生物化學(xué)簡(jiǎn)明教程第五章脂類與生物膜第一頁，共六十六頁，2022年，8月28日脂類（lipid）脂質(zhì)或類脂，是一類低溶于水，而高溶于非極性溶劑的生物有機(jī)分子主要是C、H、O，有些尚含N、P及S化學(xué)本質(zhì)是脂肪酸和醇所形成的酯類及其衍生物脂肪酸多為4碳以上的長(zhǎng)鏈一元羧酸醇成分包括甘油、鞘氨醇、高級(jí)一元醇和固醇第二頁，共六十六頁，2022年，8月28日按化學(xué)組成分類單純脂類：由脂肪酸和醇類所形成的酯

脂酰甘油酯：最豐富的為甘油三酯（三酰甘油、脂肪）

蠟：14~36個(gè)C的飽和或不飽和脂肪酸與16~30個(gè)C的一元醇所形成的酯復(fù)合脂類：除了含有脂肪酸和醇外，還含有非脂分子的成分

磷脂（磷酸和含氮堿）、糖脂（糖）、硫脂（硫酸）衍生脂類：由單純脂類或復(fù)合脂類衍生而來，具有脂質(zhì)的一般性質(zhì)

萜類：天然色素、香精油、天然橡膠

固醇類：固醇（甾醇、性激素、腎上腺皮質(zhì)激素）

其他脂類：維生素A、D、E、K等。按能否被堿水解分類

可皂化脂類：能被堿水解而產(chǎn)生皂（脂肪酸鹽）的脂類

不可皂化脂類：不能被堿水解而產(chǎn)生皂（脂肪酸鹽）的脂類第三頁，共六十六頁，2022年，8月28日5.1三酰甘油動(dòng)植物油脂的化學(xué)本質(zhì)是脂酰甘油脂酰甘油主要是三酰甘油三分子脂肪酸與一分子甘油的醇羥基脫水形成的化合物第四頁，共六十六頁，2022年，8月28日5.1.1三酰甘油的結(jié)構(gòu)有L型和D型兩種構(gòu)型簡(jiǎn)單甘油三酰（R相同）混合甘油三酰（R不同）CH2－O

－C－R1

│CH－O

－C－R2│CH－O

－C－R3O‖O‖O‖第五頁，共六十六頁，2022年，8月28日第六頁，共六十六頁，2022年，8月28日第七頁，共六十六頁，2022年，8月28日5.1.2三酰甘油的理化性質(zhì)無色、無味的稠性液體或蠟狀固體天然的油脂常是多種三酰甘油的混合物，無固定熔點(diǎn)物中的三酰甘油飽和脂肪酸含量↑，熔點(diǎn)亦↑，常溫下呈固態(tài)，俗稱脂肪植物中的三酰甘油不飽和脂肪酸含量↑，熔點(diǎn)↓，常溫下呈液態(tài)，俗稱油三酰甘油通稱為油脂第八頁，共六十六頁，2022年，8月28日（1）水解與皂化水解（酸、堿或脂肪酶的作用）

三酰甘油→二酰甘油、單酰甘油→甘油和脂肪酸（酸水解可逆）皂化（堿水解）皂化1g油脂所需的KOH的質(zhì)量（mg）稱為皂化值油脂的平均相對(duì)分子質(zhì)量＝（3×56×1000）/皂化值（2）氫化與鹵化

具不飽和雙鍵的三酰甘油可與H2和鹵素等起加成反應(yīng)

碘值：用于測(cè)定油脂的不飽和程度（3）自動(dòng)氧化與酸敗（指不飽和脂肪酸）

酸敗作用（變蛤）：油脂在空氣中暴露過久可被氧化，產(chǎn)生難聞的臭味油脂的不飽和成分發(fā)生了自動(dòng)氧化，產(chǎn)生過氧化物并進(jìn)而降解成揮發(fā)性的醛、酮、酸的復(fù)雜混合物第九頁，共六十六頁，2022年，8月28日5.2脂肪酸飽和脂肪酸軟脂酸（16C）、硬脂酸（18C）不飽和脂肪酸

