1、第四章 脂類(lèi),主要內(nèi)容 第一節(jié) 概述（Introduction） 第二節(jié) 單純脂類(lèi) 第三節(jié) 復(fù)合脂類(lèi) 第四節(jié) 衍生脂類(lèi) 第五節(jié) 生物膜,第一節(jié) 脂類(lèi)概述 一、脂類(lèi)的概念 脂類(lèi)是生物體中所有能夠溶于有機(jī)溶劑的多種化合物的總稱(chēng)。 它們的共同特性 1) 不溶于水、易溶于乙醚、氯仿、苯等非極性溶劑。 2) 是脂肪酸與醇所組成的酯類(lèi)。,二、脂類(lèi)具有重要的生物功能 (1)是構(gòu)成細(xì)胞膜的重要物質(zhì)。 (2) 脂類(lèi)中的油脂是機(jī)體代謝所需燃料的儲(chǔ)存形式和運(yùn)輸形式(9.3kcal/g)。 (3) 脂類(lèi)物質(zhì)也可以為動(dòng)物機(jī)體提供溶于其中的脂溶性維生素和必需脂肪酸。 (4) 在機(jī)體表面的脂類(lèi)物質(zhì)有防止機(jī)體損傷與防止熱量散

2、發(fā)等保護(hù)作用。 (5) 脂類(lèi)作為細(xì)胞的表面物質(zhì)，與細(xì)胞識(shí)別、種特異性和組織免疫等密切相關(guān)。,脂類(lèi),單純脂類(lèi),復(fù)合脂類(lèi),衍生脂類(lèi),酰基甘油酯,蠟,磷脂,糖脂、硫脂,萜 類(lèi),固醇類(lèi),含有脂肪酸,不含脂肪酸,三、脂類(lèi)的分類(lèi),（可皂化脂類(lèi)）,（不可皂化脂類(lèi)）,其他脂類(lèi):維生素A、D、E、K等,單純脂類(lèi),由脂肪酸和醇類(lèi)所形成的酯,脂酰甘油酯（最豐富的為甘油三酯) 蠟（16-16C以上的長(zhǎng)鏈脂肪酸和16-30C的一元醇或固醇）,甘 油 三 酯,復(fù)合脂類(lèi),單純脂類(lèi)的衍生物：除了含有脂肪酸和 醇外，還含有非脂分子的成分，包括：,磷脂（磷酸和含氮堿） 糖脂（糖） 硫脂（硫酸）,衍生脂類(lèi)：由單純脂類(lèi)或復(fù)合脂類(lèi)衍生

3、而來(lái)或與它們關(guān)系密切。,萜類(lèi)(異戊二烯脂類(lèi)) ：視黃醛、葉綠醇、胡蘿卜素 固醇類(lèi)：膽固醇、麥角固醇,可皂化脂類(lèi)：一類(lèi)能被堿水解而產(chǎn)生皂（脂肪酸鹽）的稱(chēng)為可皂化脂類(lèi)。 不可皂化脂類(lèi)：不能被堿水解而產(chǎn)生皂（脂肪酸鹽）的稱(chēng)為不可皂化脂類(lèi)。主要有不含脂肪酸的萜類(lèi)和固醇類(lèi),一、三酰甘油,1分子甘油和3分子脂肪酸結(jié)合成的酯，亦稱(chēng)脂肪。 二酰甘油； 單酰甘油；,第二節(jié) 單純脂類(lèi),脂肪酸（Fatty acids）,碳鏈為4-36碳的碳?xì)浠衔锏聂人幔@些碳鏈在一些脂肪酸中為飽和的不分支脂肪酸，而其他的則含有一個(gè)或多個(gè)雙鍵，也有一些含有三碳的環(huán)或含有羥基。 其中的亞油酸（Linoleic acid）、亞麻酸（L

4、inolenic acid）和花生四烯酸（Arachidonic acid）為人體必需脂肪酸（Essential fatty acids）。,自然界一些常見(jiàn)的脂肪酸,月桂酸,花生酸,豆蔻酸,棕櫚油酸,1、EPA(eicosapentaenoic acid)，二十碳五烯酸（5，8，11，14，17）存在于魚(yú)油中；2、DHA(docosahexenoic acid)，二十二碳六烯酸（4，7，10，13，16，19），存在于魚(yú)油中。3、單不飽和脂肪酸的雙鍵也是有規(guī)律的，多在C9-C10，其他雙鍵通常在12和15，多不飽和脂肪酸的雙鍵幾乎從不相連接。,活性脂肪酸,脂肪酸組裝為穩(wěn)定聚集體,（一）甘油脂種

