少的营养素，故称为营养必需脂酸称为营养必需脂酸(essential fatty acid)，包括，包括亚油酸、亚

8、麻酸和花生四烯酸。它们是前列腺亚油酸、亚麻酸和花生四烯酸。它们是前列腺素、血栓烷及白三烯等生理活性物质的前体。素、血栓烷及白三烯等生理活性物质的前体。甘油三酯甘油三酯 甘油磷脂甘油磷脂(phosphoglyceride)胆固醇酯胆固醇酯 FA胆固醇胆固醇 FAFAFA 甘油甘油 FAFAPiX 甘油甘油 X=胆碱、水、乙胆碱、水、乙醇胺、丝氨酸、醇胺、丝氨酸、甘油、肌醇、甘油、肌醇、磷脂酰甘油等。磷脂酰甘油等。n脂类物质的基本构成：脂类物质的基本构成：CH2CHCH2OOOCO(CH2)mCH3CO(CH2)nCH3POOXOH甘油三脂甘油三脂X=胆碱、水、乙醇胆碱、水、乙醇胺、胺、 丝氨酸、

9、甘丝氨酸、甘油、肌醇、磷脂油、肌醇、磷脂酰甘油等。酰甘油等。甘油磷脂甘油磷脂CH2CHCH2OOOCO(CH2)m CH3CO(CH2)kCH3CO(CH2)nCH3CH2CHCH2OHOHOH甘油甘油分类分类含量含量分布分布生理功能生理功能甘油三酯甘油三酯 9595脂肪组织、脂肪组织、血浆血浆1. 储脂供能储脂供能2. 提供必需脂酸提供必需脂酸3. 促脂溶性维生素吸收促脂溶性维生素吸收4. 热垫作用热垫作用5. 保护垫作用保护垫作用6. 构成血浆脂蛋白构成血浆脂蛋白糖酯、胆固糖酯、胆固醇及其酯、醇及其酯、磷脂磷脂5 5生物膜、神生物膜、神经、血浆经、血浆1. 维持生物膜的结构和功能维持生物膜

10、的结构和功能2. 胆固醇可转变成类固醇激素、胆固醇可转变成类固醇激素、维生素、胆汁酸等维生素、胆汁酸等3. 构成血浆脂蛋白构成血浆脂蛋白脂类含量、分布及生理功能脂类含量、分布及生理功能 编码体系编码体系从脂酸的羧基碳起计算碳原子的顺序。从脂酸的羧基碳起计算碳原子的顺序。 或或n n编码体系编码体系从脂酸的甲基碳起计算其碳原子顺序。从脂酸的甲基碳起计算其碳原子顺序。 n系统命名法系统命名法一、脂酸的系统命名遵循有机酸命名的原则一、脂酸的系统命名遵循有机酸命名的原则标示脂酸的碳原子数即碳链长度和双键的位置。标示脂酸的碳原子数即碳链长度和双键的位置。不饱和脂酸的分类及命名不饱和脂酸的分类及命名第四节

11、第四节（一）脂酸根据其碳链长度分为短链、（一）脂酸根据其碳链长度分为短链、中链和长链脂酸中链和长链脂酸 二、脂酸主要根据其碳链长度和二、脂酸主要根据其碳链长度和饱和度分类饱和度分类碳链长度碳链长度10的脂酸称为短链脂酸的脂酸称为短链脂酸将碳链长度将碳链长度20的脂酸称为长链脂酸的脂酸称为长链脂酸（二）脂酸根据其碳链是否存在双键分为（二）脂酸根据其碳链是否存在双键分为饱和脂酸和不饱和脂酸饱和脂酸和不饱和脂酸 饱和脂酸的碳链不含双键饱和脂酸的碳链不含双键饱和脂酸以乙酸饱和脂酸以乙酸(CH3-COOH)为基本结构，为基本结构，不同的饱和脂酸的差别在于这两基团间亚甲基不同的饱和脂酸的差别在于这两基团间

