生物化学第三章脂类

第三章脂类和生物膜

第一节

概述第二节油脂的结构和性质第三节生物膜第一节

概述1（总)

一、脂质的概念二、脂质的分类三、脂类的生理功能一、脂质的概念

1.定义：又称脂类。指脂肪酸与醇作用生成的酯及其衍生物.2.特点：

脂溶性---不溶于水而溶于有机溶剂的特性二、脂质的分类

脂类单脂复脂油脂甘油脂肪酸磷脂糖脂固醇类脑苷脂神经节苷脂饱和脂肪酸不饱和脂肪酸甘油磷脂鞘氨醇磷脂分类脂肪类脂包括甘油三酯磷脂糖脂胆固醇胆固醇酯分布脂肪组织生物膜有的书按上述分类

CH2O│O-CH│CH2OCR1‖OCR3‖OHHH

R2C‖O6脂肪甘油磷脂甘油碱基脂肪酸P

CH2O-C-R1│R2C-O-CH

│CH2OO=O=PX组成成分基本结构分类根据取代基（X）的不同分类27││环戊烷多氢菲的基本结构胆固醇Cholesterol36三、脂类的生理功能1.结构组分----磷脂是生物膜的主要成分2.储存能源---脂肪3.溶剂----某些生物活性物质的溶剂4.其他

---调节体温

---防止机械损伤第二节油脂（脂肪）的结构和性质

一、油脂（脂肪）的结构二、油脂（脂肪）的性质

CH2O│O-CH│CH2OCR1‖OCR3‖OHHH

R2C‖O6单纯甘油脂：混合甘油酯：一、油脂的结构1（甘油三酯的结构通式）一、油脂的结构2(总)

甘油三脂（三酰甘油）是一分子甘油和三分子脂肪酸结合而成脂肪酸：饱和脂肪酸(软脂酸、硬脂酸）

不饱和脂肪酸：（油酸、亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸、二十碳五稀酸、二十二碳六稀酸、）脂肪酸1脂肪酸2一、油脂的结构3（甘油三酯）H2O二酯酰甘油甘油（丙三醇）H2O单酯酰甘油三酯酰甘油一、油脂的结构4（油脂的重要脂肪酸1）必需脂肪酸α软脂酸（十六烷酸）一、油脂的结构4（油脂的重要脂肪酸2）C16:0硬脂酸（十八烷酸）一、油脂的结构4（油脂的重要脂肪酸3）C18:0油酸（十八烯酸）一、油脂的结构4（油脂的重要脂肪酸4）C18:1(9)二、油脂的性质1（总）

（1）溶解性（2）皂化作用（3）乳化作用（4）自动氧化二、油脂的性质2(溶解性）

三酯酰甘油不溶于水,可溶于乙醚、丙酮、氯仿等非极性有机溶剂二酰甘油和单酰甘油因有游离羟基，可成微粒或微团（一）溶解性二、油脂的性质3

C3H5(OCOR)3+3H20→3RCOOH+C3H5(OH)3

脂肪

脂肪酸

甘油RCOOH+NaOH→RCOONa+H20脂肪酸

肥皂

（二）皂化作用油脂的碱水解过程皂化值：完全皂化1g油脂所需氢氧化钾的毫克数二、油脂的性质3

乳化作用：油脂在乳化剂的作用下，变成很细小的颗粒，均匀分散在水里而形成稳定的乳状液举例：肥皂去污（三）乳化作用二、油脂的性质4

油脂酸败：油脂在空气中暴露过久，就会产生一种难闻的气味，这种现象即油脂酸败酸败的化学本质：一方面油脂中的不饱和脂肪酸的双键在空气中氧的氧化作用下，成为过氧化物,过氧化物继续分解生成有臭味的低级醛、酮、羧酸等衍生物；另一方面是由于霉菌或酯酶将油脂水解为低级脂肪酸，经氧化成酮酸，脱羧成酮类（四）自动氧化油脂酸败的程度用酸值表示。酸值：中和1g油脂中的游离脂肪酸所需要氢氧化钾的毫克数第三节磷脂和固醇

