生物化学脂类ppt课件

1、第三章 脂类化学【授课时间授课时间】 3学时【教学目标教学目标】(1)了解天然脂肪酸的结构和特点(2)掌握几种重要磷脂的结构、特性和生理作用(3)能描述生物膜的组成形式，给出膜流动镶嵌模型的要点【教学重点、难点教学重点、难点】（1）天然脂肪酸的结构和特点（2）甘油磷脂结构和性质1第三章第三章 脂类化学脂类化学 ( ( Lipids)Lipids)第一节第一节 概概 述述第二节第二节 三酰甘油三酰甘油(triacylglycerols)(triacylglycerols) 第三节第三节 蜡蜡第四节第四节 甘油磷脂甘油磷脂(phosphoglycerides)(phosphoglycerides)

2、第五节第五节 鞘磷脂鞘磷脂 第六节第六节 萜类和类固醇类萜类和类固醇类 2第一节第一节 概概 述述一、脂类的一、脂类的概念概念 一类不（或低）溶于水，（而高）溶于乙醚、氯仿、苯等非极性溶剂中的生物有机分子，统称脂类(Lipids) 。 脂类的共同特点 低溶于水，高溶于非极性溶剂； 大多数具有酯的结构； 在生物体内做能源物质或活性物质。3二、分 类 1、据作用分， 结构脂质 贮存脂质 2、据主要成分，单纯脂 复脂 萜类和甾类及其衍生物 衍生脂 结合脂类 3、据物质， 脂肪：储存脂，包括脂肪和蜡； 类脂：结构脂， 包括磷脂、糖脂、固醇和固醇脂等。 活性脂：包括固醇类和帖类； 4、据结构分， 单纯脂

3、（simple lipid） 复合脂（compound lipid） 非皂化脂 衍生脂 结合脂类第一节第一节 概概 述述4三、脂类的生物学功能 是生物膜的主要组成物质之一。是生物膜的主要组成物质之一。它是生物体所需能量的贮存形式和运输形式。它是生物体所需能量的贮存形式和运输形式。激素、维生素和色素的前体。激素、维生素和色素的前体。生长因子生长因子保护和防御作用。保护和防御作用。抗氧化剂抗氧化剂化学信号化学信号参与信号识别和免疫。能量贮存形式参与信号识别和免疫。能量贮存形式主要的脂类物质 三酰甘油（甘油三酯）、甘油磷脂、神精鞘磷脂、 糖鞘脂和甾醇类第一节第一节 概概 述述5一、分布二、结构和类型

4、三、三酰甘油的理化性质第二节第二节 三酰甘油三酰甘油(triacylglycerols)(triacylglycerols)6俗称脂肪，又称甘油三酯（简TG）、三酰甘油(Triacylglycerol)或中脂(Neutral fats)，是脂类中最丰富的一类。 一、分布广泛分布与动、植物体内，是构成动、植物体的重要成分之一。动物体内主要存在于的皮下结缔组织、大网膜、肠系膜等，在植物体内主要存在于果实和油料作物的种子中。在某些产脂性微生物在，其脂肪含量也较高。 第二节第二节 三酰甘油三酰甘油(triacylglycerols)(triacylglycerols)7二、结构和类型1、甘油又叫丙三醇

5、。为一种无色、无臭，溶于水和乙醇，不溶于有机溶剂的粘稠液。可作为炸药原料、防冻剂、防干剂、柔软剂。第二节第二节 三酰甘油三酰甘油(triacylglycerols)(triacylglycerols)8二、结构和类型2、脂肪酸 (Fatty acids) 结构 含一个羧酸和一个烃基（为3-33个碳原子）。脂肪烃链以线性为主，分支或环状烃链少数。 特点 1大多数脂肪酸是不带分支的偶数碳原子数目； 2不饱和脂肪酸中的双键多是以顺式构象存在，且第一个双键常位于第9位；非共轭双键形式居多； 3不饱和脂肪酸有较低的熔点，在室温下呈液态。 第二节第二节 三酰甘油三酰甘油(triacylglycerols)

