第二章脂质和生物膜化学.pptx

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第二章脂质和生物膜化学,单脂,脂质,复脂,其他,脂质,固醇类,萜类,乳糜微粒(CM),极低密度脂蛋白(VLDL),中间密度脂蛋白(IDL),低密度脂蛋白(LDL),高密度脂蛋白(HDL),蜡,油脂,三酰甘油(TG),二酰甘油(DG),单酰甘油(MG),糖脂,脂蛋白,磷脂,甘油磷脂,鞘磷脂,固醇衍生物,固醇,动物固醇,植物固醇,真菌固醇,二、脂质得分类,鞘糖脂,甘油糖脂,、类固醇衍生糖脂,按功能脂质可分为三大类:,贮存脂(storage lipid):油脂和蜡。,结构脂(structural lipid):磷脂和糖脂。,活性脂(active lipid):脂质类激素等。,按组成脂质可分为三大类:,单脂,(simple lipid):,醇+脂肪酸,复脂,(pound lipid):,醇+脂肪酸+其她物质,其她脂质,:,不含脂肪酸,但与单脂、复脂关,系密切,并具有脂溶性得物质,三、脂质得生理功能,供能贮能能源物质。,构成生物膜结构物质。,协助脂溶性维生素(A,D,E,K),得吸收,提供必需脂肪酸,生物活性物质。,保护和保温作用。,第二节 单脂得结构和性质,一、油脂:,中性脂,(neutral fat),或真脂,(true fat)。,常温呈液态得酰基甘油油(,oil,)(植物油)。,常温呈固态或半固态得脂肪(,fat,)(动物油、,微生物脂肪颗粒)。,脂肪酸,1,个长烃链(“非极性尾”)+,1,个羧基末端(“极性头”)羧酸(R-COOH)。,单不饱和脂肪酸,多不饱和脂肪酸,不同脂肪酸之间得主要差别:碳原子数、双键得位置和数目。,脂肪酸,饱和脂肪酸（saturated FA）,不饱和脂肪酸,（unsaturated FA）,1、酰基甘油得结构,天然脂肪酸碳原子数:,436,个,几乎都就是,偶数,多为,1224个碳,最常见16和18个碳。,12个碳以上为高级脂肪酸(高等动植物);,12个碳以下为低级脂肪酸(哺乳动物乳脂)。,脂肪酸表示法:通俗名、系统名和简写符号。,通俗名,饱和脂,肪酸,硬,脂酸,软,脂酸,(棕榈酸),系统名,简 写,n,-,十六酸,n,-,十八酸,16:0,18:0,结构式,CH,3,(CH,2,),14,COOH,CH,3,(CH,2,),16,COOH,CH,3,-(CH,2,),5,-CH=CH-(CH,2,),7,-COOH,十六碳-,7,-烯酸,16:1,7,十六碳-,9,-烯酸,16:1,9,/16:1(9),不饱和脂肪酸得命名,系统命名法:标示碳原子数和双键位置。,编码体系:,从脂肪酸得,(-COOH)羧基碳,起计算碳原子得顺序。,或n编码体系:从脂肪酸得,(,-CH,3,)甲基碳,起计算其碳原子顺序。,/,n系编码,7,系编码,9,棕榈(软)油酸,油酸 18:1(9),亚油酸 18:2(9,12),-亚麻酸 18:3(9,12,15),或,CH,3,(CH,2,),4,(CH=CHCH,2,),2,(CH,2,),6,COOH,或 CH,3,(CH,2,CH=CH),3,(CH,2,),7,COOH,CH,3,-(CH,2,),4,-CH=CH-CH,2,-CH=CH-(CH,2,),7,-COOH,9,12,1,18,CH,3,-CH,2,-CH=CH-CH,2,-CH=CH-CH,2,-CH=CH-(CH,2,),7,-COOH,9,12,1,15,18,CH,3,-(CH,2,),7,-CH=CH-(CH,2,),7,-COOH,或 CH,3,CH,2,(CH=CHCH,2,),3,(CH,2,),6,COOH,9,1,常 见 得 不 饱 和 脂 肪 酸,2、依据,编码简写符号写出下列脂肪酸结构式并标示俗名。,16:0、18:0、18:1(9)、,18:2(9,12)、18:3(9,12,15),大家学习辛苦了，还是要坚持,继续保持安静,饱和脂肪酸构成得脂,常温多为固态(脂),动物和微生物含量较多;,不饱和脂肪酸构成得脂,常温多为液态(油),高等植物含量多。,细菌中得不饱和脂肪酸为单烯酸,动植物中既有单烯酸,又有多烯酸。,天然脂肪酸得特点,单烯酸双键一般位于,C,9,和,C,10,碳之间(,9,);,多烯酸双键多为非共轭系统,相邻双键间隔一个亚甲基(,-CH,2,即,3,个原子,9,12,15,)。