5、類(lèi)：,1、按脂肪酸種類(lèi)分： 飽和脂肪酸構(gòu)成的酯； 如：軟脂酸(16C)、 硬脂酸(18C)。 不飽和脂肪酸構(gòu)成的酯； 如：油酸、亞油酸。,2、按熔點(diǎn)分：,常溫下為固態(tài)脂；如：動(dòng)物脂肪。 常溫下為液態(tài)油；如：大多數(shù)植物油。,3、按脂肪酸組成分：,單純甘油酯(simple glycerides)： 甘油酯中脂肪酸為同一脂肪酸。 混合甘油酯（mixed glycerides）： 脂肪酸有兩種或兩種以上。,（二）性質(zhì)：,1、水解和皂化：,甘油三酯的酯鍵對(duì)酸堿敏感，可被水解，脂肪在KOH或NaOH條件下加熱，可產(chǎn)生甘油和脂肪酸的鈉或鉀鹽，這種鹽被稱(chēng)為皂。皂化1g甘油三酯所需KOH的mg數(shù)為皂化值，從皂化

6、值的數(shù)量可略知混合脂肪酸或混合脂肪的平均相對(duì)分子量，平均相對(duì)分子量=3561000/皂化值。 肥皂的作用是通過(guò)形成微小聚積物（膠粒）而溶解或分散水不溶性物質(zhì)而達(dá)到去污的目的。,脂肪長(zhǎng)期暴露于潮濕悶熱的空氣中，受到空氣的作用，游離脂肪酸被氧化、斷裂生成醛、酮及低分子量脂肪酸，產(chǎn)生難聞的惡臭味，稱(chēng)之酸敗。中和1g油脂中游離脂肪酸所消耗KOH的mg數(shù)稱(chēng)為酸值，可表示酸敗的程度。,2、酸敗作用：,3、氫化和鹵化：,氫化：Ni作用下，甘油酯中的不飽和雙鍵可以與H2發(fā)生加成反應(yīng)，油脂被飽和，液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)，可防止酸敗。,鹵化：油脂中不飽和雙鍵與鹵素發(fā)生加成反應(yīng)，生產(chǎn)鹵代脂肪酸，稱(chēng)鹵化作用。100g油脂所能吸

7、收的碘的克數(shù)碘值，可以用來(lái)判斷油脂中不飽和雙鍵的多少。,4、乙酰化作用,油脂中含-OH的脂肪酸可與乙酸酐或其他?；瘎┳饔眯纬上鄳?yīng)的酯，稱(chēng)乙?；饔谩?g乙?；挠椭纸獬龅囊宜嵊肒OH中和時(shí)所需KOH的mg數(shù)即為乙酰化值。以乙酰值大小，即可推知樣品含羥基的大小。,單純脂類(lèi),蠟（Waxes）-貯存能量及防水外被,生物體的蠟由長(zhǎng)鏈的飽和及不飽和脂肪酸(14-16C)與長(zhǎng)鏈的醇（16-30C）形成的酯，蜂蠟的主要成分。 蠟的熔點(diǎn)為60-80C，較甘油酯的為高。 蠟因其防水性和堅(jiān)硬度有廣泛應(yīng)用，脊椎動(dòng)物一些皮腺分泌的蠟質(zhì)保護(hù)它們的毛發(fā)和皮膚以保持它們的柔順、潤(rùn)滑及防水；鳥(niǎo)類(lèi)尤其水鳥(niǎo)由口腺分泌蠟質(zhì)而使它

8、們的羽毛不透水；一些熱帶植物被一層蠟質(zhì)包裹以抵抗寄生物和水分的過(guò)分蒸騰。 生物的蠟有一定的藥學(xué)、化妝品及其他工業(yè)用途，如用于洗滌劑、油膏及擦光劑等。,生物蠟,一、磷脂,(一) 甘油磷脂類(lèi) 組成： 磷酸化的頭部 + 三碳的甘油骨架 + 兩條脂肪酸鏈?zhǔn)巧锬さ闹饕?組分。,第三節(jié) 復(fù)合脂類(lèi),結(jié)構(gòu)：,重要的磷脂： 磷脂酰膽堿 卵磷脂 磷脂酰乙醇胺 腦磷脂 磷脂酰絲氨酸 磷脂酰肌醇 心磷脂,性質(zhì)：,1）脂溶性； 2）分子中不飽和脂肪酸易氧化； 3）一定條件下，磷脂可轉(zhuǎn)化 4)雙親性,（二）鞘磷脂（鞘氨醇磷脂）,鞘磷脂的基本骨架是 鞘氨醇： 十八碳二元醇。 神經(jīng)酰胺： 鞘氨醇+脂肪酸,鞘磷脂的組成,磷酸

