生物化学5脂质和生物膜.ppt

1掌握三酰甘油的组成和结构、磷脂的结构特点 及其与功能的关系； 2熟悉生物膜的结构模型及功能； 3了解脂类的含义、类别及其生物学意义。 教学目标 教学重点 脂肪和磷脂的结构、生物膜的基 本概念、化学组成、生物膜的结 构模型及生理功能。 教学难点 生物膜的结构模型 前言 脂质的定义 脂质的生物学意义 脂质的类别 5.1 三酰甘油 5.1.1 三酰甘油的结构 5.1.2 三酰甘油的性质 5.2 脂肪酸 5.2.1 天然脂肪酸的结构特点 5.2.2脂肪酸的种类 思考与练习 教学纲要 5.3 5.3 磷脂磷脂 5.4 5.4 鞘脂类鞘脂类 5.5 5.5 类固醇类固醇 5.6 5.6 生物膜生物膜 5.6.1 5.6.1 细胞中的膜系统细胞中的膜系统 5.6.2 5.6.2 生物膜化学组成生物膜化学组成 5.6.3 5.6.3 生物膜的结构生物膜的结构 5.6.4 5.6.4 生物膜的功能生物膜的功能 前 言 脂质的定义 凡是水不溶性的、而溶于非极性有机溶剂， 基本成分含有醇与脂肪酸的一类化合物统称为脂质类。 脂质的生物学意义 u 是生物体组织细胞的构成成分，主要用于构成细胞膜； u 氧化分解提供能量，具有体积小（因脂质几乎以无水的形式存在），热 价高（燃烧价是糖或蛋白质的两倍多）等特点，冬眠动物所用的能量主 要是由脂肪氧化产生的； u 具有润滑、防震、防寒（保温）等作用：高等动物皮下的结缔组织、大 网膜、内脏器官的系网膜可以避免器官之间的相互摩擦，震动时得以固 定而不受损伤；皮下堆积的脂肪层，能防止体温外散，所以有“胖人怕 热而不怕冷”的说法。 是某些活性物质的溶剂。活性物质是指生物体内含量少，但又起着极其 重要作用的物质，如VA、VD、VE、VK，还有激素等，它们要溶于脂 类物质后才有利于吸收和代谢。 脂质的类别 按其化学组成的不同可分为两大类： 单脂由高级脂肪酸和醇构成。其中甘油三酯通称为油 脂也叫脂肪，而高级醇的脂肪酸酯称为蜡。 复脂（类脂）除了高级脂肪酸和醇以外，还含有其他 成分的脂，包括磷脂、糖脂和固醇等。 按其功能的不同也可分为两大类： 储存脂质作为机体能量来源的脂质，游离存在皮下、 器官之间或种子和果实中，含量不稳定（可变脂），这类 脂一般属于油脂； 结构脂质作为组织成分的脂质，含量比较稳定（基本 脂），这类脂一般属于类脂。 前 言 CH2OH CHOH CH2OH O R-C-OH CH2O-CO-R CHOH CH2OH CH2O-CO-R1 CHO-CO-R2 CH2OH CH2O-CO-R1 CHO-CO-R2 CH2O-COR3 甘油(丙三醇) 脂肪酸 单脂酰甘油二脂酰甘油三脂酰甘油 5.1 三酰甘油 5.1.1 三酰甘油的结构 三酰甘油也称油脂， 动物油脂称脂肪（Fats), 植物油脂称油（Oils） 5.1 三酰甘油 5.1.2 三酰甘油的理化性质 一般物理性质：无色、无臭、无味，不溶于水而溶于非极性有机溶 剂，无明确熔点，常温下呈液态或固态，有油脂之称。 重要化学性质： 水解与皂化：催化剂、水解产物、皂化反应、皂化值 氢化与卤化：加氢硬化、加碘卤化、碘值 氧化与酸败：变蛤、酸值 5.2 脂肪酸 5.2.1 脂肪酸的结构特点 1. 脂肪酸碳链长12-20个碳，其中最常见为C16，C18 2. 动物饱和脂肪酸较多，植物不饱和脂肪酸较多 3. 不饱和脂肪酸双键大多数为顺式 RCH2 C C HH (CH2)7COOH 4. 多不饱和脂肪酸双键不共轭(1-3个双键从C9开始 4个以上从C5开始) CH2 C C H H (CH2)7COOH RCH2 C C H H 9,12 饱和脂肪酸：软脂酸（16C）、硬脂酸（18C）。 