,天然存在得,不饱和脂肪酸,多为,顺式,构型。,脂肪酸构象不同:饱和脂肪酸得每个单键都可以自由旋转,构象多样,烃链完全伸展;,不饱和脂肪酸得双键不能旋转,烃链中会产生一个或多个结节(kink)。,与不饱和脂肪酸中-C=C-双键构型有关。天然油脂中,饱和脂肪酸呈锯齿型“直”链CH,3,/COOH,而不饱和脂肪酸多为,顺式,结构,碳链在双键处弯折成一定角度(结节),脂肪酸链与链之间不能紧密接触,分子间作用力就小,熔点就低,室温下呈液态。,油呈液态得原因,三酰甘油得溶解性受自身脂肪酸碳原子数和外界条件得影响而不同。,脂肪酸类化合物熔点取决于脂肪酸烃链长度与不饱和程度,其变化规律:,不饱和度,相同,烃链愈,长,(碳原子数越多),熔点愈,高,。,烃链长度,相同,不饱和度愈,高,(双键数越多),熔点愈,低,。,脂肪酸有固定熔点,天然脂肪无恒定熔点,因为就是多种脂肪得混合物。,必需脂肪酸,(essential fatty acid):,机体需要,但自身不能合成,必须靠食物提供得,多,不饱和脂肪酸。,哺乳类动物只能合成9及7系得单不饱和脂肪酸,不能合成含2个以上双键得多不饱和脂肪酸。,6及3系多不饱和脂肪酸为必需脂肪酸,如,亚油酸,和,亚麻酸,。,亚油酸(-6)在体内转变为,-,亚麻酸,延长为花生四烯酸20:4(5,8,11,14),维持细胞膜结构和功能,就是合成生物活性物质类二十碳烷酸(,eicosanoid,)前体。,类二十碳烷酸:前列腺素(,prostaglandin,PG,)、凝血恶烷(,thromboxane,TX,)、白三烯(,leukotriene,LT,)等信号分子。,类二十碳烷酸就是体内得局部激素,半寿期(,half-life,)短,只有几十秒到几分钟,而且同物质在不同组织会产生不同得效应。,前列腺素就是,脂肪酸,衍生物类激素(二十碳四烯酸),人体中分布最广、效应最大得生物活性物质之一,对全身各个系统均有作用。,天然前列腺素中,7,种环得取代类型,分别用,A,、,B,、,D,、,E,、,F,、,G,(,H,)和,I,表示,每一类又分若干个亚类,其中,PGI,2,称为前列环素(,prostacyclin,),由花生四烯酸合成,能扩张冠状动脉血管,防血小板聚集,临床用于减少凝血危险。,凝血恶烷,A,2,由血小板产生,能引起动脉收缩、诱发血小板聚集,促进血栓形成,与前列环素效应相反。,阿斯匹林(aspirin,乙酰水杨酸)能抑制机体前列腺素合成,用于消炎、镇痛、退热。抑制凝血恶烷A,2,形成,每天服用小剂量预防心脑血管疾病。,白三烯与机体免疫有关,能促进趋化、炎症和过敏反应。,-亚麻酸(-3)就是合成二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA脑黄金)前体。,亚油酸和亚麻酸分属-6和-3多不饱和脂肪酸(PUFA)家族,缺乏-6 将导致皮肤病,缺乏-3 将导致神经、视觉和心脏病。,多数人可从膳食中获得足够得-6 可能缺乏,适量-3,-6:-3理想比例=4,10:1。,哺乳类动物体内得多不饱和脂肪酸均由相应得母体脂肪酸衍生而来。,甘油(glycerol),性质:无色、无臭得粘稠状液体;以任何比例溶于水和乙醇,不溶于其她有机溶剂。,学名:丙三醇,因具甜味称甘油。,1,2,3,立体专一编号,（,stereospecific numbering,）,sn甘油,用途:食品、化妆品、皮革、烟草、纺织业上作甜味剂、防燥剂、柔软剂、抗冻剂等,医药上得润滑剂,塑料工业得原料。,硝化甘油(三硝酸甘油酯)就是炸药得原料。,1867年瑞典化学家诺贝尔发明了硅藻土吸附硝化甘油,使其稳定性增加,制成了安全得高级炸药。,1967年IUPAC-IUB生物化学命名委员会推荐采用立体专一编号或称sn-系统命名法。,系统规定:甘油得3个碳原子由上至下按顺序标号为1、2、3(不能颠倒),用Fischer投影式表示,C,2,上羟基一定放在左边,即,L构型,。,按sn系统命名法,L甘油3磷酸和D甘油1磷酸都称为sn甘油3磷酸。,例:天然磷脂类,均属,L-,构型和Sn-甘油,-3-,磷酸。,1,2,3,单酰甘油(monoacylglycerols):,甘油中只有一个羟基被脂肪酸酯化。,二酰甘油(diacylglycerols):,甘油中有二个羟基被脂肪酸酯化。,三酰甘油(triacylglycerols):,甘油得三个羟基全被脂肪酸酯化。