第四章脂类化学课件

第四章脂类和生物膜(Lipidsandmembranes)第四章脂类和生物膜1第四章脂类化学课件2定义：脂肪和类脂化合物总称为脂类化合物。生物脂类是一类范围很广的化合物，化学成分及结构差异极大，脂类定义的特点就是水不溶性(waterinsoluble)（即脂溶性，fat-soluble），因此，多数脂类都易溶于乙醚、氯仿、己烷、苯等有机溶剂，而不溶于水。一般由醇和脂肪酸组成。醇包括甘油、鞘胺醇、高级醇、固醇等。第一节脂类

定义：脂肪和类脂化合物总称为脂类化合物。生物脂类是一3脂类的共性：不溶于水，易溶于乙醚、氯仿、苯等非极性溶剂中。此特性由构成脂的碳氢结构成分所决定。脂类的共性：不溶于水，易溶于乙醚、氯仿、苯等非极性溶剂中。此4

分类（1）简单脂质：脂肪酸与醇类形成的酯。脂肪、蜡（2）复合脂质：磷脂：甘油磷脂、鞘磷脂糖脂：甘油糖脂、鞘糖脂硫脂：（3）衍生脂质：脂肪酸及其衍生物甘油、鞘氨醇、高级醇等，固醇类。萜类脂溶性维生素

分类5主要功能：机体代谢燃料和储能形式；生物膜的重要组分；与细胞识别、种特异性、组织免疫等密切相关。具营养、代谢及调节功能；保护、保温作用；主要功能：机体代谢燃料和储能形式；6一、三酰甘油

（triacylglycerols）1分子甘油和3分子脂肪酸结合成的酯，又称脂肪。二酰甘油；单酰甘油；一、三酰甘油

（triacylglycerols）1分子甘油7（一）脂肪酸种类：

1、按脂肪酸种类分：饱和脂肪酸构成的酯；如：软脂酸(16C)、硬脂酸(18C)。不饱和脂肪酸构成的酯；如：油酸、亚油酸。（一）脂肪酸种类：1、按脂肪酸种类分：8自然界一些常见的脂肪酸饱和脂肪酸：软脂酸（棕榈酸），n-十六酸，16:0硬脂酸，n-十八酸，18:0花生酸，n-二十酸，20：0不饱和脂肪酸：1-6个双键油酸：顺-十八碳-9-稀酸，18：1△9，亚油酸：顺，顺-十八碳-9，12-二稀酸，18：2△9，12α-亚麻酸：全顺-十八碳-9，12，15-三稀酸，18：3△9，12，15花生四稀酸：全顺-二十碳-5，8，11，14四稀酸，20：4△5，8，11，14自然界一些常见的脂肪酸饱和脂肪酸：不饱和脂肪酸：1-6个双键91、EPA(eicosapentaenoicacid)，二十碳五烯酸（

5，8，11，14，17）存在于鱼油中；

2、DHA(docosahexenoicacid)，二十二碳六烯酸（

4，7，10，13，16，19），存在于鱼油中。

3、单不饱和脂肪酸的双键也是有规律的，多在C9-C10，其他双键通常在

12和

15，多不饱和脂肪酸的双键几乎从不相连接。

活性脂肪酸1、EPA(eicosapentaenoicacid)，二10补充必需脂肪酸essentialfattyacids不饱和脂肪酸中的亚麻酸、亚油酸、花生四烯酸，是动物和人保持正常生长和健康所必需的，而且只能从食物中摄取。补充必需脂肪酸essentialfattyaci11

2、按熔点分：常温下为固态—脂；如：动物脂肪。常温下为液态—油；如：大多数植物油。1、水解和皂化酸价（酸败程度）：中和1克油脂中的游离脂肪酸所消耗的KOH毫克数。皂化:油脂加碱生成皂与甘油（一）脂肪酸性质：2、按熔点分：常温下为固态—脂；如：动物脂肪。（一12工业制皂简述动、植物油脂混合液胶状液体上层：高级脂肪酸钠下层：甘油、NaCl溶液上层肥皂下层甘油NaOH△NaCl固体盐析

油脂的水解

酸性水解生成甘油和高级脂肪酸：

碱性水解生成甘油和高级脂肪酸钠：

皂化反应工业制皂简述动、植物油脂混合液上层：高级下层：甘油、上层132、氢化和碘化；油脂的氢化：就是在金属催化剂存在下，通过油脂与氢反应将氢加到油脂的乙烯键或双键上去。简单反应式如下：

