生化课件-脂类和生物化学

鞘脂类（Sphingolipids）是

鞘氨醇（Sphingosine）的衍生物第二大类膜脂，有一个极性的头和两个疏水的尾，非甘油酯,由鞘氨醇[十八碳烯氨基二醇]与一分子长链脂肪酸及一分子极性头部组成，有时极性的头部为磷酸以酯键相连的基团。鞘氨醇分子的C1、C2、C3带有功能基团-OH、-NH2、-OH，与甘油磷脂中甘油的三个羟基相似，脂肪酸与鞘氨醇的-NH2以酰胺键相连产生的物质为N-脂酰鞘氨醇—神经酰胺(ceramide)，与甘油二酯的结构相似，神经酰胺是鞘脂类化合物的结构单位（共同前体）。鞘脂(Sphingolipids)鞘氨醇—鞘脂卵磷脂与鞘磷脂鞘脂（Sphingolipids）神经酰胺的衍生物，差异在头部，分为：鞘磷脂（sphingomyelins），含磷酸胆碱或磷酸乙醇胺，出现于细胞质膜和髓鞘；鞘糖脂（glycolipids），极性头部有一个糖分子与神经酰胺C1的-OH相连，又称为脑苷脂（cerebrosides），如半乳糖脑苷脂、葡萄糖脑苷脂。神经节苷脂（gangliosides），最复杂的鞘脂类化合物，含有几个糖单位组成极性的头部，人脑灰质中超过6%，而大部分非神经动物组织含量极少。鞘脂是生物识别的位点

一百多年前，JohannThudichum发现鞘脂时由于对其生物学功能难以琢磨，而命名为[sphinx]，现在知道鞘脂类物质参与细胞表面的各种识别过程，如鞘脂类是人类血型A、B、O的决定因子，各种神经节苷脂起着结合进攻动物细胞的霍乱毒素[choleratoxin]的作用，人类神经系统的膜上至少有15种神经节苷脂，只不过作用还不清楚。但清楚的是这些化合物的合成和降解受到严格的调控，代谢的紊乱可解释人类的几种遗传疾病。

WhensphingolipidswerediscoveredacenturyagobythephysicianchemistJohannThudichum,theirbiologicalroleseemedasenigmaticastheSphinx,forwhichhethereforenamedthem.Inhumans,atleast60differentsphingolipidshavebeenidentifiedincellularmembranes.Manyoftheseareespeciallyprominentintheplasmamembranesofneurons,andsomeareclearlyrecognitionsitesonthecellsurface,butforonlyafewsphingolipidshasaspecificfunctionbeendiscovered.神经节苷脂的降解-galactosidaseHexosaminidaseAHexosaminidaseAGangliosideneuraminidase-galactosidaseglucocerebrosidase-galactosidaseA红细胞糖苷脂Tay-Sachs（家族性黑曚性痴呆）病

神经节苷脂积累于脑和脾中，为GM2神经节苷酯沉积病。缺失己糖胺裂解酶（神经节苷脂极性部分D-GalNAc及D-Gal不能被水解），患者逐渐神经紧张、眼瞎、3-4岁死亡，发病率30万分之一（东欧、德国、波兰与苏联境内的犹太人机会高，1/3600，28人中有一人带有缺乏基因，双亲为携带者，小孩发病机会为1/4）。Tay-Sachs病脑细胞电镜照片Niemann-Pick[NP]Disease

一种遗传性代谢紊乱疾病，是一种神经磷脂病，鞘脂沉积于患者脾、肝、肺、骨髓及部分患者的脑中，首发于婴儿，引起神经紧张和早死，先天缺失鞘磷脂水解酶（不能由鞘脂水解去除磷酸胆碱）。1914年德国儿科医生AlbertNiemann描述了一个患脑和神经系统疾病不治的一个儿童，1920’s,LuddwickPick研究死后这类儿童的组织，找到了病因证据。高雪病（Gaucher'sdisease）

高雪病（Gaucher‘sdisease）是一种代谢酶缺乏的遗传疾病，又名脑苷脂病(cerebrosidelipidesis），又称葡萄糖脑苷脂沉积病(glucocerbrosidelipidesis),是脑脂质沉积病中最常见的一种,患者缺乏-葡萄糖脑苷脂酶（-glucocerebrosidase),使葡萄糖脑苷脂不能分解为葡萄糖和N-脂酰鞘氨醇，葡萄糖脑苷脂在脾、肝、肺、骨髓及脑中大量沉积，引起组织疾病。有3种表型，该病在来自欧洲东部的德系犹太人中发病率高。Sandhoff’sDisease