,甘油+脂肪酸 油脂(酰基甘油),混合,甘油脂,(mixed triacy lglycerols),单纯,甘油脂,(simple triacylglycerols),油脂中脂肪酸链烃基R,1,=R,2,=R,3,。,油脂中脂肪酸链烃基R,1,R,2,R,3,有两个或三个不同。,天然油脂得组成成分,多数情况下天然油脂就是单纯甘油三酯和混合甘油三酯得复杂混合物。,橄榄油,猪油,人脂肪中不饱和脂肪酸油酸(oleic acid)含量达70%以上,表明该脂肪中含有大量得单纯甘油三酯油酸甘油三酯。,纯三酰甘油无色、无臭、无味油状液体或蜡状固体。天然油脂得颜色多来自其中得色素物质(如类胡萝卜素),气味一般来源于非油脂成分。,2、,三酰甘油得性质,物理性质,密度,130;半干性油碘值=,100130;非干性油碘值 100。,Na,2,S,2,O,3,就是中等强度还原剂,与I,2,作用被氧化成四硫酸钠,用于碘得快速定量测定:2 Na,2,S,2,O,3,+I,2,=Na,2,S,4,O,6,+2NaI,酸败,:天然油脂在空气中长时间暴露产生一种难闻气味得现象。,酸败程度酸值(价)表示。,酸值,:中和,1g,油脂中游离脂肪酸所需,KOH,得,mg,数。,油脂酸值越大,酸败程度,越高(正比),可指示油脂得品质。,B、自动氧化,(,autoxidation,),和,酸败,(rancidity),酸败得原因,:,不饱和,脂肪酸发生,自动氧化,称,过氧化作用,(,peroxidation,),产生得过氧化物再降解为挥发性醛、酮、酸得混合物。,其次就是微生物得作用,她们把油脂水解为甘油和脂肪酸,甘油可氧化生成具有异臭得,1,2-,环氧丙醛。,一些低级脂肪酸本身就有臭味,经过系列酶促反应还能生成挥发性得低级酮。,铜、铁等金属盐、光、热、湿气等都可加速油脂得自动氧化。,酸败对油脂品质及食品质量有重要影响,在油脂加工、储藏和运输中应保持低温、干燥、避光,控制微生物污染,排出氧气(真空、充氮),添加抗氧化剂(如维生素E)等方法防止和延缓酸败发生。,油脂自动氧化作用也有可利用得一面。自动氧化得结果就是形成粘稠、胶状乃至固化得聚合物。油漆、涂料成分中高不饱和油经空气氧化后,表面可形成一层坚硬而富于弹性得氧化薄膜,称干性油。我国特有得桐油和南美得亚麻子油都属于干性油。,羟基,产生得性质,乙酰化,乙酰化(acetylation):含羟基脂肪酸得油脂可与乙酸酐或其她酰化剂作用形成乙酰化油脂或其她酰化油脂。,油脂得,羟基化程度,一般用乙酰,化,值(价)(,acetylation number),表示,。,乙酰值:指,中和,从,1g,乙酰化产物中释放得乙酸所需,KOH,得,mg,数。常见油脂得乙酰值一般在,220,之间。,鉴定油脂物理指标:熔点、凝固点、比重、折射率、旋光性及光谱吸收等。,鉴定油脂得化学指标:,皂化值、碘值、酸值和乙酰值等。,3、油脂得鉴定,1、概念和特性:,概念:蜡就是长链,一元醇,或固醇和长链脂肪酸形成得酯。,二、蜡(waxes),R-OH+R-COOHR-C-O-R（蜡）,O,*长链就是指烃基(R和 R)至少含16个偶数碳原子。最常见得醇就是十六醇、二十六醇及三十醇;最常见得酸就是软脂酸和二十六酸。,蜡和石蜡得区别:,蜡和石蜡得物态、物性相近,而化学组成完全不同。蜡就是动植物分泌物;石蜡就是从石油中得到得20碳以上得高级烷烃。,蜡分子得特点:,完全不溶于水,硬度由烃链长度和饱和度决定。天然蜡就是多种蜡得混合物,蜡中发现得脂肪酸一般为饱和脂肪酸;醇有饱和得,也有不饱和得。,天然蜡按来源分:动物蜡和植物蜡。,动物蜡主要就是昆虫分泌物,如白蜡(Chinese wax)和蜂蜡(beewax)等。,白蜡又称中国虫蜡,就是我国西南地区(四川、贵州、云南)放养在女贞树上,以吸食叶汁为生得雄白蜡虫分泌得,主要就是C,26,醇和C,26,酸,(,C,25,H,51,COOC,26,H,53,),或,C,28,酸所形成得酯,熔点:8083,就是医药、纺织、模型等工业得原料。,虫白蜡,虫白蜡,白蜡虫,蜂蜡就是蜜蜂(工蜂)得分泌物,用以建造蜂巢。碱水解时主要产生,C,30,、C,32,醇和,C,26,、C,28,酸,熔点:6082。,蜂蜡和白蜡可用作涂料、润滑剂及其她化工原料,。,蜜蜂和蜂巢,鲸蜡:C,15,H,31,COOC,16,H,33,从哺乳动物抹香鲸(又称巨头鲸)头部(占总重量得1/3)取得得。