9、化的頭部 （膽堿或乙醇 胺），碳?xì)滏?一條來(lái)自鞘氨 醇、另一條來(lái) 源于脂肪酸。,鞘脂類(lèi)是膜脂的第二大類(lèi)脂，也有一個(gè)極性的頭和2個(gè)疏水的尾，但分子中不含甘油。由一分子長(zhǎng)鏈的氨基二醇（鞘氨醇，十八碳烯氨基二醇）或其一個(gè)分子的衍生物、一分子長(zhǎng)鏈脂肪酸和一分子極性的乙醇頭部組成，有時(shí)在極性的頭部為磷酸以酯鍵相連。 鞘氨醇分子的C1、C2、C3帶有功能基團(tuán)-OH、-NH2、-OH，與甘油磷脂中甘油的三個(gè)羥基在結(jié)構(gòu)上相似，當(dāng)脂肪酸與鞘氨醇的-NH2以酰胺鍵相連產(chǎn)生的物質(zhì)為N-脂酰鞘氨醇神經(jīng)酰胺(ceramide)，與甘油二酯的結(jié)構(gòu)相似，神經(jīng)酰胺是鞘脂類(lèi)化合物的結(jié)構(gòu)單位（共同前體）。,兩性脂質(zhì)的聚集體,甘油

10、磷脂、鞘脂類(lèi)及固醇都不溶于水，把它們與水混合時(shí)，這些具有親水基團(tuán)的脂分子從水相環(huán)境聚合（集）成微小的脂分子聚積物成為獨(dú)立的相。脂質(zhì)分子的聚積物包括有相互作用的疏水部分和與周?chē)佑|的親水部分，脂質(zhì)聚積物減少了暴露于水的疏水部分并使水相表面達(dá)最小，可形成三種聚積物：微團(tuán)(micelles)、雙分子層(bilayer)、脂質(zhì)體(liposome)。,二、脂蛋白,是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)的結(jié)合物，結(jié)合方式尚不清楚。 1、細(xì)胞脂蛋白 生物膜是脂蛋白的重要所在地。線粒體和微粒體。 2、血漿脂蛋白 運(yùn)輸脂類(lèi)的載體 乳糜微粒 極低密度脂蛋白 低密度脂蛋白 高密度脂蛋白 極高密度脂蛋白,一、萜類(lèi)：,為異戊二烯的衍生物。

11、 有：半萜：1個(gè)異戊二烯；單萜：2個(gè)異戊二烯；倍半萜：3個(gè)異戊二烯。 易聚合或雙鍵打開(kāi)。 種類(lèi)： 植物中芳香油類(lèi)：樟腦油、檸檬油等。,第四節(jié) 衍生脂類(lèi),異戊二烯類(lèi)化合物,香豆素,泛醌,質(zhì)體醌,多萜醇,二、類(lèi)固醇類(lèi),主要功能： 1）膜的組分； 2）作為激素起代謝調(diào)節(jié)作用； 3）作為乳化劑膽汁鹽的前體、幫助脂類(lèi)的消化吸收； 4）維生素的組分； 5）有抗炎作用；,環(huán)戊烷多氫菲為基本結(jié)構(gòu)：,1,2,3,4,6,5,7,8,9,10,11,12,13,14,15,17,16,膽固醇,睪酮雄性激素,雌激素,（一）膽固醇,（二）類(lèi)固醇類(lèi)激素：,類(lèi)固醇激素的主要種類(lèi)是雄性激素、雌性激素、腎上腺皮質(zhì)（adren

12、al cortex）激素、可的松（Cortisol）及醛甾酮（aldosterone），都含有完整的類(lèi)固醇母核。濃度低達(dá)10-9M，由某一特別組織產(chǎn)生，經(jīng)血液傳遞到靶組織，與受體蛋白高特異結(jié)合，引起基因表達(dá)及代謝的改變。,三、必需脂肪酸與前列腺素：,（一）必需脂肪酸： 亞油酸(18C)； 亞油酸衍生物：花生四烯酸(20C) 亞麻酸(18C) ；,必須脂肪酸： 生物體不能自身合成，必須由食物供給的脂肪酸，它包含兩個(gè)或多個(gè)雙鍵 。嚴(yán)格意義上講，必須脂肪酸為亞油酸和亞麻酸，但從廣義上講，生物體能合成 ，但合成量較少，還必須由食物補(bǔ)充的脂肪酸，也被認(rèn)為是必須脂肪酸，如AA、DHA、EPA等。如 果這些

