天津大学生物化学03第三章课件《脂类与生物膜》

第三章 脂类和生物膜 第一节 脂类 第二节 生物膜 go www.biodisco 第一节 脂类1 脂 类 单 脂 复 脂 脂肪 甘油 脂肪酸 磷脂 糖脂 固醇类 脑苷磷脂 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 www.biodisco 第一节 脂类2 一、脂肪 二、磷脂 三、固醇类 www.biodisco 一、脂肪 1.结构： 2.性质： www.biodisco 1.结构1 中性脂肪或甘油三脂是一分子甘油和三分 子脂肪酸结合而成。 脂肪酸又分为饱和脂肪酸(碳链完全为H所 饱和),即不含双键,如软脂酸、硬脂酸;不饱 和脂肪酸(碳链含有不饱和的双键),如油酸 （一个双键）、亚油酸（两个双键）、花生 四烯酸（含四个双键 ）。 www.biodisco 脂肪 酸1 脂肪 酸2 1.结构2（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 www.biodisco 1.结构3（甘油三酯的结构通式） www.biodisco 1.结构4（组成常见油脂的重要脂肪酸1） 必需脂 肪酸 软脂酸（十六烷酸） 1.结构4（组成常见油脂的重要脂肪酸2） 硬脂酸（十八烷酸） 1.结构4（组成常见油脂的重要脂肪酸3） 油酸（十八烯酸） 1.结构4（组成常见油脂的重要脂肪酸4） 2.性质1（总） （1）溶解性 （2）皂化作用 （3）乳化作用 （4）自动氧化 www.biodisco 2.性质2（ （1）溶解性） 三酰甘油不溶于水,可溶于乙醚、 丙酮、氯仿等非极性溶剂。二酰甘油因 有游离羟基，可成微粒或微团。 www.biodisco 2.性质2（ （2）皂化作用） C3H5(OCOR)3+3H203RCOOH+C3H5(OH)3 脂肪 脂肪酸 甘油 RCOOH+NaOHRCOONa+H20 脂肪酸 肥皂 www.biodisco 2.性质1（ （3）乳化作用） 油脂虽然不溶于水，但在乳化剂的 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，叫乳化作 用。日常生活中肥皂去污就是典型的乳 化作用。 www.biodisco 2.性质1（ （4）自动氧化） 油脂在空气中暴露过久，就会产 生一种难闻的气味，这种现象为油脂 的酸败。酸败的化学本质一方面是油 脂中不饱和脂肪酸的双链在空气中氧 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 等衍生物。 www.biodisco 二、磷脂1 1概念：是指分子中含磷酸的复合脂。 2分类： （1）甘油磷脂 （2）鞘氨醇磷脂 www.biodisco 2分类1( (1)甘油磷脂) 形成：甘油的第三个羟基被磷酸所酯化，其 他两个被脂肪酸酯化。 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。 举例: 磷脂酰胆硷（卵磷脂）、磷脂酰乙醇 胺（脑磷脂）。 www.biodisco （1）甘油磷脂1 X X 极性头 易溶于水 非极性尾不 易溶于水 www.biodisco （1）甘油磷脂3（卵磷脂磷脂酰胆碱1 ） CH 2O C CH CH 2O OC R 1 R 2 O O PO OH O X X前体为胆碱： HO-CHHO-CH 2 2 CHCH 2 2N N + + (CH(CH 3 3 ) ) 3 3 即即X= CH CH 2 2 CHCH 2 2N N + + (CH(CH 3 3 ) ) 3 3 （1）甘油磷脂4（脑磷脂磷脂酰乙醇胺 ） X前体为胆胺 ： HO-CH2CH2-NH3+ 即即X= CH2CH2-NH3+ CH 2O C CH CH 2O OC R 1 R 2 O O PO OH O X （1）甘油磷脂3（卵磷脂磷脂酰胆碱2） （1）甘油磷脂2（组成的生物膜1） 微团 （1）甘油磷脂2（组成的生物膜2） 脂质体 （1）甘油磷脂2（组成的生物膜3） 双分子层 (2)鞘氨醇磷脂1 作用：植物和动物细胞膜的重要组分。 分布：在神经组织和脑内含量较高。 特点：鞘脂类也具有一个极性头和两个 非极性尾，但不含有甘油。它们是由一分 子脂肪酸、一分子鞘氨醇或其衍生物以及 一分子极性头醇组成。 www.biodisco (2)鞘氨醇磷脂2 代表物： （1）鞘磷脂类：这类鞘脂类最简单，但在 高等动物组织中含量最丰富。它们的极性 头是磷酰胆碱或磷酰乙醇胺。 （2）脑苷脂类：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 糖作为极性头基因，存在于脑细胞膜中。 www.biodisco （2）鞘氨醇磷脂3（神经鞘磷脂 ） 鞘氨醇 磷酰胆碱 （2）鞘氨醇磷脂4（脑苷脂） 鞘氨醇 葡萄糖脑苷 www.biodisco 三、固醇类1 1.结构：环戊烷多氢菲的衍生物。 2.特点：两性分子。 3.举例：胆固醇、胆酸、麦角固醇等。 www.biodisco 三、固醇类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 www.biodisco 三、固醇类3（胆固醇1） www.biodisco 三、固醇类3（胆固醇2） 极性头 非极性尾 www.biodisco 三、固醇类4（类型） 雄性激素 皮质激素 （可的松 ） 维生素D 胆固醇 www.biodisco 第二节 生物膜 一、膜的化学组成 二、膜的结构 三、膜的功能 www.biodisco 线粒体 细胞核 细 胞 膜 动物细胞 细胞膜 叶绿体膜 线粒体膜 液泡膜 核膜 植物细胞 www.biodisco 叶绿体 www.biodisco 线粒体 www.biodisco 细胞核 www.biodisco 一、膜的化学组成 1膜脂 2膜蛋白 3膜糖类 www.biodisco 1膜脂 生物膜的脂类主要包括磷脂、固 醇及其他脂类。其中包括磷脂酰胆碱 、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰丝氨酸、磷 脂酰肌醇以及神经鞘磷脂等。 www.biodisco 2膜蛋白1（分类） （1）外周蛋白：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。 （2）内嵌蛋白：水不溶性，分布在 磷脂的脂双分子层中，有时横跨全膜 或者以多酶复合物形式由内嵌蛋白和 外周蛋白的结合，或者以疏水和亲水 两部分分别与磷脂的疏水和亲水两部 分结合。 www.biodisco 2膜蛋白2（作用） 膜蛋白对物质代谢（酶蛋白） 、物质传送、细胞运动、信息的接 受与传递、支持与保护均有重要含 义。 www.biodisco 3膜糖类 主要是以糖蛋白和糖脂的形式存在 。在细胞质膜表面分布较多，一般占 质膜总量的210%左右。 与膜蛋白质和膜脂结合的糖类主要 有中性糖、氨基糖和唾液酸。 糖蛋白和糖脂与细胞的抗原结构、 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。 www.biodisco 二膜的结构1 1.主体是极性的脂质双分子层。 2.脂质双分子具有流动性。 3.内嵌蛋白可“溶解”于双分子层的中 心疏水部分中。 4.外周蛋白可与脂质双分子层的极性 头部连接。 5.脂质分子间或蛋白质与脂质间无共 价结合。 6.膜蛋白移动。 流体镶嵌模型的特点： www.biodisco 二膜的结构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）、鞘脂 www.biodisco 二膜的结构3（示例2） www.biodisco 二膜的结构3（示例1） www.biodisco 三、膜的功能1（总） 1参加酶反应 2传递物质、离子 3构成跨膜电位差 4识别某些分子信号 www.biodisco 三、膜的功能2 （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。 膜使功能出现分化，如： 核膜形成核孔 线粒体内膜面积扩大 三、膜的功能2 （1参加酶反应2） 三、膜的功能2 （2传递物质1） 双层脂质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。 槽蛋白 非脂溶性物质（营养物、废物、神经递质、激素）由槽蛋 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 三、膜的功能2 （2传递物质2） 三、膜的功能2 （2传递物质3） 三、膜的功能2 （构成跨膜电位差） 细胞膜含有荷电的表面基团，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。细胞膜还具 有自我封闭特点，细胞若被刺破或机 械损伤，细胞膜可以迅速自动封闭。 三、膜的功能2 （3识别信号分子1） 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