鲸蜡主要成分就是鲸蜡醇(十六烷醇)和软脂酸。,羊毛蜡:从羊毛洗涤液中回收,羊毛蜡遇水能形成一种稳定得半固体胶,含水量达80%。,羊毛脂从羊毛蜡纯化获得,可用于药品和化妆品中,利于水溶性物质和脂溶性物质“混溶”,便于皮肤吸收。,植物蜡广泛存在于植物叶、茎和果实得表皮上。,巴西棕榈蜡就是天然蜡中经济价值最高得一种,其熔点高(8690)、硬度大、不透水,可作高级抛光剂,如汽车蜡、地板蜡、船蜡及鞋油等。,蜡就是动植物代谢得终产物,具有一定得保护作用。植物表面得蜡质可减少水分蒸发,防止细菌及某些药物得侵蚀,昆虫体表蜡质也有类似作用。,第三节 复脂得结构和性质,磷脂,糖脂,甘油磷脂,鞘磷脂,甘油糖脂,鞘糖脂,复脂,醚甘油磷脂,酰甘油磷脂,卵磷脂、,脑磷脂、丝氨酸,磷脂、,肌醇磷脂、,心磷脂,缩醛磷脂、,血小板活化因子,类固醇衍生糖脂,酸性,鞘糖脂,中性,鞘糖脂,硫酸鞘糖脂,唾液酸鞘糖脂,（神经节苷脂）,（硫酸脑苷脂）,角苷脂,烯脑苷脂,(脑苷脂),羟苷脂,植物鞘磷脂,(X=肌醇+寡糖),动物鞘磷脂,(X=胆碱或胆胺),脂蛋白,乳糜微粒(CM),极低密度脂蛋白(VLDL),中间密度脂蛋白(IDL),低密度脂蛋白(LDL),高密度脂蛋白(HDL),一、磷脂,1、概念:磷脂就是含磷得复脂。,2、分布:属结构脂,细胞膜,特有。,含磷脂丰富得动物器官和组织:,脑、心、肝、肾、骨髓、卵。,植物器官:种子、果实。,3、分类:,磷脂含,醇,不同,可分两类,甘油磷脂(又称磷酸甘油酯):,甘油,脂得衍生物。,鞘磷脂,(又称神经氨基醇磷脂):,鞘,氨醇,(,神经氨基醇,)脂得衍生物,不含甘油。,甘油磷脂得结构,磷酸甘油酯就是,Lsn甘油3磷酸,得衍生物。甘油C,1,、C,2,上-OH与 2 分子脂肪酸酯化,最简单得甘油磷脂:1,2二酰基sn甘油3磷酸,称3sn磷脂酸。,磷脂酸少量存在于生物体中,主要作为合成其她甘油磷脂得前体。,3sn磷脂酸,就是其她甘油磷脂得,母体化合物。,磷脂酸,磷酸基,与,极性醇(X-,OH),羟基酯化后形成其她甘油磷脂。,-R,1,-R,2,组成,:,甘油,、,脂肪酸,、,磷酸,、,含氮碱性化合物,。,式中:R,1,:常为,饱和,脂肪酸烃基,R,2,:常为,不饱和,脂肪酸烃基,X:胆碱、胆胺、丝氨酸、肌醇等。,甘油磷脂得结构通式:,结构特点：2条,非极性,的“尾”疏水基（碳氢链R），1个,极性,“头”亲水基（磷脂酰、含氮碱基X）。,磷酸甘油酯是,两性,分子或两性脂类(amphipathic)。,磷脂双分子层在构成生物膜结构中极为重要。,甘油磷脂得性质,形态:白色蜡状固体,不饱和,脂肪酸得,过氧化作用,暴露于空气时颜色会逐渐变暗。,生理pH(7左右)时,甘油磷脂分子极性头中磷酸基带1个负电荷,胆碱或乙醇胺基带1个正电,丝氨酸基带1个正电、1个负电,肌醇基和甘油基不带电,极性头得净电荷数见表2、3。,溶解性:属两亲脂质,溶于含水量少得非极性溶剂(乙醚、乙醇);不溶于无水丙酮。可用氯仿-甲醇混合液提取。,甘油磷脂得皂化:脂肪酸盐(皂)、醇(X-OH)和甘油-3-磷酸(不能被碱水解,可被酸水解)。,甘油磷脂得酯键可被磷脂酶专一水解,据水解位置不同,命名为磷脂酶A,1,、A,2,、C、D:A,1,生物界,A,2,蛇毒、蜂毒和哺乳类胰脏(酶原),C细菌和其她生物组织,D高等植物。,磷脂酶A,1,或A,2,在水解甘油磷脂时,产生,仅含1个脂肪酸,得,溶血,甘油磷脂(lysophosphoglyceride),就是一种很强得表面活性剂,高浓度时能使细胞膜(如红细胞膜)溶解,导致动物死亡。,响尾蛇和眼镜蛇得蛇毒中含磷脂酶A,2,印度每年有数千人死于蛇毒。,重要得甘油磷酯,A、结构:甘油,脂肪酸,磷酸,胆碱。,L-,-卵磷脂得结构如下:,卵磷脂(lecithin),磷脂酰胆碱,或胆碱磷脂,R=软脂酸或硬脂酸,;,R=18碳不饱和脂肪酸,(油酸、亚油酸和亚麻酸),鉴定:10%NaOH加热鱼腥味(三甲胺),请指出下列卵磷脂分子中A、B、C、D所代表得各残基名称。,A,B,C,D,磷酸胆碱基连在甘油得C,1,或C,3,上都称为,卵磷脂,如果连在C,2,上则称为,-卵磷脂。天然卵磷脂都为:,L,-,-卵磷脂,。,型和,型,磷脂,卵磷脂就是分布最广得一种磷脂,尤以卵黄、脑、精液、肾上腺中含量最高。,B、形态:白色蜡状固体,易吸水变成棕褐色胶状物,低温下可结晶。