不饱和脂肪酸 油酸（含1个双键） 亚油酸（含2个双键） 亚麻酸（含3个双键） 花生四烯酸（含4个双键） 维持人和动物生长所需的，体内又不能合成 因而必需从食物中来的不饱和脂肪酸（包括 亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸等）。 必需脂肪酸： 天然存在的主要脂肪酸 5.2 脂肪酸 5.2.2 脂肪酸的种类 CH2OCOR1 R2OCOCH CH2O PO O- O X 非极性尾 极性头 磷脂在水相中自发形成脂质双分子层。 5.3 磷脂 5.3.1 甘油磷脂 非极性尾 头部尾部 两性分子 5.3 磷脂 5.3.2 几种重要的甘油磷脂 名称分布X 磷脂酰胆碱 卵磷脂 卵黄最多，动物各组织 胆碱 磷脂酰乙醇胺 脑磷脂 与卵磷脂并存 乙醇胺 磷脂酰丝氨酸 丝氨酸磷脂 动物各组织 丝氨酸 磷脂酰肌醇 肌醇磷脂 动植微，动脑肝肺 肌醇 缩醛磷脂 动脑心，某些细菌 乙醇胺 神经鞘磷脂 动神经血肺脾 胆碱 5.3 磷脂 5.3.2 几种重要的甘油磷脂 由1分子脂肪酸，1分子鞘氨醇或其衍生物，以及1分 子极性头基团组成。 鞘脂类 鞘磷脂类 脑苷脂类（糖鞘脂） 神经节苷脂类 5.4 鞘脂类 5.5 类固醇 以环戊烷多氢 菲为核心结构的 环状醇。包括动 物固醇、植物固 醇和微生物固醇 。如7-脱氢胆固 醇（VD3原），麦 角固醇（VD2原） AB C D 1 5 7 10 1317 14 R1 R2 R3 甾字 (-C10,13,17三个取代基 环戊烷多氢菲结构 HO 含醇类 田-四个环 胆固醇 (胆甾醇) 名称分布功能 动物血液,脂肪, 脑及神经 B环开环 转化为D3 麦角固醇 酵母，植物中 B环开环转化为D2 胆酸 动物胆汁 脂肪乳化剂 甾体激素 动物 性激素， 调节糖，盐代谢 肾上腺皮质激素 性腺分泌 强心苷 植物玄参科 医药强心剂 或百合科 剧毒 皂角苷 植物薯蓣科 医药制剂 化工原料 蟾毒 动物蟾科 强心剂，剧毒 类固醇的种类 n 所有的细胞都以一层薄膜将它的内含物与外界环 境分开。 另外，大多数细胞中还含有许多内膜系统，组成 具有各种特定功能的亚细胞结构和细胞器。例如 ，线粒体、细胞核、内质网、溶酶体和叶绿体等 。 细胞膜以及各种细胞器的外膜通称为生物膜。电 镜下表现出大体相同的形态、厚度69nm左右的3 片层结构。 5.6 生物膜 5.6.1 细胞中的膜系统 1.膜脂：主要是磷脂、固醇和糖脂。当磷脂分散于 水相时，可形成脂质体。 2.膜蛋白：以糖蛋白为主，脂蛋白次之。分外周蛋 白和内在蛋白（整合蛋白）。 3.膜糖类 4.水和金属离子 5.6 生物膜 5.6.2 生物膜的化学组成 生物膜的化学组成，因膜的种类不同而有很大的差别。 详见P 132表5-3 双层脂分子构成（E. Gorter, F.Grendel, 1925) 三明治式结构模型(H.Davson, J.F.Danielli, 1935) 单位膜模型(J.D.Robertson, 1959) 流动镶嵌模型(S.J.Singer, G.Nicolson, 1972) 5.6 生物膜 5.6.3 生物膜的结构 生物膜是以磷脂、胆固醇和糖脂为主构成的双层脂膜 膜结构的流动镶嵌模型 膜结构的流动镶嵌模型 膜的流动镶嵌模型结构要点 1.膜结构的连续主体是极性的脂质双分子层。 2.脂质双分子层具有流动性。 3.内嵌蛋白“溶解”于脂质双分子层的中心疏水部分。 4.外周蛋白与脂质双分子层的极性头部连接。 5.双分子层中的脂质分子之间或蛋白质组分与脂质之间 无共价结合。 6.膜蛋白可作横向运动。 5.6 生物膜 5.6.3 生物膜的结构 5.6 生物膜 5.6.4 生物膜的功能 1.保护功能 2.转运功能 3.能