碘值（不饱和键的多少）

100克油脂吸收碘的克数。3、氧化与酸败天然油脂暴露在空气中会发生自动氧化作用，发生酸臭和口味变苦的现象－酸败。月饼保鲜？2、氢化和碘化；141、能量储存和膳食脂肪真核细胞中，甘油三酯在水相介质中成微小油滴状独立结构，作为代谢燃料的贮藏库，脊椎动物中这些特化的细胞被称为脂肪细胞(adipcytes或fatcells)。甘油三酯还贮藏在多种植物的种子中，提供种子萌发时所需能量及生物合成的前体物质。甘油三酯因碳链长且还原度高较糖贮藏的能量更多（二倍），再者，甘油三酯的疏水性保证了运输中不必运送额外的水化物的重量。人体脂肪组织约有15-20kg甘油酯，足够数月的能量供应，相反人体可能只贮存少于一天人体需要能量的糖元。（三）功能：1、能量储存和膳食脂肪真核细胞中，甘油三酯在水相介质中成微小152、保温：一些动物中，皮下贮存的甘油酯不仅是一种能量，还可抵御极低温度对生物体产生保温作用，海豹、海象、企鹅及热血的极地动物都被非常丰厚的甘油酯所覆盖，冬眠的动物（如熊）在冬眠前要积累大量的脂肪，既是贮能、又是保温。

2、保温：一些动物中，皮下贮存的甘油酯不仅是一种能量，还可抵16细胞中贮藏的甘油酯细胞中贮藏的甘油酯17脂肪滴（FatDrop)脂肪滴（FatDrop)18单纯脂类蜡（Waxes）-贮存能量及防水外被

生物体的蜡由长链的饱和及不饱和脂肪酸(14-16C)与长链的醇（16-30C）形成的酯，蜂蜡的主要成分。蜡的熔点为60-80°C，较甘油酯的为高。蜡因其防水性和坚硬度有广泛应用，脊椎动物一些皮腺分泌的蜡质保护它们的毛发和皮肤以保持它们的柔顺、润滑及防水；鸟类尤其水鸟由口腺分泌蜡质而使它们的羽毛不透水；一些热带植物被一层蜡质包裹以抵抗寄生物和水分的过分蒸腾。生物的蜡有一定的药学、化妆品及其他工业用途，如用于洗涤剂、油膏及擦光剂等。

单纯脂类蜡（Waxes）-贮存能量及防水外被生物体的蜡由长19WAXESsimpleestersoffattyacids(usuallysaturatedwithlongchainmonohydricalcohols)Beeswax–alsoincludessomefreealcoholandfattyacidsSpermaceti–containscetylpalmitate(fromwhaleoil)–usefulforPharmaceuticals(creams/ointments;tabletingandgranulation)Carnaubawax–fromapalmtreefrombrazil–ahardwaxusedoncarsandboatsWAXESsimpleestersoffattyac20生物蜡生物蜡21Bee’swaxSpermacetisourceCarnaubawaxsourceBee’swaxSpermacetisourceCarn22（四）应用：溶剂；表面活性物质：去垢剂、发酵工业消泡剂等。（四）应用：23二、磷脂(一)甘油磷脂类组成：磷酸化的头部+三碳的甘油骨架+两条脂肪酸链是生物膜的主要组分。二、磷脂(一)甘油磷脂类24甘油磷酸酯类CH2OCOR1R2OCOCHCH2—O—HP—O—O-OHX非极性尾非极性尾极性头磷脂在水相中自发形成脂质双分子层。甘油磷酸酯类CH2OCOR1R2OCOCHCH2—O—HP—25甘油磷脂：甘油、脂肪酸、磷酸和一分子氨基醇(如胆碱、乙醇胺、丝氨酸或肌醇)组成。鞘氨醇磷脂：以鞘氨醇代替了甘油。甘油磷脂：甘油、脂肪酸、磷酸和一分子氨基醇(如胆碱、乙醇胺、26结构：重要的磷脂：磷脂酰胆碱——卵磷脂磷脂酰乙醇胺——脑磷脂磷脂酰丝氨酸磷脂酰肌醇心磷脂结构：重要的磷脂：27性质：1）脂溶性；2）分子中不饱和脂肪酸易氧化；3)双亲性4)乳化性质：1）脂溶性；28组成生物膜的主体结构组成生物膜的主体结构29三鞘脂类——由1分子脂肪酸，1分子鞘氨醇或其衍生物，以及1分子极性头基团组成。鞘脂类鞘磷脂类脑苷脂类（糖鞘脂）神经节苷脂类三鞘脂类——由1分子脂肪酸，1分子鞘氨醇或其衍生物，以及130鞘磷脂（鞘氨醇磷脂）鞘磷脂的基本骨架是

