第四章.脂类和生物膜ppt课件

1、脂类和生物膜脂肪和类脂总称为脂类脂肪和类脂总称为脂类(lipid) 脂肪脂肪 (fat)： 三脂酰甘油三脂酰甘油 (triacylglycerols,TAG)也称为甘油三酯也称为甘油三酯 (triglyceride, TG) 类脂类脂(lipoid)： 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) 鞘脂鞘脂 (sphingolipids) 分类分类定义定义甘油三酯甘油三酯 甘油磷脂甘油磷脂(phosphoglycerides)胆固醇酯胆固醇酯 FA胆固醇胆固醇 脂类物质的基

2、本构成脂类物质的基本构成FAFAFA 甘油甘油 FAFAPiX 甘油甘油 X = 胆碱、水、乙胆碱、水、乙醇胺、丝氨酸、甘醇胺、丝氨酸、甘油、肌醇、磷脂酰油、肌醇、磷脂酰甘油等甘油等 FA:脂肪酸脂肪酸鞘鞘 脂脂 鞘磷脂鞘磷脂 鞘糖脂鞘糖脂 FA鞘氨醇鞘氨醇 FA PiX鞘氨醇鞘氨醇 FA 糖糖 鞘氨醇鞘氨醇 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95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、糖酯、胆胆固醇及其

3、固醇及其酯、磷脂酯、磷脂5生物膜、生物膜、神经、神经、血浆血浆1. 维持生物膜的结构和功能维持生物膜的结构和功能2. 胆固醇可转变成类固醇激胆固醇可转变成类固醇激 素、维生素、胆汁酸等素、维生素、胆汁酸等3. 构成血浆脂蛋白构成血浆脂蛋白脂类的分类、含量、分布及生理功能脂类的分类、含量、分布及生理功能 O O CH2-O-C-R1 | R2-C-O-CH O | CH2-O-C-R3 植物油：不饱和脂肪酸含量高于植物油：不饱和脂肪酸含量高于70%动物脂：不饱和脂肪酸含量低动物脂：不饱和脂肪酸含量低含有不饱和脂肪酸多的脂肪一般营养价值较高含有不饱和脂肪酸多的脂肪一般营养价值较高 单纯甘油酯单纯甘

4、油酯R相同甘油三单脂）相同甘油三单脂） 混合甘油酯混合甘油酯R不同甘油三杂脂）不同甘油三杂脂）饱和脂肪酸：硬脂酸饱和脂肪酸：硬脂酸1818碳脂肪酸）、软脂酸碳脂肪酸）、软脂酸1616碳脂肪酸）、花生酸碳脂肪酸）、花生酸2020碳酸等。碳酸等。不饱和脂肪酸：油酸不饱和脂肪酸：油酸1818碳一烯酸碳一烯酸99）、亚油酸）、亚油酸1818碳二烯酸碳二烯酸99，1212）、亚麻酸）、亚麻酸1818碳三烯酸碳三烯酸99，1212，1515或或6 6，9 9，1212）、花生四烯酸二十碳四烯）、花生四烯酸二十碳四烯酸）、二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸。酸）、二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸。必需脂肪酸：维持生长

5、所需的，体内又不能合成必需脂肪酸：维持生长所需的，体内又不能合成的脂肪酸的脂肪酸 促进儿童智力发育、延缓老人大脑、降低血促进儿童智力发育、延缓老人大脑、降低血液胆固醇浓度液胆固醇浓度COOHCOOHC C H H2 2O O C CC C H HC C H H2 2O OO OC CR R1 1R R2 2O OO OP P O OO O H HO OX XO OH H2 2C CC CH HC CH H2 2O OO OC CO OC CR R3 3R R4 4O O P PO OO O- -O OP PO O- -O OC CH H2 2C CH HC CH H2 2O OO OH HX