6、(triacylglycerols)9二、结构和类型2、脂肪酸 (Fatty acids) 分类（1）据烃基含碳原子数量，分 高级脂肪酸：占大多数，烃基约12-20个碳原子，存在于 高等动、植物体内。 低级脂肪酸：烃基约12个碳原子以下，存在于哺乳动物的乳汁中。（2）据烃链含双键与否，分 饱和脂肪酸：烃链饱和，不含双键。又分软脂酸（C16：0），硬脂 酸（C18：0） 不饱和脂肪酸：烃链不饱和，含1个或1个以上双键。如亚麻酸 （C18:2 9c,12c）、油酸（C18:19c）。第二节第二节 三酰甘油三酰甘油(triacylglycerols)(triacylglycerols)101112二

7、、结构和类型2、脂肪酸 (Fatty acids) 命名1、脂肪酸的俗名、系统名和缩写脂肪酸的俗名主要反映其来源和特点。系统名反映其碳原子数目、双键数和位置。如： 硬脂酸的系统名是十八烷酸，用18：0表示，其中18表示碳链长度，0表示无双键； 油酸是十八碳烯酸，用18：1 9c表示，1表示有一个双键。 反油酸用18：19,trans表示。 第二节第二节 三酰甘油三酰甘油(triacylglycerols)(triacylglycerols)13二、结构和类型2、脂肪酸 (Fatty acids) 命名2、双键的定位双键位置的表示方法有两种，原来用编号系统，近来又规定了或(n)编号系统。编号系统

8、按碳原子的系统序数，即从羧基端数起，用双键羧基侧碳原子的序数给双键定位。或(n)编号系统采用碳原子的倒数序数，即从甲基端数起，用双键甲基侧碳原子的（倒数）序数给双键定位。将脂肪酸分为代谢相关的4组，即3、6、7、9，在哺乳动物体内脂肪酸只能由该族母体衍生而来，各族母体分别是软油酸（16：1，7）、油酸（18：1，9）、亚油酸（18：2，6）和亚麻酸（18：3，3）第二节第二节 三酰甘油三酰甘油(triacylglycerols)(triacylglycerols)14二、结构和类型2、脂肪酸 (Fatty acids) 常见的反应有两个：活化硫酰化，生成脂酰辅酶A。这是脂肪酸的活性形式。不饱和

9、脂肪酸的双键可以氧化，生成过氧化物，最后产生自由基。对人体有害。 不饱和脂肪酸的研究价值：生物膜中多是顺式不饱和脂肪酸，增加膜流动性，降低膜相变温度，抗寒冷。能降低血脂 第二节第二节 三酰甘油三酰甘油(triacylglycerols)(triacylglycerols)15二、结构和类型2、脂肪酸 (Fatty acids) 必需脂肪酸（essential fatty acids）维持哺乳动物正常生长所必需的而体内又不能合成的脂肪酸称为必需脂肪酸。包括亚油酸和-亚麻酸。哺乳动物体内能合成饱和脂肪酸和单不饱和脂肪酸，不能合成多不饱和脂肪酸，如亚油酸、亚麻酸等。第二节第二节 三酰甘油三酰甘油(t

10、riacylglycerols)(triacylglycerols)16二、结构和类型甘油三酯由甘油的醇羟基与脂酸结合而成， 即由一分子甘油和三分子脂肪酸 构成的酯。习惯上，在常温下，呈液态，称 为油。其脂肪酸烃基多为不饱和的。 呈固态，称为脂肪。其脂肪酸烃基 多为饱和的。若R1、R2、R3相同，称单纯脂肪酸； 若R1、R2、R3不相同，称混合脂肪酸。第二节第二节 三酰甘油三酰甘油(triacylglycerols)(triacylglycerols)17三、三酰甘油的理化性质 物理性质 1、溶解性不溶于水，但溶于乙醚、丙酮等非极性溶剂 2、熔点饱和度相同，脂肪酸熔点随碳原子增加而升高；碳原子