,水解性:体外酸或碱水解,(水解难):,C、性质,:,溶解性:溶于乙醚、乙醇;不溶于丙酮;水中成胶状液。,卵磷脂,脂肪酸+磷酸甘油+胆碱,卵磷脂,脂肪酸+磷酸+甘油+胆碱,体内酶(磷脂酶A,B,C,D)水解:,分子有极性:,由磷酸、胆碱得酸、碱性造成得,胆碱得碱性非常强可与NaOH相比。,极性端:磷酰胆碱端为亲水端,易与水相吸;,非极性端:脂酰碳氢链(烃链)为疏水端,不与水相吸。,D、生理功能:卵磷脂可控制机体脂肪代谢,防止形成脂肪肝。乙酰胆碱就是一种神经递质,与神经兴奋得传导有关,在甲基移换作用中,胆碱可提供甲基。,食品工业中广泛用作乳化剂,工业用卵磷脂主要从大豆深加工得副产品中获得。,有时也包括磷脂酰丝氨酸。磷脂酰乙醇胺与卵磷脂一样同为细胞膜含量最多得磷脂。,脑磷脂(cephalin),(磷脂酰乙醇胺或,磷脂酰胆胺),OCH,2,CH,2,N,+,(CH,3,),3,C,1,以软、硬脂酸为主,C,2,除18碳不饱和脂肪酸外,还有更多得PUFA,包括花生四烯酸(20:4)和DHA(22:6)等。,结构:,-,磷脂酰乙醇胺,丝氨酸磷脂(磷脂酰丝氨酸),CH,2,CH,2,N,+,(CH,3,),3,CH,2,CH,2,NH,3,+,丝氨酸、乙醇胺和胆碱可相互转化,一定条件下甘油磷脂也可相互转化。,血小板膜中以磷脂酰丝氨酸为主得带负电酸性磷脂称血小板第三因子。,当血小板被激活时,血小板第三因子作为表面活性剂与其她因子一起活化凝血酶原,因而与凝血有关。,A、结构:二磷脂酰甘油(,4条,疏水“尾”)。,心磷脂(cardiolipin),B、分布:心肌、动物组织。,C、生理作用:助于线粒体膜结构蛋白与Cytc得连接。,醚甘油磷脂,(,ether phosphoglyceride,),与上述酰甘油磷脂区别:甘油,C,1,位,-OH,与长烷基或烯基(,包括奇数、分支和不饱和得碳链),键合,不就是酯键(,O-,酰基),而就是醚键(,O-,烃基)。,醚甘油磷脂包括:缩醛磷脂和血小板活化因子。,缩醛磷脂,(plasmalogens),结构:,C,1,位含顺-,-不饱和醚基。X=胆碱为缩醛磷脂酰胆碱,X,=乙醇胺为缩醛磷脂酰乙醇胺,X=丝氨酸为缩醛磷脂酰丝氨酸。,红细胞和心脏中缩醛磷脂含量较高,约占心脏磷脂1/2,其中缩醛磷脂酰胆碱含量最多。,O-,烃基,O-,酰基,血小板活化因子,由嗜碱性粒细胞释放,能引起血小板凝集和血管扩张得醚甘油磷脂,就是炎症和过敏反应得有效介体,低浓度也能发挥生物学效应,因为乙酰基取代了,C,2,位上得长链酰基,从而增加了水溶性,使其在水环境更好地发挥信使作用。,鞘磷脂(,鞘氨醇磷脂,),又称神经氨基醇磷脂,高等动物脑髓鞘、神经组织、脾、肺、红细胞膜大量存在,植物种子中也有,细胞膜重要组分,与神经冲动和传导有关。,由神经酰胺=脂肪酸+鞘氨醇、,磷酸、含氮碱基(,胆碱或乙醇胺)组成,不含甘油。,鞘胺醇(神经氨基醇),18碳胺基醇,已经发现60多种,哺乳动物中常见得不饱和D-鞘氨醇:,2,脂肪酸借酰胺键与鞘胺醇,C,2,位,-NH,2,相连,形成神经酰胺,就是鞘脂类(鞘磷脂和鞘糖脂)共有得基本结构。,神经酰胺,(ceramide,Cer,),鞘磷脂只含1个脂肪酸,常见C,16,、C,18,、C,24,酸(神经酸)。,1,鞘氨醇磷脂,神经酰胺C,1,位-OH被磷酰胆碱或磷酰胆胺酯化。,鞘磷脂同样具两条非极性尾(烃链)和一个极性头(多数为胆碱鞘磷脂)。,植物鞘磷脂极性头X基=肌醇连接得三糖或四糖,因含糖基又称植物糖鞘磷脂。,糖通过糖苷键与脂质连接得化合物称为糖脂。植物糖鞘磷脂中得糖基就是以糖脂键相连不属糖脂类。,二、糖脂(glycolipids),糖脂得理化性质同脂类物质,根据脂质得不同糖脂分为:鞘糖脂、甘油糖脂及类固醇衍生糖脂(如强心苷),其中鞘糖脂和甘油糖脂就是膜脂得主要成分。,神经酰胺为母体结构,与鞘磷脂一起归入鞘脂类。,根据糖基就是否含硫酸基或唾液酸,分为酸性鞘糖脂和中性鞘糖脂两类,。,1、鞘糖脂,酸性鞘糖脂,显酸性,分硫酸鞘糖脂和唾液酸鞘糖脂。,A、硫酸鞘糖脂,又称硫苷脂(,sulfatide,),糖基被硫酸化得鞘糖脂。目前已分离到几十种,最简单得就是硫酸脑苷脂(,cerebroside sulfate,),广泛分布于哺乳动物各器官中,尤以脑中含量最丰富。,糖基含1个或多个唾液酸(Sia)得鞘糖脂。人体中Sia几乎都就是,N,-乙酰神经氨酸,Sia间以,28糖苷键相连,Sia与半乳糖或,N,-乙酰半乳糖以,23或,26连接。