鞘氨醇：十八碳二元醇。神经酰胺：鞘氨醇+脂肪酸鞘磷脂（鞘氨醇磷脂）鞘磷脂的基本骨架是31鞘磷脂的组成磷酸化的头部（胆碱或乙醇胺），碳氢链一条来自鞘氨醇、另一条来源于脂肪酸。鞘磷脂的组成磷酸化的头部32脑苷脂脑苷脂33神经节苷脂神经节苷脂34四、固醇类主要功能：1）膜的组分；2）作为激素——起代谢调节作用；3）作为乳化剂——胆汁盐的前体、帮助脂类的消化吸收；4）维生素的组分；5）有抗炎作用；四、固醇类主要功能：35环戊烷多氢菲为基本结构：环戊烷多氢菲为基本结构：36胆固醇睾酮雄性激素雌激素胆固醇睾酮雄性激素雌激素37胆固醇胆固醇38五、萜类：为异戊二烯的衍生物。有：半萜：1个异戊二烯；单萜：2个异戊二烯；倍半萜：3个异戊二烯。衍生脂类五、萜类：为异戊二烯的衍生物。衍生脂类39萜类化合物(terpenoids)定义:不严格的说，萜类化合物是从植物体取得的一系列有香味的物质的统称。异戊二烯规则：从结构上来看，大多数萜类分子中的c原子数都是5的整数倍，而且可以看出都是由异戊二烯单位首尾相连而组成。CCCCC异戊二烯CCCCC头尾异戊二烯单位萜类化合物(terpenoids)定义:不严格的说，萜类化合40牻牛儿醛香橙醛

（α型柠檬醛）

（β型柠檬醛）牻牛儿醛41重要的化合物柠檬烯薄荷酮辣薄荷酮桉油精重要的化合物42特点：易聚合或双键打开。种类：

植物中芳香油类：樟脑油、柠檬油等。特点：易聚合或双键打开。43第二节、生物膜

一功能：保护作用；物质运输；信息传递；细胞识别。第二节、生物膜

一功能：保护作用；44二、膜组成与结构：二、膜组成与结构：45甘油磷脂；鞘脂；胆固醇组成。性质具两亲性、不对称性、流动性。1、膜脂（MembraneLipids）

主要由以下成分：甘油磷脂；1、膜脂（MembraneLipids）

主要由462、膜蛋白1）膜内在蛋白：与脂双层的疏水核心紧密相连；跨膜或不跨膜；在膜内不对称分布。内在蛋白只能作旋转和侧向运动。2）膜周边蛋白：分布在膜内或外表面。在膜内表面，形成网状的细胞骨架。2、膜蛋白1）膜内在蛋白：47Peripheralproteinsareonthemembranesurface.Theyarewater-soluble,withmostlyhydrophilicsurfaces.Oftenperipheralproteinscanbedislodgedbyconditionsthatdisruptionic&H-bondinteractions,e.g.,extractionwithsolutionscontaininghighconcentrationsofsalts,changeofpH,and/orchelatorsthatbinddivalentcations.Membraneproteinsmaybeclassifiedas:peripheral

integralhavinga

lipidanchorPeripheralproteinsareonthe483、膜糖类：覆盖在膜外表面，有些可连在脂质上如鞘糖脂，也可连在膜蛋白的多肽链上。功能:起保护作用；细胞间的识别；维持膜的不对称。

硫酸脑苷脂3、膜糖类：覆盖在膜外表面，有些可连在脂质上如鞘糖脂，也可连49锚定膜蛋白内嵌蛋白糖脂胆固醇卵磷脂锚定膜蛋白内嵌蛋白糖脂胆固醇卵磷脂50第四章脂类化学课件51膜的结构1双层脂分子构成（E.Gorter,F.Grendel,1925)2三明治式结构模型(H.Davson,J.F.Danielli,1935)3单位膜模型(J.D.Robertson,1959)4流动镶嵌模型(S.J.Singer,G.Nicolson,1972)膜的结构52膜的流动镶嵌模型结构要点1.膜结构的连续主体是极性的脂质双分子层。2.脂质双分子层具有流动性。3.内嵌蛋白“溶解”于脂质双分子层的中心疏水部分4.外周蛋白与脂质双分子层的极性头部连接5.双分子层中的脂质分子之间或蛋白质组分与脂质之间无共价结合。6.膜蛋白可作横向运动。膜的流动镶嵌模型结构要点53跨膜运输所有生物细胞都要从环境获得原材料为其生物合成和能量消耗，同时还需释放其代谢物到环境中去。质膜可以识别并允许细胞所需物如糖、氨基酸、无机离子等进入细胞，有时这些成分进入细胞是逆浓度梯度的，即它们是被“泵”入细胞的，同样一些分子是被“泵”出细胞的。很少有例外小分子物质的跨膜是直接通过蛋白的，而是通过跨膜的通道（channels）、载体(carriers)或泵（pumps）。

跨膜运输所有生物细胞都要从环境获得原材料为其生物合成和能量消54被动运输是由膜蛋白促进的

顺浓度梯度的扩散生物体内的简单扩散，膜把胞内和胞外环境所阻止，膜是一种选择性通透屏障，要通过脂双分子层，极性分子或带电溶质必需解除水化膜的水的作用，然后透