油酸（含1個(gè)雙鍵）、亞油酸（含2個(gè)雙鍵）、亞麻酸（含3個(gè)雙鍵）、花生四烯酸（含4個(gè)雙鍵）第十頁，共六十六頁，2022年，8月28日14:0

豆蔻酸；16:0軟脂酸；18:0

硬脂酸；18:1D9C

油酸；18:2D9C,12C

亞油酸；18:3D9C,12C,15C

亞麻酸；20:4D5C,8C,11C,14C

花生四烯酸；20:5D5C,8C,11C,14C,17C

二十五碳五烯酸。5.2.1脂肪酸的種類第十一頁，共六十六頁，2022年，8月28日5.2.2天然脂肪酸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)大多數(shù)脂肪酸的碳原子數(shù)在12～24之間，且均是偶數(shù)只有一個(gè)雙鍵的不飽和脂肪酸，一般為D9；若雙鍵數(shù)目多于1個(gè)，則有一個(gè)為D9，其他的雙鍵更遠(yuǎn)離羧基，往往兩個(gè)雙鍵之間相差一個(gè)亞甲基（－CH2－）雙鍵多為順式結(jié)構(gòu)，少數(shù)為反式結(jié)構(gòu)第十二頁，共六十六頁，2022年，8月28日第十三頁，共六十六頁，2022年，8月28日5.2.3必需脂肪酸不能合成必須由膳食提供的脂肪酸

自身合成：油酸18:1D9C軟油酸16:1D9C不能合成：亞油酸18:2D9C,12C亞麻酸18:3D9C,12C,15C花生四烯酸20:4D5C,8C,11C,14C二十五碳五烯酸20:5D5C,8C,11C,14C,17C

亞油酸（ω－6PUFA）→γ亞麻酸→花生四烯酸α－亞麻酸（ω－3PUFA）→二十碳五烯酸（EPA）、二十二碳六烯酸（DHA）第十四頁，共六十六頁，2022年，8月28日第十五頁，共六十六頁，2022年，8月28日5.3磷脂生物膜的主要成分甘油磷脂（第一大類膜脂）鞘磷脂（第二大類膜脂）鞘磷脂、鞘糖脂第十六頁，共六十六頁，2022年，8月28日5.3.1甘油磷脂甘油的兩個(gè)醇羥基與脂肪酸成酯，第三個(gè)醇羥基與磷酸成酯或磷酸再與其他含羥基的物質(zhì)（如膽堿、乙醇胺、絲氨酸等醇類衍生物）結(jié)合成酯

第十七頁，共六十六頁，2022年，8月28日非極性尾非極性尾極性頭第十八頁，共六十六頁，2022年，8月28日第十九頁，共六十六頁，2022年，8月28日5.3.1幾種重要的甘油磷脂磷脂酰膽堿（卵磷脂）與磷脂酰乙醇胺（腦磷脂）細(xì)胞膜中含量最豐富的脂類物質(zhì)。卵磷脂常是含不同脂肪酸（軟脂酸、硬脂酸、油酸、亞油酸、亞麻酸和花生四烯酸等）的磷脂酰膽堿的混合物膽堿的成分是一種季銨離子，堿性極強(qiáng)腦磷脂分子中的脂肪酸與卵磷脂相似磷脂酰肌醇、磷脂酰絲氨酸、縮醛磷脂、二磷脂酰甘油（心磷脂）第二十頁，共六十六頁，2022年，8月28日第二十一頁，共六十六頁，2022年，8月28日5.4鞘脂類不含甘油而含鞘氨醇（sphingosine

）由一分子脂肪酸，一分子鞘氨醇或其衍生物，以及一分子極性頭基團(tuán)組成植物和動(dòng)物細(xì)胞膜的重要組分鞘磷脂類、腦苷脂類、神經(jīng)節(jié)苷脂類糖鞘脂第二十二頁，共六十六頁，2022年，8月28日X為磷酸膽堿稱為鞘磷脂（sphingmyelin）