一种与Tay-Sachs病相似的

GM2

神经节苷脂积累病（但不影响犹太人），患者缺乏两种形式的己糖胺酶（氨基己糖苷酶）。较为少见，主要影响发育中的儿童，听力失常，早盲、精神与运动障碍、洋娃娃脸、樱桃红斑点、心脏变大、进一步吞咽和呼吸困难、胸肺感染，一般3岁前死亡。Sandhoff氏病为常染色体隐性遗传疾病。类固醇

（Steroids）胆固醇Cholesterol类固醇(Steroids)是有四个

固定环的碳氢环化合物

多数真核生物细胞膜的结构脂质，由四个固定环组成类固醇的母核，四个环中的三个为六碳环，一个为五碳环，这种母核为环戊烷多氢菲(cyclopentanoperhydrophenanthrene)母核，整个环几乎是平面、僵硬的，C-C之间不能旋转。类固醇的种类

胆固醇是动物组织中最主要的类固醇，神经组织及肾上腺中丰富，占脑固体物质的17%，人体发现的胆石几乎全是胆固醇，肝、肾表面组织含量也相当多；植物中发现有类似固醇物豆[固]醇[Stigmasterol]；真菌中有麦角甾醇[ergosterol]，细菌中极少含有胆固醇；一些激素和几乎所有的性激素都是固醇；维生素D也是固醇。类固醇的生物学作用膜的组成成分；特殊生物活性物质的前体:胆汁酸[Bileacid]在肠道内作为乳化剂（C17侧链亲水）使食物脂肪易于被脂肪酶所作用；各种类固醇激素是通过胆固醇C17侧链的氧化形成的；维生素D由胆固醇转化而来；固醇类物质还有一定的抗炎症作用；固醇的衍生物强心苷有治疗心脏病的作用。

胆固醇及胆酸牛黄胆酸CholesterolDetermination

EnzymaticDetermination:CholesterolOxidase0-Dianisidine

Oxidized0-Dianisidine(Colorless)[邻联茴香胺](Browncolor)At440nm

SpectromerticAbsorptionStandardCurveofCholesterolCholesterolbyGLC(gas-liquidchromatography)1.Preparecholesterolbutyrate.2.AnalyzebyGLC. timeinGC-15min. sensitivity-10-7g.异戊二烯异戊二烯类化合物特别生物活性的脂

与贮藏脂及结构脂质相比，生物体存在一些数量很少、但有特殊而重要生物学活性的脂，包括数千种类固醇及大量的类异戊二烯化合物[Isoprenoids]，由异戊二烯单体合成，包括维生素A、D、E、K)，它们或作为生物色素、或作为酶的辅助因子、或作为电子载体、或作为细胞间信号。固醇类激素睾丸激素雌二醇醛甾[固]酮脱氢皮质醇强的松可的松类固醇激素传递细胞间的信息

类固醇激素主要包括：雄性激素、雌性激素、肾上腺皮质[adrenalcortex]激素、可的松[Cortisol]及醛甾酮[aldosterone]，都含有完整的类固醇母核。浓度低达10-9M，由某一特别组织产生，经血液传递到靶组织，与受体蛋白高特异结合，引起基因表达及代谢的改变。

磷脂酰肌醇水解

产生胞内信息

磷脂酰肌醇及其磷酸化的衍生物是所有真核生物细胞质膜的成分，当特定的胞外信号与细胞膜上的特异受体结合后，它们作为信息分子库释放到胞内而起作用。脂质作为细胞信号前列腺素(Prostaglandins,PG)

前列腺素是存在于机体各组织中的一种内分泌素，可平衡机体内环境，对人体健康、疾病预防有重要作用。各组织细胞合成和分泌的前列腺素，经过血液循环，在肺、肝、肾等器官大部分被灭活而失去活性。前列腺素分为九个型，其实在人体内还远不只这九型。九型用英文字母表示：即前列腺素（ＰＧ）Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｉ。根据五碳环结构的不同又分成若干个型，再根据双键数目的不同又分成了３个类，以Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ来区分。前列腺素由

花生四烯酸合成Aspirin：乙酰水杨酸[解热镇痛药]。Ibuprofen：布洛芬[异丁苯丙酸，抗炎、镇痛药]。前列腺素(Prostaglandins,PG)

二十碳脂肪酸的衍生物，由一个五碳环和两条含7个和8个碳的碳链组成。花生四烯酸经氧化、环化等生成三个系列的二十碳酸类化合物，即前列腺素、凝血恶烷(thromboxane)和白三烯(leukotriene)。PG可能有调节激素作用的功能，通过调节cAMP合成对多种组织发生作用，如分娩及月经期间子宫的平滑肌收缩、对血流（醒-睡周期）作用、对肾上腺素及胰高血糖素的作用、对体温（发热）作用引起炎症。前列腺素的药用价值