11、相同，则不饱和脂肪酸较饱和脂肪酸熔点低。 3、光学活性R1不等于R3，其结构是不对称的，而具光学活性。 4、乳化作用三酰甘油但在乳化剂的作用下，可变成细小的颗粒而均匀地分散在水溶液中而形成稳定的乳状液，这个过程，称乳化作用 。 18 化学反应 1、水解作用 在酸、碱、蒸汽或脂酶的作用下，可水解生成甘油和脂肪酸在酸、碱、蒸汽或脂酶的作用下，可水解生成甘油和脂肪酸。 在碱性条件下彻底水解，则得到高级脂肪酸的钠盐或钾盐，俗称在碱性条件下彻底水解，则得到高级脂肪酸的钠盐或钾盐，俗称肥皂，该反应又称肥皂，该反应又称皂化皂化（saponification）。）。1g油脂完全皂化时所需氢氧化钾的毫克数称为油

12、脂完全皂化时所需氢氧化钾的毫克数称为皂化值皂化值（saponification number)根据皂化值的大小，可以判断油脂中三酰甘油的平均相对分子质量。根据皂化值的大小，可以判断油脂中三酰甘油的平均相对分子质量。皂化值是衡量油脂质量的指标之一，并可反映油脂皂化时所需碱的用皂化值是衡量油脂质量的指标之一，并可反映油脂皂化时所需碱的用19 化学反应 2、氢化和卤化作用氢化氢化 在高温、高压和在高温、高压和Ni+催化下油脂中不饱和脂肪酸的碳碳双键可催化催化下油脂中不饱和脂肪酸的碳碳双键可催化加氢，从而转化成饱和脂肪酸含量较多的油脂。这一过程可使加氢，从而转化成饱和脂肪酸含量较多的油脂。这一过程可使

13、液态液态的的油变成油变成半固态或固态半固态或固态的脂肪，所以油脂的氢化又称的脂肪，所以油脂的氢化又称油脂的硬化油脂的硬化。卤化卤化 卤素中的溴、碘可与双键加成，生成饱和的卤化脂，这种作用称卤素中的溴、碘可与双键加成，生成饱和的卤化脂，这种作用称为卤化。为卤化。通常把通常把100克油脂所能吸收的碘的克数称为克油脂所能吸收的碘的克数称为碘值碘值（iodine number）。）。碘值大，表示油脂中不饱和脂肪酸含量高，即不饱和程度高。碘值大，表示油脂中不饱和脂肪酸含量高，即不饱和程度高。 20 化学反应 3、乙酰化作用 1g乙酰化的油脂分解出的乙酸用油脂分解出的乙酸用KOH中和时所需的中和时所需的K

14、OH毫克数称为毫克数称为乙酰化值值（acetylation number）。）。21 化学反应 4、酸败和酸值 油脂在空气中放置过久会变质，产生难闻的气味，称为油脂在空气中放置过久会变质，产生难闻的气味，称为酸酸败败（rancidity)。 中和中和1 克油脂中的游离脂肪酸所需氢氧化钾的毫克数称为克油脂中的游离脂肪酸所需氢氧化钾的毫克数称为油脂的油脂的酸值酸值（酸价）。（酸价）。 油脂的酸败程度可用酸值来表示。油脂的酸败程度可用酸值来表示。22 几个表达值 皂化值皂化值（评估油的质量）（评估油的质量） 完全皂化完全皂化1克油脂所需克油脂所需KOH的毫克数。的毫克数。 酸值酸值（酸败程度）（酸败

15、程度） 中和中和1克油脂中的游离脂肪酸所消耗的克油脂中的游离脂肪酸所消耗的KOH毫克数。毫克数。 碘值碘值（不饱和键的多少）（不饱和键的多少） 100克油脂吸收碘的克数。克油脂吸收碘的克数。 23三、三酰甘油的理化性质 牛油牛油猪油猪油花生油花生油大豆油大豆油棉子油棉子油软脂酸软脂酸24243232282830306 69 96 6101019192424硬脂酸硬脂酸14143232121218182 26 62 24 41 12 2油酸油酸3535484841414848505057572121292923233232亚油酸亚油酸2 24 43 38 81313262650505959404