X為糖基稱為鞘糖脂（glycosphingolipid）第二十三頁，共六十六頁，2022年，8月28日5.4.1鞘磷脂類兩性分子由磷脂酰膽堿、鞘氨醇和兩條長(zhǎng)的脂肪酸烴鏈構(gòu)成的疏水尾巴組成鞘氨醇（Sphingosine）第二十四頁，共六十六頁，2022年，8月28日神經(jīng)酰胺（Ceramide）第二十五頁，共六十六頁，2022年，8月28日神經(jīng)酰胺磷酸膽堿第二十六頁，共六十六頁，2022年，8月28日第二十七頁，共六十六頁，2022年，8月28日5.4.2腦苷脂類含1個(gè)糖殘基的糖鞘脂神經(jīng)酰胺的C1上的羥基與單糖分子以糖苷鍵結(jié)合糖基不含唾液酸或硫酸屬中性鞘糖脂第二十八頁，共六十六頁，2022年，8月28日第二十九頁，共六十六頁，2022年，8月28日5.4.3神經(jīng)節(jié)苷脂糖基部分含有唾液酸的鞘糖脂神經(jīng)酰胺與結(jié)構(gòu)復(fù)雜的寡糖結(jié)合而成糖基含硫酸的稱為硫酸鞘糖脂（硫苷脂）屬酸性鞘糖脂第三十頁，共六十六頁，2022年，8月28日第三十一頁，共六十六頁，2022年，8月28日5.5類固醇環(huán)戊烷多氫菲的衍生物，由于含有醇基故命名為類固醇不含脂肪酸游離型及固醇脂兩種形式性質(zhì)由固醇骨架的取代基團(tuán)以及碳－碳鏈間飽和或不飽和的程度所決定第三十二頁，共六十六頁，2022年，8月28日環(huán)戊烷菲環(huán)戊烷多氫菲＋＝甾核＝角甲基＋環(huán)戊烷多氫菲角甲基第三十三頁，共六十六頁，2022年，8月28日膽固醇是血漿蛋白及其細(xì)胞膜的重要組分，由于其既疏水又親水，所以屬于兩性分子。在相變溫度以上時(shí)，降低膜的流動(dòng)性，在相變溫度以下時(shí)，保持了膜的流動(dòng)性。第三十四頁，共六十六頁，2022年，8月28日C3核有一β取向的羥基，C17上有烴鏈第三十五頁，共六十六頁，2022年，8月28日第三十六頁，共六十六頁，2022年，8月28日雄性激素維生素D可的松膽固醇第三十七頁，共六十六頁，2022年，8月28日7-去氫膽固醇膽鈣化醇（維生素D3）1,25-二羥膽鈣化醇（1,25-二羥基維生素D3）第三十八頁，共六十六頁，2022年，8月28日5.6生物膜第三十九頁，共六十六頁，2022年，8月28日5.6.1細(xì)胞中的膜系統(tǒng)細(xì)胞具有包被細(xì)胞的質(zhì)膜，細(xì)胞器也有質(zhì)膜，甚至在細(xì)菌、病毒的外面也有質(zhì)膜電鏡下表現(xiàn)出大體相同的形態(tài)、厚度6~9nm左右的3片層結(jié)構(gòu)生物膜：細(xì)胞膜（質(zhì)膜）和各種內(nèi)膜系統(tǒng)第四十頁，共六十六頁，2022年，8月28日動(dòng)物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)第四十一頁，共六十六頁，2022年，8月28日5.6.2膜的化學(xué)組成化學(xué)組成：脂類、蛋白質(zhì)、糖和金屬離子，以及水分（占15.20%）生物膜的種類不同，膜的組分也有很大的差異，功能越復(fù)雜，蛋白質(zhì)的比例越大第四十二頁，共六十六頁，2022年，8月28日錨定膜蛋白內(nèi)嵌蛋白糖脂膽固醇卵磷脂第四十三頁，共六十六頁，2022年，8月28日（1）膜脂構(gòu)成生物膜最基本的結(jié)構(gòu)物質(zhì)，包括磷脂、糖脂、固醇和其他脂類等，其中以磷脂為主要成分。磷脂：主要為甘油磷酸二酯，分子具有親水的頭部和疏水的尾部，在膜的結(jié)構(gòu)和功能的調(diào)節(jié)上有重要的作用