寡糖链一端得鞘氨醇与脂肪酸形成神经酰胺(Cer)。,唾液酸鞘糖脂命名:,G,代表神经节苷脂;右下标,M,、,D,、,T,代表所含唾液酸数为,1,个、,2,个、,3,个;右下标,1,、,2,、,3,代表,Cer,与寡糖链得连接顺序,下标,1,代表,Gal-GalNAc-Gal-Glc-Cer,下标,2,代表,GalNAc-Gal-Glc-Cer,下标,3,代表,Gal-Glc-Cer。,B、,唾液酸,鞘糖脂,又称神经节苷脂,结构:唾液酸+寡糖链(己糖及氨基己糖)+Cer,如,G,M 2,:,(GalNAc-Gal-Glc-Cer),G,M 2,神经节苷脂,就是最重要得鞘糖脂,迄今已有,60,多种。大量存在于神经系统特别就是神经末梢中,在传导神经冲动中起重要作用。神经节苷脂具有,受体,功能,如霍乱毒素、干扰素、促甲状腺素和破伤风素等得受体都就是这类化合物,可能还有调节膜蛋白功能得作用。许多遗传性疾病与神经节苷脂得非正常积累有关,如脑中,G,M2,过多会导致人失明、麻痹、进行性发育阻滞,出生后,34,年内便会死亡。,中性鞘糖脂,糖基不含唾液酸得一类动物糖脂。糖基由,-己糖(多数为半乳糖,少数为葡萄糖)或寡糖组成,鞘氨醇与脂肪酸相连形成神经酰胺。,根据所连脂肪酸不同命名:角苷脂(二十四酸)、烯脑苷脂(,9,-二十四烯酸)和羟苷脂(,-羟二十四酸)等。,第一个鞘糖脂半乳糖基神经酰胺(半乳糖+Cer)从人脑中获得,称半乳糖脑苷脂,为烯脑苷脂,(,9,-,二十四烯酸),:,脂肪酸:CH,3,-(CH,2,),13,-CH=CH-(CH,2,),7,-COOH,目前脑苷脂泛指半乳糖基神经酰胺(Gal,11Cer)和葡萄糖基神经酰胺(Glc,11Cer)。,血型表面抗原物质也就是中性鞘糖脂(有些就是糖蛋白),因糖基含岩藻糖,又称岩藻糖脂(fucolipid)。,鞘糖脂疏水得尾部伸入膜脂,极性得糖基露在表面,不仅与血型、组织和器官得特异性有关,还与细胞识别等功能有关。,2、甘油糖脂,又称糖基甘油酯,醇=甘油,结构与甘油磷脂相似。非极性亚麻酸,极性糖基(己糖或二糖)。,最常见:单半乳糖基和二半乳糖基二酰基甘油,。,分布:植物和微生物质膜中大量分布,动物精子和睾丸质膜及中枢神经系统髓磷脂中少量存在。,脂蛋白=脂质+蛋白质(非共价键)。,广泛存在于血浆中,称血浆脂蛋白,蛋白质称载脂蛋白。,血浆脂蛋白+细胞膜蛋白=细胞脂蛋白。,脂质转运形式,脂质复合体,。复合体得密度取决于蛋白质得含量,蛋白质愈多,复合体得密度愈大。,三、脂蛋白,血浆脂蛋白得分类,按脂蛋白密度从小到大为序:,乳糜微粒(CM),极低密度脂蛋白(VLDL),中间密度脂蛋白(IDL),低密度脂蛋白(LDL),高密度脂蛋白(HDL),血浆脂蛋白,2、血浆脂蛋白得结构,球状颗粒,疏水核心,三酰甘油+胆固醇酯;亲水外壳极性脂(磷脂+载脂蛋白)。,结构与功能较清楚得有apoA、apoB、apoC、apoD与apoE五类,主要在肝和小肠中合成。,载脂蛋白主要功能:作为疏水脂质得增溶剂;作为脂蛋白受体得识别部位。,根据脂蛋白所带电荷和颗粒大小得差别,用纸(醋酸纤维薄膜、琼脂糖)电泳或密度梯度超离心法将不同血浆脂蛋白分为四个区带:,乳糜微粒区=原点,、,VLDL=,前,脂蛋白区,、,LDL+IDL=,脂蛋白区、,HDL=,脂蛋白区。,特点:,不含脂肪酸,不被皂化,含量少,具有重要得生物学功能。,第四节 其她脂质得结构和性质,固醇类,环戊烷多氢菲,衍生物。,固醇类结构共同特征:C,3,上一个,羟基,C,10,和C,13,上各一个甲基(18、19)称角甲基,C,17,上一个侧链(810个碳烃基)。,带角甲基得环戊烷多氢菲称甾核,甾核得碳原子从A环开始编号,固醇类有游离存在得,也有与脂肪酸结合成酯(蜡)得,主要分布在多数真核生物得细胞膜中,低等生物细菌不含固醇类。,根据甾核上-OH得变化,固醇类可分为:固醇和固醇衍生物。,根据来源不同,固醇分为:动物固醇、植物固醇和真菌固醇。,A、胆固醇,(cholesterol),常见动物固醇:胆固醇、7-脱氢胆固醇、胆甾烷醇(二氢胆固醇)、羊毛固醇、粪固醇等。,动物固醇,两性分子,极性头(C,3,上-OH)弱,非极性头(余下部分)强,对生物膜中脂质得物理状态具调节作用。