一、磷脂二、固醇

一、磷脂

1.甘油磷脂2.鞘磷脂（神经磷脂）1.甘油磷脂1

①形成：第三个羟基被磷酸所酯化，其他两个被脂肪酸酯化②特点：具有极性的头部和非极性的尾部,所以，这类化合物又称为两性脂类或极性脂类，是构成生物膜的结构基本特征之一③举例:

磷脂酰胆碱（卵磷脂）、磷脂酰乙醇胺（脑磷脂）1.甘油磷脂2X极性头—易溶于水非极性尾—不易溶于水1.甘油磷脂4CH2OCCHCH2OOCR1R2OOPOOHOXX前体为胆碱：HO-CH2CH2N+(CH3)3即X=CH2CH2N+(CH3)3卵磷脂[磷脂酰胆碱]（1）甘油磷脂4卵磷脂[磷脂酰胆碱]（1）甘油磷脂5X前体为胆胺（乙醇胺）：HO-CH2CH2-NH2即X=CH2CH2-NH2CH2OCCHCH2OOCR1R2OOPOOHOX脑磷脂[磷脂酰乙醇胺]2.鞘磷脂1(总1)

①作用：植物和动物细胞膜的重要组分

②分布：在动物神经组织和脑内含量较高

③特点：鞘磷脂也具有一个极性头和两个非极性尾，但不含有甘油。它们是由1分子脂肪酸、1分子鞘氨醇或其衍生物（二氢鞘氨醇）、1分子磷酸、1分子胆碱组成2.鞘磷脂2（神经鞘磷脂）鞘氨醇胆碱磷酸胆碱3.脑苷脂类1（补充）是糖脂的一种。糖脂是一类具有一般脂类溶解性质的含糖脂质

。而脑苷脂类包含在结合脂类的糖脂中，不含有磷由于极性头不带电荷故呈中性。此类化合物含有一个或多个糖单位故常被称为糖鞘脂。如半乳糖脑苷脂含有D-半乳糖作为极性头基团，存在于脑细胞膜中3.脑苷脂类2总结单酯与复酯单纯甘油酯和混合甘油酯皂化值、酸值乳化作用基本概念：思路：概念－分类－结构－性质－功能二、固醇1

1.胆固醇

2.胆酸及胆汁酸

3.酵母固醇二、固醇2环戊烷多氢菲的一元醇及其衍生物+菲环戊烷环戊烷多氢菲二、固醇3（胆固醇1）二、固醇3（胆固醇2）极性头非极性尾固醇类不能被碱皂化二、固醇3（胆固醇3）（类型）雄性激素皮质激素（可的松）维生素D胆固醇2第二节生物膜

一、生物膜的组成及结构模型

二、生物膜的功能三、膜生物工程

一、生物膜的组成及结构模型

（1）脂类（2）蛋白质（3）糖类1．生物膜组成成分：（1）膜脂1

生物膜的脂类主要包括磷脂胆固醇糖脂书35页（1）膜脂2

（1）膜脂3

液态膜（溶胶）固态膜（凝胶）转相温度＞转相温度＜转相温度（约10～250C)（2）膜蛋白1（分类）

（1）外在蛋白：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的外表相结合。为水溶性蛋白

（2）内在蛋白：水不溶性，分布在磷脂的双分子层中，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（2）膜蛋白2（作用）

膜蛋白不仅是构成膜的结构组分，而且在物质代谢（酶蛋白）、物质运输、细胞运动、细胞信息的传递等方面也有重要作用。（3）膜糖类

存在：主要是以糖蛋白和糖脂的形式，分布：在细胞质膜表面较多，一般占质膜总量的2—10%左右主要类型：氨基糖和唾液酸等功能：与细胞的抗原结构、受体、细胞免疫反应、细胞识别、血型及细胞癌变等均有密切关系1．膜的结构组成（图示）2．膜的结构1

1.主体是磷脂双分子层，具有流动性2.内在蛋白可“溶解”于双分子层的中心疏水部分中；外在蛋白可与脂质双分子层的极性头部连接，膜蛋白可侧向移动，但不翻转

3.膜蛋白与磷脂之间的相互作用限制了其流动性4.膜两侧具有不对称性

流体镶嵌模型的特点：2．膜的结构2（结构模型）流动镶嵌模型极性头非极性尾蛋白质磷脂（7成）、胆固醇（3成）、鞘磷脂2．膜的结构3（示例2）2．膜的结构4（由生物膜组称的结构1）细胞膜叶绿体膜线粒体膜液泡膜核膜植物细胞线粒体细胞核细胞膜2．膜的结构4（由生物膜组成的结构2）动物细胞2．膜的结构4（由生物膜的结构3）叶绿体2．膜的结构4（由生物膜的结构4）线粒体2．膜的结构4（由生物膜的结构5）细胞核二、膜的功能1