12、亚甲基(-CH2-)的数目不同。的数目不同。2.不饱和脂酸的碳链含有一个或一个以上双键不饱和脂酸的碳链含有一个或一个以上双键 单不饱和脂酸单不饱和脂酸(monounsaturated fatty acid) 多不饱和脂酸多不饱和脂酸(polyunsaturated fatty acid)不饱和脂酸的双键位置不同分属于不饱和脂酸的双键位置不同分属于w w-3、w w-6、w w-7和和w w-9簇簇簇簇母体不饱和脂酸母体不饱和脂酸结构结构w w-7软油酸软油酸9-16:1w w -9油酸油酸9-18:1w w -6亚油酸亚油酸9,12-18:2w w -3亚麻酸亚麻酸9,12,15-18:3同簇

13、的不饱和脂酸可由其母体代谢产生，如花同簇的不饱和脂酸可由其母体代谢产生，如花生四烯酸可由生四烯酸可由w w-6簇母体亚油酸产生。但簇母体亚油酸产生。但w w-3、w w-6和和w w-9簇多不饱和脂酸在体内彼此不能相互转化。簇多不饱和脂酸在体内彼此不能相互转化。动物只能合成动物只能合成-9及及-7系的多不饱和脂酸，不能系的多不饱和脂酸，不能合成合成-6及及-3系多不饱和脂酸。系多不饱和脂酸。表表5-1常见的脂酸常见的脂酸惯名惯名系统名系统名碳原子数碳原子数和双键数和双键数簇簇分子式分子式饱和脂酸饱和脂酸 月桂酸月桂酸 (lauric acid)n-十二烷酸十二烷酸12:0CH3(CH2)10C

14、OOH豆寇酸豆寇酸(myristic acid)n-十四烷酸十四烷酸14:0CH3(CH2)12COOH软脂酸软脂酸(palmitic acid)n-十六烷酸十六烷酸16:0CH3(CH2)14COOH硬脂酸硬脂酸(stearic acid)n-十八烷酸十八烷酸18:0CH3(CH2)16COOH花生酸花生酸(arachidic acid)n-二十烷酸二十烷酸20:0CH3(CH2)18COOH不饱和脂酸不饱和脂酸棕榈棕榈(软软)油酸油酸(palmitoleic acid)9-十六碳一烯酸十六碳一烯酸16:1w-7CH3(CH2)5CHCH(CH2)7COOH油酸油酸(oleic acid)9

15、-十八碳一烯酸十八碳一烯酸18:1w-9CH3(CH2)7CHCH(CH2)7COOH异油酸异油酸(Vaccenic acid)反式反式11-十八碳一烯十八碳一烯酸酸18:1w-7CH3(CH2)5CHCH(CH2)9COOH亚油酸亚油酸(linoleic acid)9,12-十八碳二烯酸十八碳二烯酸18:2w-6CH3(CH2)4(CHCHCH2)2(CH2)6COOHa-亚麻酸亚麻酸(a-linolenic acid)9,12,15-十八碳三烯十八碳三烯酸酸18:3w-3CH3CH2(CHCHCH2)3(CH2)6COOHg-亚麻酸亚麻酸(g-linolenic acid)6,9,12-十

16、八碳三烯酸十八碳三烯酸18:3w-6CH3(CH2)4(CHCHCH2)3(CH2)3COOH花生四烯酸花生四烯酸(arachidonic acid)5,8,11,14-二十碳四二十碳四烯酸烯酸20:4w-6CH3(CH2)4(CHCHCH2)4(CH2)2COOHtimnodonic acid (EPA)5,8,11,14,17-二十碳二十碳五烯酸五烯酸20:5w-3CH3CH2(CHCHCH2)5(CH2)2COOHclupanodonic acid (DPA)7,10,13,16,19-二十二二十二碳五烯酸碳五烯酸22:5w-3CH3CH2(CHCHCH2)5(CH2)4COOHcervonic acid (DHA)4,