6、X= = H HX X= = C CH H2 2C CH H2 2N N( (C CH H3 3) )2 2X X= = C CH H2 2C CH H2 2N NH H2 2X X= = C CH H2 2C CH H( (O OH H) )C CH HO OH HX X= = C CH H2 2C CH H( (N NH H2 2) )C CO OO O- -X X= =X X= =OH OHOHOH OH磷 脂 酸磷 脂 酰 胆 碱 （ 卵 磷 脂 ）磷 脂 酰 乙 醇 胺磷 脂 酰 甘 油磷 脂 酰 丝 氨 酸磷 脂 酰 肌 醇二 磷 脂 酰 甘 油 脂（脑磷脂）磷脂分子中含有亲水性的

7、磷酸酯磷脂分子中含有亲水性的磷酸酯基和亲脂性的脂肪酸链，是优良基和亲脂性的脂肪酸链，是优良的两亲性分子。的两亲性分子。磷脂分子在水溶液中，由于水分磷脂分子在水溶液中，由于水分子的作用，能够形成双层脂膜结子的作用，能够形成双层脂膜结构或微团结构。构或微团结构。磷酸甘油二脂在水溶液中主要是磷酸甘油二脂在水溶液中主要是形成双层脂膜。形成双层脂膜。磷脂的这种性质，使它具有形成磷脂的这种性质，使它具有形成生物膜双层脂膜的特性。生物膜双层脂膜的特性。非极性尾非极性尾极性极性头头l具有一个极性头和两个非极性尾，但不含有甘油具有一个极性头和两个非极性尾，但不含有甘油l含鞘氨醇含鞘氨醇(sphingosine)

8、或二氢鞘氨醇的脂类。或二氢鞘氨醇的脂类。 l是植物和动物细胞膜的重要组分，在神经组织和脑内含量是植物和动物细胞膜的重要组分，在神经组织和脑内含量较高。较高。1 1、鞘脂化学组成及结构、鞘脂化学组成及结构 极性头极性头脂肪酸脂肪酸X-磷脂胆碱磷脂胆碱 、 磷脂乙醇胺；磷脂乙醇胺； 单糖或寡糖单糖或寡糖按取代基按取代基X的不同，鞘脂分为：的不同，鞘脂分为：鞘糖酯：脑苷脂类和神经节苷脂类鞘糖酯：脑苷脂类和神经节苷脂类鞘磷脂鞘磷脂结构通式结构通式FA PiX 鞘氨醇鞘氨醇鞘磷脂类鞘磷脂类最简单而在高等动物组织中含量最丰富的鞘脂类最简单而在高等动物组织中含量最丰富的鞘脂类极性头是磷酰胆碱或磷酰乙醇胺极性

9、头是磷酰胆碱或磷酰乙醇胺脑苷脂类脑苷脂类糖鞘脂糖鞘脂不含有磷不含有磷极性头不带电，呈中性极性头不带电，呈中性半乳糖脑苷脂存在于脑的细胞膜中，葡萄糖脑苷脂半乳糖脑苷脂存在于脑的细胞膜中，葡萄糖脑苷脂存在于非神经组织膜中，更复杂的脑苷脂大部分存在于非神经组织膜中，更复杂的脑苷脂大部分存在于细胞膜的外层存在于细胞膜的外层神经节苷脂类神经节苷脂类最复杂的糖鞘脂最复杂的糖鞘脂含有由几个糖基组成的巨大极性头含有由几个糖基组成的巨大极性头一个或多个末端糖基是一个或多个末端糖基是N-N-乙酰神经酸即唾液酸乙酰神经酸即唾液酸是细胞膜表面特异的受体的重要组成部分是细胞膜表面特异的受体的重要组成部分CH2CHNHC