1．物质转运

2．信息传递

3．能量转换

1．参加酶反应1绝大多数的膜含有酶，有的酶作用于膜外的底物，而另一些酶可以作用于膜分隔区域内的底物

1．参加酶反应2

核膜—形成核孔线粒体内膜面积扩大膜使功能出现分化，如：2．物质转运(总）双层磷脂分子是生物膜的基本骨架，不带电荷的脂溶性物质较易通过，大多数膜具有专一性的传递载体、酶系或通道，可使一些亲水性物质或离子通过生物膜。膜的传递作用能调节物质进出细胞的流量，从而维持细胞内环境的稳定状态

膜蛋白非脂溶性物质（营养物、废物、神经递质、激素）由膜蛋白形成的通道进入，或与穿膜蛋白结合，选择性进入膜内运输通道主动运输3.信息传递

细胞膜含有带电荷的表面基团，可构成跨膜电位差。这一性质对神经细胞的传导功能十分重要

膜的外层表面含有特异的识别部位。如：动物细胞膜的外层表面含有识别同种细胞的部位，能在组织结构的正常发育过程中促进同种细胞有规则的缔合细胞表面还具有受体部位，这一部位能特异地结合激素分子，一但这些受体部位与激素结合，就可将信号传向细胞内的酶，调节其活力4.识别信号分子

抗体蛋白数条α螺旋构成通道识别部位（常有糖链连接）4.识别信号分子3

抗体蛋白数条α螺旋构成通道识别部位（常有糖链连接）4.识别信号分子4

抗体蛋白数条α螺旋构成通道识别部位（常有糖链连接）信息识别受体通道二、膜的功能2(最新成果1)

二、膜的功能2(最新成果2)

1991年，阿格里发现了一个分子隔膜水通道。他的这一发现最后导致整个水通道家族的发现“这一决定性的发现为水通道的生物化学、生理学和基因学的研究打开了大门。研究者可以对水分子经过细胞隔膜的整个过程进行详细的研究，理解为什么只有水能通过，而其它小的分子则无法通过。这使医生对肾病有了更进一步的理解”二、膜的功能2(最新成果3)

麦克农的贡献则在于盐通道方面，这种履盖整个隔膜的蛋白质为无机盐分子在细胞隔膜间的运动提供了通道。它起到了大门和看门人的双重作用。盐通道控制着心率、调节荷尔蒙分泌、并产生神经系统信息传送所需要的电刺激学院称“由于麦克农的贡献，我们现在能够看到盐通过各个通道流动，这些通道可以用不同的细胞信号所开启和关闭”三、膜生物工程1(膜制备1）破碎细胞离心分离差速离心密度梯度离心1.膜制备技术:三、膜生物工程1(膜制备2）蔗糖浓度％4％8％12％16％20％塑料离心管滴加样品三、膜生物工程2(人工膜1）微团三、膜生物工程2(人工膜2）脂质体三、膜生物工程2(人工膜3）双分子层主动运输(activetransport)主动运输是主要的跨膜运输方式，需要消耗能量提供运输的动力，可以逆浓度梯度运输，具有高度专一性；主动运输一般根据能量的提供方式区分为；初级主动运输：运输消耗的能量直接由ATP提供；次级主动运输：运输消耗的能量由膜内外离子浓度梯度差储藏的势能提供Na+,K+-ATPase系统ATP酶位于细胞膜上，有Na+和K+的结合位点；当ATP酶非磷酸化时，结合位点朝向膜内，与Na+的亲和力高，与K+的亲和力低，因此结合Na+ATP水解使ATP酶磷酸化，其构象发生改变，结合位点转向膜外，与Na+的亲和力降低，与K+的亲和力提高，此时ATP酶释放Na+，结合胞外的K+随后ATP酶去磷酸化，酶构象再次发生变化，结合位点转向膜内，再次释放K+，结合Na+Na+,K+-ATPase系统Na+,K