13、脂肪酸缺乏，會(huì)引起生物體生理機(jī)能的紊亂，導(dǎo)致疾病發(fā)生。 非必須脂肪酸：生物體能自身合成，如生物體能自身合成 飽和脂肪酸和單不飽和脂肪酸 WHO推薦人類(lèi)膳食用油脂脂肪酸標(biāo)準(zhǔn)模式：飽和脂肪酸：?jiǎn)尾伙柡椭舅幔憾嗖伙柡椭舅?：1：1。其中，不飽和脂肪酸中的-6 脂肪酸與-3脂肪酸之比為4：1。,重要概念,1）影響膜的特性 必需脂肪酸作為機(jī)體組織細(xì)胞膜的重要組分，決定膜以及細(xì)胞接受信息的生物學(xué)特性。一些細(xì)胞通道如分泌、趨化性、信息傳遞和對(duì)微生物侵襲的敏感性也取決于膜的流動(dòng)性。 2）必需脂肪酸是類(lèi)二十烷的前體物 類(lèi)二十烷是由二十碳多不飽和脂肪酸衍生產(chǎn)生的物質(zhì)，主要有前列腺素、前列環(huán)素、凝血嗯烷、白三烯

14、等，這些物質(zhì)在體內(nèi)具有廣泛的生物學(xué)功能。 3）必需脂肪酸能維持皮膚及其他組織對(duì)水分的不通透性 必需脂肪酸不足時(shí)，水分迅速穿過(guò)皮膚。 4）必需脂肪酸有利于膽固醇的溶解和轉(zhuǎn)運(yùn) 膽固醇在體內(nèi)以酯的形式運(yùn)輸 ，含必需脂肪酸的膽固醇酯溶解性更好，更容易被運(yùn)輸，前列腺素(PGE1)能抑制膽固醇的生物合成和促進(jìn)膽固醇的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)。,必須脂肪酸的生物學(xué)功能,幾種油脂的主要脂肪酸組成,（二）前列腺素：,結(jié)構(gòu)相關(guān)的分子： 前列腺素、血栓素、白三烯。,前列腺素的功能：,1、誘發(fā)局部炎癥： 2、調(diào)節(jié)神經(jīng)細(xì)胞間的突觸傳遞； 3、可誘導(dǎo)睡眠。 阿司匹林不可逆抑制 前列腺素合酶,（一）膜功能：,物質(zhì)運(yùn)輸； 保護(hù)作用； 信息傳

15、遞； 細(xì)胞識(shí)別。,第五節(jié)生物膜,膜的生化特性,膜不僅僅是被動(dòng)的屏障，膜上含有一系列的特化蛋白質(zhì)啟動(dòng)或催化一定的分子事件；膜上的泵可以逆跨膜梯度移動(dòng)（運(yùn)送）特定的有機(jī)物和無(wú)機(jī)離子；能量轉(zhuǎn)化器可以把一種形式的能量轉(zhuǎn)化為另一種形式的能量；質(zhì)膜上的受體能夠感受胞外信號(hào)，并轉(zhuǎn)化為細(xì)胞內(nèi)的分子事件。,（二）膜組成與結(jié)構(gòu)：,甘油磷脂； 鞘脂； 膽固醇組成。 具兩親性、 不對(duì)稱(chēng)性、 流動(dòng)性。,1、膜脂主要由：,2、膜蛋白,1）膜內(nèi)在蛋白： 與脂雙層的疏水核心緊密相連；跨膜或不跨膜；在膜內(nèi)不對(duì)稱(chēng)分布。 內(nèi)在蛋白只能作旋轉(zhuǎn)和側(cè)向運(yùn)動(dòng)。 2）膜周邊蛋白： 分布在膜內(nèi)或外表面。 在膜內(nèi)表面，形成網(wǎng)狀 的細(xì)胞骨架。,3