前列腺素药具有保护血管内皮、扩张血管、增加血流量、调整血栓素A2/前列腺素I2的比值、增加cAMP抑制血小板聚集、调整机体免疫功能、抗动脉粥样硬化，临床上用以治疗血栓闭塞性脉管炎、动脉硬化闭塞症、大动脉炎等组织缺血性疾病。

水溶性、半衰期短，脂质体为载体的PGE1可控制释放，显著延长半衰期，具有药物运载系统的特点，对动脉病变部位产生靶向（Targeting）治疗效果，对输注静脉无明显刺激反应，有更强的扩张外周动脉血管的作用。类二十烷酸花生四烯酸白三烯类二十烷酸前列腺素凝血恶烷(thromboxane)

和白三烯(leukotriene)

凝血恶烷促使血小板聚集，导致血栓形成。白三烯引起过敏的“慢反应”，与变态反应和发炎有关，使肌肉收缩引起肺气管缩小发生哮喘。

维生素A、D、K、E

是脂溶性维生素

维生素A、D、K、E是脂溶性维生素,属于异戊二烯类化合物,调节生物体的代谢作用和一些重要的生理生化功能。-胡萝卜素、VitamineAVitamineEVitamineK血脂

血浆中的甘油三酯和胆固醇，两者都是疏水性物质,不能以游离的形式存在于血浆,必需与磷脂和蛋白质等一起组成复合物才能在血液中被转运--脂蛋白。临床所测定的TG和总胆固醇(TC)是血浆中所有脂蛋白中含有的甘油三酯和胆固醇的总和。一般把总胆固醇超过230mg/dL

(6.6mM），甘油三酯超过110mg/dL

(1.24mM）诊断为高脂血症。

Lipoproteins

血液中的脂质与蛋白质一起运输构成脂蛋白，包括乳糜微粒、极低密度脂蛋白、低密度脂蛋白及高密度脂蛋白，各类脂蛋白含有不同比率的胆固醇、甘油三酯、磷脂及蛋白质。血浆脂蛋白的一般结构外周载脂蛋白eg,apo-C磷脂胆固醇酯甘油三酯非极性脂类核心单层双性脂类游离胆固醇（整合的）载脂蛋白eg,apo-B脂蛋白种类—电泳法乳糜微粒[chylomicron,CM]，电泳位置在原点、直径最大、比重最小、含脂比例最大[98%]。-前脂蛋白，电泳出现在2-球蛋白处，直径及含脂比例[90%]仅次于CM，比重大于CM，相当于VLDL。-脂蛋白，电泳出现在-球蛋白处，直径及含脂比例[70%]小于前两者，相当于LDL。-脂蛋白，电泳出现在1-球蛋白处，直径及含脂比例[67%]次于前三者，比重最大，相当于HDL。通过超离心分类脂蛋白极低密度脂蛋白[VLDL]，主要为甘油三酯，肝脏或小肠内合成。食入大量脂肪或糖类可增加VLDL的合成。低密度脂蛋白[LDL]，血中60-70％的胆固醇是由低密度脂蛋白携带，将胆固醇由肝脏带到周边组织。LDL－胆固醇过高可引起的高胆固醇血症，是冠状动脉硬化和心脏疾病的危险因子，被称为“坏”的的胆固醇。高密度脂蛋白[HDL]，血中20-30％的胆固醇由高密度脂蛋白运送，将周边组织的胆固醇带回肝脏代谢。HDL－胆固醇愈高，患冠状动脉心脏疾病的几率愈低，被称为“好”的胆固醇。Lipoproteins—超速离心法Lipoproteins:Chylomicrons(largestandleastdense)VLDL(verylowdensitylipo-)IDL(intermediatedensitylipoprotein)LDL(lowdensitylipoproteins)HDL(smallestinsize)LowDensityLipoproteins

(LDL)--Badcholesteroltransportscholesteroltothetissuesincludingcardiacarteriesbutinexcessiveamountspromotescholesterolaccumulationinthearterywallscomposedof25%Apoproteinand45%CholesterolHighDensityLipoproteins(HDL)GoodcholesterolMovescholesterolbacktotheliverIncidenceofCoronaryHeartDiseasebyHDLCholesterolLevelHDLmg/dL

IncidenceofCHDAllLevels MenWomen25 18%---25-34 10%17%35-44 10%5%45-54 5%5%55-64 6%4%65-742.5%1.4%75 0%2%WhatCausesHighCholesterol?Severalotherdiseases[specific