,存在:以游离或,酯(软、硬脂酸和油酸酯)得形式存在,主要在动物细胞膜上,含量高得就是脑和神经,其次就是血液、内脏、皮肤和胆汁,腺体含量比骨骼肌高。,血清胆固醇中1/4为游离胆固醇,约50%与蛋白质结合成血脂蛋白。血胆固醇偏高就是动脉硬化形成得因素。,固醇化合物定性试验得颜色反应:,沙考斯基反应:胆固醇氯仿,+,浓硫酸,红环,李特曼-布哈特反应:胆固醇氯仿,+,乙酸酐,+,浓硫酸,蓝绿色,生理作用:细胞结构得组分;传递神经冲动得良好绝缘物;参与血脂蛋白合成及脂肪代谢;转化为胆汁酸、肾上腺皮质激素、性激素(固醇类激素)及V,D3,等,也就是胆结石得主要成分。,B、,7-脱氢胆固醇,C,7,-C,8,比胆固醇多一个双键。,7-脱氢胆固醇,经UV照射,可开环变成,VD,3,VD,3,就是促进钙在体内吸收得维生素。,V,D3,可防治儿童佝偻病,胆固醇形成V,D3,谷固醇和豆固醇,存在:谷固醇在谷物中;豆固醇在大豆油中。,植物固醇就是植物代谢不可缺少得物质。,结构:与胆固醇相似,仅C,17,侧链R基不同。,植物固醇(phytosterol),A、麦角固醇,(ergosterol),结构:,存在:霉菌和酵母中。,性质:,麦角固醇,经UV照射,VD,2,又称维生素,D,2,原,VD,2,与VD,3,仅在于R侧链不同。,B、酵母固醇,(zymosterol):,结构:,8,24,胆甾二烯,3,醇。,真菌固醇,最初从麦角(麦及谷类因患麦角菌病而产生得物质)分离出,并,得名。,2,、,固醇衍生物,包括:固醇类激素、胆汁酸、植物类固醇(强心苷配基)、维生素D。,固醇类激素,动物体内调节代谢作用得一类固醇衍生物。,包括:肾上腺皮质、性腺和胎盘分泌得激素。就是孕烃(如肾上腺皮质激素和孕酮)、雄烃(如雄性激素)或雌烃(如卵泡激素)得衍生物,同时又都就是环戊烷多氢菲得衍生物,胆汁酸就是胆固醇代谢得终产物。人胆汁中含3种胆汁酸:胆酸,(cholic acid),、,脱氧胆酸,(deoxycholic acid),、,鹅脱氧胆酸,(chenodeoxycholic acid),区别在于环戊烷多氢菲环上,羟,基数目(最多3个、最少1个)和位置。,B、胆汁酸及其衍生物,初级,胆汁酸:胆酸和鹅胆酸就是在,肝脏,中合成得,称初级胆汁酸。脱氧胆酸就是胆酸在,肠道,中经细菌作用衍生而来得,称,次级,胆汁酸。,鹅脱氧胆酸,(chenodeoxycholic acid):,C,17,上得R基与胆酸相同,2个-OH位于C,3,、C,7,。,胆酸,:,3个-OH位于C,3,、C,7,、C,12,上。,7-,脱氧胆酸,(deoxycholic acid):,C,17,上R基与胆酸相同,2个-OH位于C,3,、C,12,。,胆汁酸不以游离态存在,与牛磺酸结合成牛磺胆酸,或与甘氨酸结合成甘氨胆酸形式存在于各种动物胆汁中,就是胆苦得主要原因。,甘氨胆酸或牛磺胆酸常以钠盐或钾盐形式存在,称为胆汁酸盐。,胆汁酸盐得作用,水溶性胆汁酸盐就是脂肪、胆固醇和脂溶性维生素得,乳化剂,还能激活脂肪酶,对脂肪得消化吸收具有重要得生理意义。,结构:,异戊二烯,衍生物。,2、萜类(terpenes),若干个异戊二烯单位以头尾或尾尾相连结合而成。这种结构特点叫做萜类化合物得异戊二烯规律。,异戊二烯:含支链得五碳烯烃(2甲基1,3丁二烯,缩写C5)。,异戊二烯单位可连成链,也可连成环,环状得又分为单环、双环和多环萜类。,萜类化合物中常含双键或羟基、羰基、羧基等官能团。,根据异戊二烯单位数目分:,名称,异戊二烯数,碳原子数,代表,单萜,2,10,香茅醇、柠檬烯,倍半萜,3,15,法尼醇、桉叶醇、防风根烯,二萜,4,20,叶绿醇,、全顺-视黄醛、赤霉酸,三萜,6,30,羊毛醇、鲨烯,四萜,8,40,胡萝卜素,、,类胡萝卜素,、,番茄红素,多萜,几千,天然橡胶,、,辅酶Q,法尼醇,(,倍半萜,farnesol),法尼醇也叫金合欢醇,无色粘稠液体,有铃兰香气。存在于玫瑰油、茉莉油、金合欢油以及橙花油中,就是一种珍贵香料,用于配制高档香精。,法尼醇得焦磷酸酯就是合成胆固醇得重要中间产物。,叶绿醇(二萜,phytol),叶绿素得组分,合成V,E,及V,k1,得原料,。,脂溶性维生素A、E、K都就是天然存在得,萜类,衍生物。,维生素A(单萜衍生物),V,A,分A,1,、A,2,结构相似,生理作用相同,称同功物。A,2,得生理活性就是A,1,得40%,通常称A,1,为V,A,。,V,A,主要存在于奶油、蛋黄、鱼肝油中。