16、04848皂化值皂化值190190200200195195208208185185195195189189194194191191196196碘值碘值3030484846467070838310510512712713813810310311511524 化学反应5、干化干化 某些油在空气中放置，表面能生成一层干燥而有某些油在空气中放置，表面能生成一层干燥而有韧性的薄膜，这种现象叫做韧性的薄膜，这种现象叫做干化干化。具有这种性质。具有这种性质的油称为的油称为干性油干性油。 桐油中含桐油酸（桐油中含桐油酸（CH3(CH2)3CH=CH-CH=CH-CH=CH-(CH2)7COOH)达达79，是最

17、好的干性油，是最好的干性油，不但干化快，而且形成的薄膜韧性好，可耐冷、不但干化快，而且形成的薄膜韧性好，可耐冷、热和潮湿，在工业上有重要价值。热和潮湿，在工业上有重要价值。25 蜡是不溶于水的固体，蜡是不溶于水的固体，由高级一元醇或固醇或固醇和高级脂肪酸（C24-C26）构成的酯。为固体。蜡酸通为蜡酸通为: CH3(CH2)nCOOH,蜡醇通式为蜡醇通式为 CH3(CH2)nCH2OH，如月桂酸如月桂酸(C12)、豆蔻酸、豆蔻酸(C14)、蜡酸、蜡酸(C26)蜂花酸蜂花酸(C30) 26 一、甘油磷脂甘油磷脂结构和种类 二、甘油磷脂甘油磷脂理化性质 三、重要的甘油磷脂第四节第四节 甘油磷脂甘油

18、磷脂(glyceropholipid)27第四节第四节 甘油磷脂甘油磷脂(glyceropholipid) 含磷酸组分的复合脂，称为磷脂。 包括两大类： 甘油磷脂 (Phosphoglycerides) 鞘磷脂(sphingomyelins) 作用：参与细胞膜系统的组成。28第四节第四节 甘油磷脂甘油磷脂一、甘油磷脂甘油磷脂结构和种类 由甘油、脂酸、磷酸和其他基团（即含N的碱性化合物） 组成，是磷脂酸衍生物是磷脂酸衍生物 .R1：饱和脂肪酸R2：不饱和脂肪酸X： 胆碱、胆胺、丝氨酸、肌醇等29第四节第四节 甘油磷脂甘油磷脂一、甘油磷脂甘油磷脂结构和种类30第四节第四节 甘油磷脂甘油磷脂一、甘油

19、磷脂甘油磷脂结构和种类 命名 1967年，IUPA（国际理论和应用化学联合会）和IUB（国际生物化学联合会）建议。 自然界中的磷脂酸都属于L-构型。 31第四节第四节 甘油磷脂甘油磷脂二、理化性质 两性分子 从结构上可知，C1、C2 被脂肪酸酯化，成为疏水性 ，C3被磷酸酯化，带上亲水 性的胆碱、胆胺等基团，成 为亲水性，故为两性分子。 物理性质 白色，固体，蜡状物或油状物，溶于水。32第四节第四节 甘油磷脂甘油磷脂 二、理化性质 化学性质水解作用 在弱碱作用下a生成脂肪酸金属盐，剩下部分不被水解 在强碱作用下 b生成脂肪酸、乙醇胺、磷酸甘油（见脂代谢）氧化作用 在空气中，磷脂酸甘油中的不饱和

20、脂肪酸被氧化，形成过氧化物，最后形成黑色的过氧化物聚合物。酶解作用 磷脂酶A1，A2，B，C，D。33第四节第四节 甘油磷脂甘油磷脂 三、重要的甘油磷脂磷脂酰胆碱（卵磷脂）（磷脂酰胆碱（卵磷脂）（PCPC）磷脂酰乙醇胺（脑磷脂）（磷脂酰乙醇胺（脑磷脂）（PEPE）磷脂酰丝氨酸（磷脂酰丝氨酸（PSPS）磷脂酰肌醇（磷脂酰肌醇（PIPI）磷脂酰甘油（磷脂酰甘油（PGPG）二磷脂酰甘油二磷脂酰甘油34重要的甘油磷脂 磷脂酰胆碱（卵磷脂，简PC）磷脂酰乙醇胺（磷脂酰胆碱、脑磷脂，简PE） 磷脂酰丝氨酸（PS） 磷脂酰肌醇（PI）35双磷脂酰甘油（心磷脂 DPG） 缩醛磷脂 36第五节第五节 鞘脂类鞘脂