16、、膜糖類(lèi)：,覆蓋在膜外表面，有些可連在脂質(zhì)上如鞘糖脂，也可連在膜蛋白的多肽鏈上。 功能: 起保護(hù)作用； 細(xì)胞間的識(shí)別； 維持膜的不對(duì)稱(chēng)。 硫酸腦苷脂,脂雙分子層是基本的結(jié)構(gòu),脂類(lèi)與水相共存時(shí)會(huì)迅速形成一種脂雙分子層結(jié)構(gòu)而避開(kāi)水的作用，生物膜的厚度（電鏡測(cè)定為5-8 nm）是由3 nm的脂雙分子層和蛋白的厚度決定的，所有證據(jù)都支持生物膜由脂雙分子層構(gòu)成。 膜脂對(duì)于脂雙分子層兩面是不對(duì)稱(chēng)的，但盡管不對(duì)稱(chēng)，也不象蛋白質(zhì)，脂的不對(duì)稱(chēng)不是絕對(duì)的。,膜脂在不斷地流動(dòng),雖然脂雙層結(jié)構(gòu)的本身是穩(wěn)定的，但單個(gè)的磷脂和固醇可在脂質(zhì)平面內(nèi)有很大的運(yùn)動(dòng)自由，它們的橫向運(yùn)動(dòng)很快，幾秒之內(nèi)單個(gè)脂分子就可環(huán)繞紅細(xì)胞的一周。

17、雙分子的內(nèi)部也是流動(dòng)的，脂肪酸的碳?xì)滏溈赏ㄟ^(guò)碳碳旋轉(zhuǎn)而不斷地運(yùn)動(dòng)。另外一種運(yùn)動(dòng)就是跨雙分子層運(yùn)動(dòng)，即flip-flop。 膜流動(dòng)的程度以來(lái)于脂的組成及溫度，低溫下的運(yùn)動(dòng)相對(duì)較少，脂雙分子層幾乎呈晶態(tài)（類(lèi)晶體、半晶體）排列；溫度升到一定高度時(shí)，運(yùn)動(dòng)增加，膜由晶態(tài)向液態(tài)轉(zhuǎn)變。流動(dòng)鑲嵌模型。,跨膜運(yùn)輸,所有生物細(xì)胞都要從環(huán)境獲得原材料為其生物合成和能量消耗，同時(shí)還需釋放其代謝物到環(huán)境中去。質(zhì)膜可以識(shí)別并允許細(xì)胞所需物如糖、氨基酸、無(wú)機(jī)離子等進(jìn)入細(xì)胞，有時(shí)這些成分進(jìn)入細(xì)胞是逆濃度梯度的，即它們是被“泵”入細(xì)胞的，同樣一些分子是被“泵”出細(xì)胞的。很少有例外小分子物質(zhì)的跨膜是直接通過(guò)蛋白的，而是通過(guò)跨膜的

18、通道（channels）、載體(carriers)或泵（pumps）。,有些外周膜蛋白共價(jià)泊錨在膜脂上,有些膜外周蛋白與膜脂有一個(gè)或多個(gè)共價(jià)結(jié)合位點(diǎn)，如長(zhǎng)鏈脂肪酸、或磷脂酰肌醇糖基化衍生物。連接的脂提供了一個(gè)疏水的錨以插入脂雙分子層。,被動(dòng)運(yùn)輸是由膜蛋白促進(jìn)的順濃度梯度的擴(kuò)散,生物體內(nèi)的簡(jiǎn)單擴(kuò)散，膜把胞內(nèi)和胞外環(huán)境所阻止，膜是一種選擇性通透屏障，要通過(guò)脂雙分子層，極性分子或帶電溶質(zhì)必需解除水化膜的水的作用，然后透過(guò)約3nm 的介質(zhì)（膜）。 水是一種例外，可很快透過(guò)生物膜，機(jī)制尚不清楚，膜兩側(cè)溶質(zhì)濃度差異大時(shí)，滲透壓的不平衡引起膜兩側(cè)水的流動(dòng)，直至兩側(cè)的滲透壓相等。 極性溶質(zhì)或離子的過(guò)膜運(yùn)輸由膜上的蛋白降低活化能而對(duì)特異的物質(zhì)提供過(guò)膜路徑而過(guò)膜的雙分子層，引起促進(jìn)擴(kuò)散。,主動(dòng)運(yùn)輸（Active Transport）引起物質(zhì)的逆濃度梯度運(yùn)輸,被動(dòng)運(yùn)輸總是順濃度梯度運(yùn)輸，不會(huì)引起物質(zhì)的積累，相反，主動(dòng)運(yùn)輸總是逆濃度梯度運(yùn)輸，引起物質(zhì)的積累。主動(dòng)運(yùn)