10、HCH=CHOH(CH2)12CH3神经鞘氨醇OOHCH2OHOOHOHR:脂肪酸COR固醇类都是环戊烷多氢菲的衍生物。固醇类都是环戊烷多氢菲的衍生物。胆固醇是一种类脂化合物胆固醇是一种类脂化合物, , 在生物膜中含量较多。在生物膜中含量较多。胆固醇以中性脂的形式分布胆固醇以中性脂的形式分布在双层脂膜内，对生物膜中在双层脂膜内，对生物膜中脂类的物理状态有一定的调脂类的物理状态有一定的调节作用，有利于保持膜的流节作用，有利于保持膜的流动性和降低相变温度。动性和降低相变温度。环戊烷多氢菲环戊烷多氢菲极性极性非极非极性性细胞的质膜：所有的细胞都以一层薄膜将它细胞的质膜：所有的细胞都以一层薄膜将它的内

11、含物与外界环境分开。的内含物与外界环境分开。内膜：另外，大多数细胞中还含有许多内膜内膜：另外，大多数细胞中还含有许多内膜系统，组成具有各种特定功能的亚细胞结构系统，组成具有各种特定功能的亚细胞结构和细胞器，例如，线粒体、细胞核、内质网、和细胞器，例如，线粒体、细胞核、内质网、溶酶体和叶绿体等。溶酶体和叶绿体等。细胞膜以及各种细胞器的外膜通称为生物膜。细胞膜以及各种细胞器的外膜通称为生物膜。脂质主要是磷脂、固醇和鞘脂）脂质主要是磷脂、固醇和鞘脂）蛋白质包括酶）蛋白质包括酶）少量糖糖蛋白和糖脂）少量糖糖蛋白和糖脂）水和金属离子等水和金属离子等生物膜的组成，因膜的种类不同而有很大生物膜的组成，因膜的

12、种类不同而有很大的差别。的差别。主要包括磷脂和胆固醇及其他脂类主要包括磷脂和胆固醇及其他脂类动物细胞质膜中含胆固醇较高，细胞质膜和线粒动物细胞质膜中含胆固醇较高，细胞质膜和线粒体膜中含有特异的心磷脂体膜中含有特异的心磷脂植物细胞膜中含有豆固醇植物细胞膜中含有豆固醇对膜结构和膜功能的调节均有重大影响对膜结构和膜功能的调节均有重大影响脂质体作为药物的载体广泛地应用于医药实践的脂质体作为药物的载体广泛地应用于医药实践的研究中研究中根据在膜结构中的分布，分为：根据在膜结构中的分布，分为：外周蛋白外周蛋白 分布于膜的外表，通过静电作用及离子键作分布于膜的外表，通过静电作用及离子键作用等较弱的非共价键与膜

13、的外表相结合用等较弱的非共价键与膜的外表相结合 。内嵌蛋白水不溶性）内嵌蛋白水不溶性） 分布在磷脂的脂双分子层中，有时横跨全膜分布在磷脂的脂双分子层中，有时横跨全膜或者以多酶复合物形式由内嵌蛋白和外周蛋白或者以多酶复合物形式由内嵌蛋白和外周蛋白结合，或者以疏水和亲水两部分分别与磷脂的结合，或者以疏水和亲水两部分分别与磷脂的疏水和亲水两部分结合。疏水和亲水两部分结合。膜蛋白对物质代谢酶蛋白）、物质传送、细膜蛋白对物质代谢酶蛋白）、物质传送、细胞运动、信息的接受与传递、支持与保护均有胞运动、信息的接受与传递、支持与保护均有重要意义。重要意义。生物膜中含有一定的寡糖类物质。它们大多与膜生物膜中含有一

14、定的寡糖类物质。它们大多与膜蛋白共价结合糖蛋白），少数与膜脂共价结合蛋白共价结合糖蛋白），少数与膜脂共价结合糖脂）糖脂） 。糖类在膜上的分布是不对称的，全部都处于细胞糖类在膜上的分布是不对称的，全部都处于细胞膜的外侧。生物膜中组成寡糖的单糖主要有半乳膜的外侧。生物膜中组成寡糖的单糖主要有半乳糖、半乳糖胺、甘露糖、葡萄糖和葡萄糖胺等。糖、半乳糖胺、甘露糖、葡萄糖和葡萄糖胺等。生物膜中的糖类化合物在信息传递和相互识别方生物膜中的糖类化合物在信息传递和相互识别方面具有重要作用。面具有重要作用。 生物膜是以磷脂、胆固醇和糖脂为主构成的双层脂膜生物膜是以磷脂、胆固醇和糖脂为主构成的双层脂膜内嵌内嵌蛋白蛋

