生物化学脂质与生物膜环境.ppt

1、单纯脂质 复合脂质（结合脂） 衍生脂质,甘油三酯、磷脂、胆固醇和糖脂等,（2）分类,按化学结构可分三类,B蜡: 长链脂肪酸和长链醇或固醇组成。,蜡是浮游生物代谢燃料的主要贮存形式。,单纯脂质：由各种高级脂肪酸与醇生成的酯。,A三酰甘油或称甘油三酯：,3分子脂肪酸1分子甘油,A磷脂：其非脂成分是磷酸和含氮碱(如胆碱、乙醇胺)磷脂根据醇成分的不同,又可分为甘油磷脂和鞘氨醇磷脂(简称鞘磷酯)。,复合脂质,脂与其它生物分子形成的复合物分子中除脂肪酸和醇外，还有其他非脂成分。,B.糖脂：糖与脂类以糖苷键连接起来的化合物 非脂成分是糖(如单已糖,二已糖)。也可根据醇成分分为甘油糖脂(如半乳糖基二酰基甘油)

2、和鞘糖脂(如脑苷脂)； 鞘氨醇磷脂与鞘糖脂合称为鞘脂类。,C.脂蛋白：脂类与蛋白质非共价结合的产物，如血中的几种脂蛋白，VLDL、LDL、HDL、VHDL是脂类的运输方式。,A取代烃：主要是脂肪酸及其碱性盐（皂） 和高级醇 B固醇类：包括固醇、胆酸和一些激素。 C萜：天然色素、香精油等 D其他脂质：VitA、D、K、E，脂酰CoA， 类二十碳烷（前列腺素）等。, 衍生脂质,由单纯脂质和复合脂质衍生而来。,1.储存脂质最佳的能量储存方式。,（3）脂质的生理功能,2.结构脂质磷脂作为生物膜的主要成分,参与构成生物膜的骨架。,3.活性脂质激素、辅酶类等。,4.电与热的绝缘体神经细胞的鞘细胞。,三酰甘

3、油或甘油三酯,俗称油脂。,5.1.1 三酰甘油的结构,5.1 三酰甘油,R1、R2及R3分别代表三分子脂肪酸的主链。,5.1.2 三酰甘油的理化性质,无色,无嗅,无味,不溶于水而溶于脂溶剂(如苯,乙醚等)。,（1）水解与皂化,水解:脂肪在酸、脂酶、蒸汽条件下的反应,产生脂肪酸和醇。,皂化:脂肪在碱性条件下的反应,产物是脂肪酸盐和醇。,皂化值:皂化1g脂肪所需要KOH的mg数。,TG平均Mr=3561000/皂化值,（2）氢化与卤化,碘值表示不饱和程度的一种指标，不饱和程度愈大，碘值愈高。,（3）自动氧化与酸败作用,酸值:中和1g油脂中自由脂酸所需KOH的mg数。,酸败:油脂在空气中暴露过久可被

4、氧化，产生难闻的臭味，称为酸败。,酸败程度一般用酸值（价）来表示。,5.2 脂肪酸,5.2.1 脂肪酸的种类,区别：, 碳原子数目, 双键数目和位置,简写方式：,先写出碳原子数目,再写出双键的数目,最后表明双键的位置。,亚油酸 18:29,12,亚麻酸 18:39,12,15,（4）饱和FA的每个单键可自由旋转,有多种构像,不饱和脂肪酸的双键不能旋转,只有一种或少数几种构像。,5.2.2 天然脂肪酸的结构特点,（1）链长为1224个碳，16、18碳最为常见，所含C多为偶数。,（2）不饱和脂肪酸的双键多为顺式,双键位置一般在C9C10间。,（3）相同链长的脂肪酸,双键愈多熔点愈低。,5.2.3

5、必需脂肪酸,哺乳动物体内能够自身合成饱和及单不饱和脂肪酸。,自身不能合成必须由膳食提供的脂肪酸。,生物膜的主要成分。,（1）结构,5.3 磷脂,5.3.1 甘油磷脂,由甘油、脂肪酸、磷酸、含氮碱或其它醇类组成。,（2）性质,磷脂分子都具有亲水基团（磷酸羟基、含氮氨基）和亲脂基团（脂肪酸链烃残基）。,水溶液表面：脂单层 水系统中：脂双层,5.3.2 几种重要的甘油磷脂,磷脂酰胆碱（卵磷脂）：细胞膜中含量最为丰富的脂类物质。,磷脂酰乙醇胺（脑磷脂）：含量仅次于磷脂酰胆碱。,磷脂酰丝氨酸：大脑细胞膜的重要组分之一。,鞘氨醇衍生物（不含甘油结构）。,由鞘氨醇、脂肪酸、磷酸及胆碱各一分子组成,是一种不含

