脂质与生物膜

关于脂质与生物膜基本概念脂的概念：是一类不溶于水而高溶于乙醚、氯仿、苯等非极性有机溶剂的化合物，其化学本质是脂肪酸和醇形成的酯类及其衍生物。脂的分类：

单纯脂：脂肪酸与醇类形成的酯，甘油酯、蜡复合脂：甘油磷脂、鞘磷脂、糖脂。前体及衍生脂：高级脂肪酸、甘油、固醇、萜类、维生素ADEK、前列腺素、脂蛋白等。

第2页,共37页，星期六，2024年，5月脂类的功能贮存脂质：三酰甘油，蜡结构脂质：磷脂双酯层，胆固醇活性脂质：类固醇，萜，前列腺素第3页,共37页，星期六，2024年，5月SpermWhales:FatheadsoftheDeep三酰甘油和蜡的特殊功能：改变抹香鲸的浮力第4页,共37页，星期六，2024年，5月主要内容三酰甘油和蜡磷脂和鞘脂萜和类固醇血浆脂蛋白膜的分子组成和超分子结构第5页,共37页，星期六，2024年，5月一、三酰甘油和蜡（一）脂肪酸脂肪酸是由一条长的烃链（尾）和一个末端羧基（头）组成的羧酸。烃链不含双键（和三键）的为饱和脂肪酸，含一个或多个双键的为不饱和脂肪酸。第6页,共37页，星期六，2024年，5月1-脂肪酸的命名与结构特点棕榈酸，正十六烷酸，16:0油酸，cis-9-十八碳烯酸，18:1Δ9c亚油酸，cis-

9,12-十八碳二烯酸，18:2Δ9c,12c1、天然脂肪酸骨架的碳原子数目几乎都是偶数2、天然脂肪酸的双键都是顺式构型第7页,共37页，星期六，2024年，5月2-脂肪酸的物理性质脂肪酸的物理性质很大程度上决定于其脂肪酸烃链的长度与不饱和程度。溶解度：烃链越长，溶解度越低。熔点：烃链越长、不饱和度越小、熔点越高，顺式异构熔点比反式异构低。第8页,共37页，星期六，2024年，5月十二烷基磺酸钠（SDS）TritonX-1003-生化实验中常用的脂肪酸盐第9页,共37页，星期六，2024年，5月人体及哺乳动物不能向脂肪酸引入超过Δ9的双键，因而不能合成亚油酸和亚麻酸。因为这两种脂肪酸对人体功能是必不可少的，但必须由膳食提供，因此被称为必需脂肪酸。4-必需脂肪酸第10页,共37页，星期六，2024年，5月饱和脂肪酸必需脂肪酸第11页,共37页，星期六，2024年，5月第12页,共37页，星期六，2024年，5月（二）三酰甘油三酰甘油是甘油和脂肪酸形成的三脂，因为不带电荷，于是又称中性脂。第13页,共37页，星期六，2024年，5月三酰甘油的物理性质颜色与气味：无色、无味、无嗅溶解度：不溶于水，而溶于乙醇、乙醚、氯仿、表面活性剂等熔点：天然油脂没有固定的熔点，只有一个大概范围。熔点由脂肪酸的饱和性决定构型：都是L-型（规定）。第14页,共37页，星期六，2024年，5月化学性质

1、水解与皂化三脂酰甘油能在酸、碱或脂酶的作用下水解为脂肪酸和甘油。如果在碱溶液中水解，产物之一是脂肪酸的盐类，俗称皂；油脂的碱水解作用称为皂化作用。皂化1g油脂所需的KOHmg数称为皂化值。皂化值是三酰甘油中脂肪酸平均链长即三酰甘油（TG）平均相对分子量的量度TG平均Mr=3×56×1000皂化值第15页,共37页，星期六，2024年，5月2、加成反应与碘值

油脂中的不饱和双键可以与H2、I2、HCl、Cl2等发生加成反应。卤化反应中吸收卤素的量反应不饱和键的多少。通常用碘值表示不饱和度。碘值：100g油脂卤化是吸收碘的克数。第16页,共37页，星期六，2024年，5月3、酸败与自动氧化