15、白外周蛋白外周蛋白糖脂糖脂磷脂双层磷脂双层细胞骨架丝细胞骨架丝胆固醇胆固醇寡糖链寡糖链糖蛋白糖蛋白糖脂糖脂外周蛋白外周蛋白内嵌蛋白内嵌蛋白膜的基质或膜结构的连续主体是极性的脂质双分子层；膜的基质或膜结构的连续主体是极性的脂质双分子层；具有流动性：由于极性脂质的疏水尾部含有一定量的饱和或具有流动性：由于极性脂质的疏水尾部含有一定量的饱和或不饱和脂肪酸，而这些脂肪酸在细胞的正常温度下呈液体状不饱和脂肪酸，而这些脂肪酸在细胞的正常温度下呈液体状态；态；膜的内嵌蛋白的表面具有疏水的氨基酸侧链基团，故可使此膜的内嵌蛋白的表面具有疏水的氨基酸侧链基团，故可使此类蛋白类蛋白“溶解于双分子层的中心疏水部分；溶

16、解于双分子层的中心疏水部分；外周蛋白的表面主要含有亲水性外周蛋白的表面主要含有亲水性R基，可通过静电引力与带基，可通过静电引力与带电的脂质双分子层的极性头部连接；电的脂质双分子层的极性头部连接；双分子层中的脂质分子间或蛋白质组分与脂质之间无共价结双分子层中的脂质分子间或蛋白质组分与脂质之间无共价结合；合；膜蛋白可做横向运动，外周蛋白漂浮在双分子层膜蛋白可做横向运动，外周蛋白漂浮在双分子层“海洋的海洋的表面，而内嵌蛋白犹如表面，而内嵌蛋白犹如“冰山几乎完全浸没在烃基核心中。冰山几乎完全浸没在烃基核心中。生物膜具有物质传送、维护、信息传递、生物膜具有物质传送、维护、信息传递、细胞识别等生物功能。细

17、胞识别等生物功能。细胞或细胞器需要经细胞或细胞器需要经常与外界进行物质交常与外界进行物质交换以维持其正常的功换以维持其正常的功能。能。细胞或细胞器通过生细胞或细胞器通过生物膜，从膜外选择性物膜，从膜外选择性地吸收所需要的养料，地吸收所需要的养料，同时也要排出不需要同时也要排出不需要的物质。的物质。在各种物质跨膜转运在各种物质跨膜转运过程中，细胞膜起着过程中，细胞膜起着重要的调控作用。重要的调控作用。尿素尿素葡萄糖葡萄糖在细胞或细胞器中，生物膜在细胞或细胞器中，生物膜第一个重要作用是将其内含第一个重要作用是将其内含物质与外界环境分隔开来，物质与外界环境分隔开来，使之成为具有特殊功能的独使之成为具

18、有特殊功能的独立个体。立个体。生物膜能够保护细胞或细胞生物膜能够保护细胞或细胞器不受或少受外界环境因素器不受或少受外界环境因素改变的影响，保持它们原有改变的影响，保持它们原有的形状和完整结构。的形状和完整结构。生物体内的信息传递，例如激素的刺激、生物体内的信息传递，例如激素的刺激、神经传导和遗传信息的传递等，主要是在神经传导和遗传信息的传递等，主要是在细胞膜上进行的。细胞膜上进行的。细胞膜上有接受不同信息的专一性受体，细胞膜上有接受不同信息的专一性受体，这些受体能识别和接受各种特殊信息，然这些受体能识别和接受各种特殊信息，然后将不同的信息分别传递给有关的靶细胞后将不同的信息分别传递给有关的靶细胞并产生相应的效应以调节代谢、控制遗传并产生相应的效应以调节代谢、控制遗传和其它生理活动。和其