6、甘油的磷脂。,鞘氨醇,X磷酸胆碱,5.4 鞘脂类,5.4.1 鞘磷脂类,糖脂也是构成细胞膜的重要成分,主要存在于脑组织中,故又名脑苷脂。含半乳糖脑苷脂、葡萄糖脑苷脂。,半乳糖,极性头部,5.4.2 脑苷脂类,是含一个糖残基的糖鞘脂。,其在神经末梢中含量丰富，种类很多，在神经冲动的传递中起着重要作用。,5.4.3 神经节苷脂,一种酸性糖脂，糖基部分含有唾液酸。,常见的有胆固醇、胆酸、植物固醇等。,型固醇,型固醇,5.5 类固醇,环戊烷多氢菲的衍生物,胆固醇,Liebermann-Burchard反应（鉴定胆固醇）,动物组织中含量最丰富的固醇类化合物,在氯仿溶液中与乙酸酐及浓硫酸反应产生蓝绿色,生

7、物膜是一个具有特殊结构和功能的选择性通透膜。,5.6 生物膜,细胞、细胞器和其环境接界的所有膜结构的总称。,质膜、细胞核膜、线粒体膜、内质网膜溶酶体膜、高尔基体膜等。,蛋白质,5.6.2 生物膜的化学组成,脂质、蛋白质、糖类和金属离子。,脂质：磷脂、胆固醇及糖脂。,外周膜蛋白30,内在膜蛋白70,糖类：主要是寡糖类物质，大多与膜蛋白结合,少数与膜脂结合。在信息传递和相互识别方面具有重要作用。,生物膜的结构,双分子层：生物膜的基质是极性脂质：磷脂、胆固醇和糖脂。磷脂的分子形态包括一个亲水性的极性头部和疏水性的脂肪酰链尾部。这种两亲性特性维持了膜结构的稳定性。亲水性头部朝向水相，疏水性尾部彼此聚集

8、。,（1） 膜脂,化学组成：磷脂为主，还有固醇、糖脂。,（2） 膜脂的多态性,以磷脂为例,水-空气界面倾向与形成单分子层，达到饱和，形成微团或脂双层形式。,在水溶液中自发组装成脂双层结构，称为脂质体。,（3）膜蛋白,外周蛋白 受体 内在蛋白 酶、通道,外周蛋白和内在蛋白,生物膜的种种功能均与膜蛋白有关,因此膜蛋白种类多于脂质。,物质运输:作为“载体”将物质带入或带出细胞； 外界信息的接受与传递:有些膜蛋白是激素或其他化学物质的特异受体; 作为各种酶(蛋白质),使特异的化学反应能在膜上进行; 细胞的识别； 维持细胞结构,膜蛋白的作用,（4）膜糖类,膜中的糖常以寡糖链形式与蛋白质或脂类结合, 形成

9、糖蛋白或糖脂。,生物膜是由膜脂、膜蛋白和膜糖定向、定位排列、高度组织化的分子装配体。,5.6.3 生物膜的结构,（1）生物膜的不对称性,膜脂组分的不对称性；,膜蛋白组分的不对称性。,不对称性赋予了膜作用具有方向性！,（2）生物膜的流动性,指膜脂和膜蛋白所作的各种形式的运动。,膜脂的流动性主要决定于磷脂分子和胆固醇。,膜蛋白可沿与膜平面垂直的轴作旋转运动和沿膜表面作侧向扩散运动。,膜的流动性主要是膜脂的流动性、膜蛋白可移动性以及在固醇的运动相互作用下进行的。,脂肪酰链C一C键的“反式-扭转式”异构化；绕整个分子轴的旋转扩散； 在膜平面上的侧向扩散；脂肪酰链的片断运动；内、外层分子的翻转运动。,（3）生物膜的结构模型,流动镶嵌模型,膜的基质或膜结构的连续主体是极性的脂质双分子层；,脂肪酸在细胞的正常温度下呈液体状态；,膜内在蛋白表面为疏水的氨基酸侧链基团，沉浸在双分子层核心；,膜外周蛋白表面为亲水的氨基酸侧链基团，漂浮在双分子层表面；,膜蛋白可做横向移动；,（4）生物膜的功能,保护作用,物质运输,信息的传递,细胞识别,能量转换,细胞或细胞器需要经常与外界进行物质交换以维持其正常的功能。 细胞或细胞器通过生物膜,