糖脂：動(dòng)物細(xì)胞質(zhì)膜幾乎都含有，含量約占外層膜脂的5%，大多都是鞘氨醇的衍生物親水基疏水基第四十四頁，共六十六頁，2022年，8月28日固醇：高等植物主要為谷固醇和豆固醇，動(dòng)物細(xì)胞膜的固醇多為膽固醇

膽固醇：分子具有兩親性特點(diǎn)，具有調(diào)節(jié)膜的流動(dòng)性，增加膜的穩(wěn)定性以及降低水溶性韌質(zhì)的通透性等作用第四十五頁，共六十六頁，2022年，8月28日（2）膜脂的多態(tài)性

當(dāng)磷脂分散于水相時(shí)，可形成脂質(zhì)體脂質(zhì)體：當(dāng)磷脂分散于水相時(shí)，分子的疏水尾部趨向于聚在一起，避開水相，而親水頭部暴露在水相，形成具有雙分子層的封閉囊泡第四十六頁，共六十六頁，2022年，8月28日（3）膜蛋白

分為膜周邊蛋白和膜內(nèi)在蛋白兩種。膜周邊蛋白：約占膜蛋白的20~30%，分布于雙層脂膜的外表層，通過靜電引力或范德華力與膜結(jié)合，與膜的結(jié)合比較疏松，容易分離出來，能溶于水

膜內(nèi)在蛋白：約占膜蛋白的70~80%，部分或全部嵌在雙層脂膜的疏水層中，不溶于水，靠疏水鍵與膜脂相結(jié)合，而且不容易分離，主要以-螺旋和-折疊形式存在，以-螺旋普遍第四十七頁，共六十六頁，2022年，8月28日跨膜蛋白第四十八頁，共六十六頁，2022年，8月28日臨界膠束濃度第四十九頁，共六十六頁，2022年，8月28日（3）膜糖類以糖蛋白（多）和糖脂（少）的形式存在，一般占質(zhì)膜總量的2～10%；在膜上的分布是不對(duì)稱的，大多處于細(xì)胞膜的外側(cè)；在信息傳遞和相互識(shí)別方面具有重要作用。第五十頁，共六十六頁，2022年，8月28日第五十一頁，共六十六頁，2022年，8月28日5.6.3生物膜的結(jié)構(gòu)一種超分子復(fù)合體，脂質(zhì)雙分子層是所有生物膜共有的結(jié)構(gòu)特征不對(duì)稱性流動(dòng)性第五十二頁，共六十六頁，2022年，8月28日（1）不對(duì)稱性：不同的膜脂在脂質(zhì)雙層呈不對(duì)稱分布，膜蛋白或鑲嵌在膜上或結(jié)合在膜的表面，膜上的寡糖鏈總是指向膜的胞外一側(cè)

不對(duì)稱性賦予了膜的作用具有方向性第五十三頁，共六十六頁，2022年，8月28日（2）流動(dòng)性：指膜脂和膜蛋白所作的各種形式的運(yùn)動(dòng)，主要由磷脂分子決定；隨溫度變化，脂質(zhì)雙層呈液晶態(tài)或凝膠態(tài)；相變溫度與膜上脂肪酸烴鏈的長(zhǎng)度和飽和程度有關(guān)凝膠態(tài)液晶態(tài)膜脂的相變第五十四頁，共六十六頁，2022年，8月28日側(cè)向移動(dòng)翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)擺動(dòng)全反式-偏轉(zhuǎn)構(gòu)型異構(gòu)化運(yùn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)膜脂的幾種方式第五十五頁，共六十六頁，2022年，8月28日相變側(cè)向運(yùn)動(dòng)翻轉(zhuǎn)膜蛋白的側(cè)向擴(kuò)散膜蛋白的旋轉(zhuǎn)擴(kuò)散--圍繞與膜平面相垂直的軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)第五十六頁，共六十六頁，2022年，8月28日小鼠人細(xì)胞融合綠光膜蛋白抗體紅光膜蛋白抗體第五十七頁，共六十六頁，2022年，8月28日37℃溫育42min第五十八頁，共六十六頁，2022年，8月28日（3）流動(dòng)鑲嵌模型①脂雙層模型1899年Overton，1925年Gorter與Grend