油脂长期暴露在空气中会产生酸臭味，这种现象称为酸败。原因是油脂受空气和光照作用，部分发生分解，不饱和脂肪酸被氧化成为醛或酮以及羧酸，产生酸臭味。（自动氧化）酸值：KOH（mg）/油脂（g）第17页,共37页，星期六，2024年，5月二、磷脂和鞘脂磷脂是重要的两亲物质，它们是生物膜的重要组分、乳化剂和表面活性剂磷脂有两类：甘油磷脂和鞘磷脂。第18页,共37页，星期六，2024年，5月（一）、甘油磷脂甘油磷脂也称磷酸甘油脂。最简单的磷酸甘油脂是由sn-甘油-3-磷酸衍生而来磷脂酸的磷酸基进一步被一个极性醇（X-OH）酯化，形成各种常见甘油磷脂X第19页,共37页，星期六，2024年，5月甘油磷脂属于两亲脂质，是生物膜的主要成分。在生理条件下，许多甘油磷脂的极性头基带有净电荷。甘油磷脂的脂键和磷酸二酯键能被磷脂酶专一性水解。特性：第20页,共37页，星期六，2024年，5月第21页,共37页，星期六，2024年，5月磷脂酶A1和A2分别特异地催化甘油磷脂中C-1和C-2位置酯键的水解。由磷脂酶A作用产生的高浓度的溶血磷脂（lysophosphoglycerides）可能会破坏细胞膜，其它两种磷脂酶C和D，磷脂酶C催化甘油和磷酸之间的键的水解，释放出二脂酰甘油，磷脂酶D催化甘油磷脂水解生成磷脂酸第22页,共37页，星期六，2024年，5月第23页,共37页，星期六，2024年，5月甘油磷脂举例：磷脂酰胆碱（卵磷脂）第24页,共37页，星期六，2024年，5月（二）、鞘脂鞘脂的结构骨架是鞘氨醇，它是一个无分支的C18醇，在C4和C5之间有一反式双键。神经酰胺由一个通过酰胺键与鞘氨醇的C2氨基连接的脂肪酸构成。是所有鞘脂代谢的前体。第25页,共37页，星期六，2024年，5月胆碱鞘磷脂是由连接在神经酰胺C1羟基上的磷酰胆碱组成的。可以看出，鞘磷脂是两性分子，与磷脂酰胆碱很相似，因为二者都含有胆碱、磷酸和两个长的疏水尾巴。鞘磷脂存在于大多数哺乳动物细胞的质膜内，是包围着某些神经细胞的髓鞘的主要成分。第26页,共37页，星期六，2024年，5月糖脂是指糖通过半缩醛羟基以糖苷键与脂质连接的化合物。脑苷脂是含有一个单糖残基的糖鞘脂，该单糖通过β-糖苷键与神经酰胺相连。第27页,共37页，星期六，2024年，5月鞘脂鞘糖脂第28页,共37页，星期六，2024年，5月第29页,共37页，星期六，2024年，5月第30页,共37页，星期六，2024年，5月三、萜和类固醇类固醇是环戊烷多氢菲的衍生物，是真核生物中常见的第三类膜脂。胆固醇是动物体内含量最多的一种类固醇。第31页,共37页，星期六，2024年，5月胆固醇第32页,共37页，星期六，2024年，5月70千克人体含140克左右，1/4在脑及神经组织中，肝、肾含量也较多。血清中含量升高，会增加患心血管疾病的可能性。胆固醇是生物膜的重要成分，羟基极性端分布于膜的亲水界面，母核及侧链深入膜双层，控制膜的流动性，阻止磷脂在相变温度以下时转变成结晶状态，保证膜在低温时的流动性及正常功能。

胆固醇是合成胆汁酸、类固醇激素、维生素D等生理活性物质的前体。

第33页,共37页，星期六，2024年，5月一些重要的类固