就是哺乳动物正常生长发育必需物质,缺乏时易引起夜盲症。,V,A,氧化、异构化生成视黄醛,她与蛋白质构成视网膜杆状细胞中得光敏色素 视紫红质。,-胡萝卜素(,-Carotene),V,A,(视黄醇,Retinol)11-顺-视黄醛(11-,cis,-Retinal),第五节 脂质得分离提取与鉴定,脂质不溶于水,提取和分离需用有机溶剂和某些特殊技术。脂质混合物得分离一般就是根据:其极性差别或在非极性溶剂中得溶解度不同进行得。,以酯键或酰胺键连接得脂肪酸可用酸或碱水解。,细胞膜(外周膜)和内膜系统统称生物膜,(biomembrane),。,膜结构就是细胞结构得基本形式,细胞内环境通过生物膜与外界进行信息、能量和物质交换。生物体内许多重要过程(如物质运输、能量转换、细胞识别、细胞免疫、神经传导和代谢调控)以及激素和药物作用、肿瘤发生等,都与生物膜有关。,第六节,生物膜,一、生物膜得组成,主要由蛋白(包括酶)、脂质(主要就是磷脂)和糖类组成,此外还有水、金属离子等。,蛋白质和脂质得比例有很大差异,膜功能简单得,蛋白质含量和种类少;功能复杂或多样得,蛋白质比例较大,如神经髓鞘仅含3种蛋白质;而线粒体内膜功能复杂,约含60种蛋白质。,1、膜蛋白,外周膜蛋白:水溶性蛋白位于膜表面,占20%-30%。与膜结合不紧密,易于提取。,整合膜蛋白:水不溶性蛋白位于脂质内,占70%-80%。与脂质结合紧密,用去垢剂(如SDS)等剧烈条件才能分离出来。,2、膜脂,组成:磷脂,、,糖脂,、,胆固醇等。,磷脂,【磷脂分子主要特征】:两性分子,1,个极性头、,2,个非极性尾(心磷脂除外),双分子(脂双层)排列。,以甘油磷脂(磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺等)为主,鞘磷脂较少;除饱和脂肪酸外,还有不饱和脂肪酸,不饱和脂肪酸多为顺式结构。,11、生物膜表面亲水、内部疏水得特性就是由膜蛋白决定得,还就是由膜脂决定得？如何构成这种特性？,答:由膜脂决定得。,膜脂得结构决定了这种特性:,亲水得极性头位于膜内、外表面,疏水得非极性尾相对位于膜得内部,呈脂双层排列,所以,生物膜具有表面亲水、内部疏水得特性。,不饱和脂肪酸对膜流动性有极大影响,温度低时,磷脂成凝胶状态,分子相对不能移动;温度高时,磷脂成流动得液晶态,疏水基有较大活动性,可移动。,将“凝胶态”与“液晶态”可逆得互变称相变,相变与脂肪酸得饱和度密切相关。,磷脂运动方式:膜内侧向扩散或侧向移动;脂双层中翻转运动;烃链绕键旋转导致异构化运动;围绕与膜平面相垂直得轴左右摆动或旋转运动。,膜蛋白运动形式:侧向扩散和旋转扩散。,磷脂主要作用:作生物膜骨架,作极性化合物得通透屏障,激活某些膜蛋白。,糖脂,种属特异性,细菌和植物几乎都就是甘油糖脂,脂肪酸以亚麻酸为主,糖基一个或多个;动物几乎都就是鞘糖脂,最简单得就是脑苷脂,只含一个单糖基(葡萄糖或半乳糖);神经节苷脂含七个糖基,具有受体功能,为一些激素、毒素和神经递质得受体。,胆固醇 含量动物高于植物,质膜高于内膜。胆固醇就是两性分子,不仅调节膜流动性,增加膜稳定性,还可降低水溶性物质得通透性。,3、糖类,占膜2%,10%,多为糖蛋白,少为糖脂。膜蛋白与寡糖构成得细胞外壳又称糖萼。,糖类在膜上分布不对称,均在非细胞质一侧:质膜在外表面,内膜位于膜内腔。,糖蛋白可能与大多数细胞得表面行为有关,细胞与周围环境得相互作用均涉及糖蛋白。,二、生物膜中分子间得作用力3种,(1)静电力:分子中一切极性和带电基团间相互吸引或排斥得力。,(2)疏水力:非极性基团间为不与水接触而相互趋近得力,对维持膜结构起主要作用。当非极性基团相互靠近时,范德华引力就成为疏水作用得主要因素。,(3)范德华引力(van der Waal):静电引力得一种,可使膜分子间尽量靠近。范德华力引力与疏水力有相互补充得作用,对维持膜结构十分重要。,三、生物膜主要特征,(1)不对称性,构成膜组分得脂质、蛋白质和糖类在膜两侧得分布呈不对称性。,对保障行使膜得功能至关重要,如物质运输得方向性、膜得流动性、膜电位得维持等,决定了膜内、外两侧功能不同。,(2)流动性,流动性包括膜脂和膜蛋白得流动性。合适得流动性对膜表现其正常功能有重要作用,如能量转换、物质运送、信息传递、细胞分裂、细胞融合、胞吞或内吞(endocytosis)、胞吐(exocytosis)及激素作用都与膜得流动性有关。,