21、类一、鞘磷脂一、鞘磷脂(sphingomylins) 二、鞘糖脂二、鞘糖脂 (Glycolipids,Glycosphingolipids) 37鞘 氨 醇 氨基以酰胺键连在脂肪酸上，其羟基以酯键与磷酸胆碱相连。38一、鞘磷脂一、鞘磷脂结构 由鞘氨醇、脂肪酸、磷酸、胆碱(或胆胺)组成，为一种不含甘油的磷脂，其醇基部分是一种不饱和的带有氨基的18C醇。 X=H 神经酰胺X=磷酰胆碱/磷酰胆氨 鞘磷脂第五节第五节 鞘脂类鞘脂类39一、鞘磷脂一、鞘磷脂分布 大量存在于结缔组织、脾、肺、血液中，特别是高等动物脑髓鞘和红细胞膜中特别丰富。目前，鞘磷脂有60余种。性质 白色晶体，性质稳定，不溶于丙酮和乙醚

22、，溶于热乙醇，具有两性解离性质。第五节第五节 鞘脂类鞘脂类40第五节第五节 鞘脂类鞘脂类二、鞘二、鞘糖脂 1、概念 为一类含有糖成分的复合脂质。一个或若干个单糖的半缩醛羟基与脂类的糖苷键形式连接而成的化合物。2、组分 复杂。所含醇多为神经鞘氨醇所含糖有葡萄糖、半乳糖、甘露糖、阿拉伯糖等。由鞘氨醇、脂肪酸、糖构成。 葡葡糖脑苷脂41神经鞘脂类神经鞘脂类鞘氨醇鞘氨醇神经酰胺神经酰胺神经鞘磷脂神经鞘磷脂中性醣脂中性醣脂 葡萄糖苷神经酰胺葡萄糖苷神经酰胺神经节苷脂神经节苷脂乳糖苷神经酰胺乳糖苷神经酰胺(红细胞糖苷酯红细胞糖苷酯)胆碱磷酸胆碱磷酸42脑苷脂(cerebrosides)43神经节苷脂(ga

23、ngoliosides)44 据蛋白质组分分：核酸脂蛋白：如凝血酶致活酶 含磷脂蛋白：如脂磷蛋白 单纯脂蛋白：如血脂蛋白 作用： 低密度脂蛋白在体内含量低，利用身体健康。 高密度脂蛋白在体内含量越高，对身体越好。 45第六节第六节 胆固醇胆固醇 一、萜类(Terpenes)二、固醇类三、胆甾醇胆固醇胆甾醇胆固醇(cholesterol，)46第六节第六节 胆固醇胆固醇 异戊二烯 异戊二烯单体 一、萜类(Terpenes)47 二、固醇类 又叫甾类化合物(steroids)。 固醇类是环状高分子一元醇，分布很广，可游离存在或与脂肪酸成酯。 主要有动物固醇、植物固醇、酵母固醇。 第六节第六节 胆固醇胆固醇 48 二、固醇类 1、植物固醇 植物细胞的重要成分，不能被动物吸收利用。主要包括豆固醇（大豆）；麦固醇（麦芽）。第六节第六节 胆固醇胆固醇 49 二、固醇类 2、酵母固醇 存在于酵母菌、真菌中，以麦角固醇最多。 麦角固醇，经紫外光照射可转化成维生素D2。 第六节第六节 胆固醇胆固醇 50 二、固醇类 3、动物固醇 如胆固醇（Cholesterol ） 第六节第六节 胆固醇胆固醇 51三、三、胆固醇胆固醇(cholesterol) 胆固醇是动物细胞膜的主要成分之一。