03脂质s.ppt

1 脂质Lipids 能量储存脂肪和油脂富含能量 highlyreduced 生物膜组分两性脂构建质膜脂双层 amphiphilic 机体防护脂肪层维持体温 蜡质保护体表等 代谢调节固醇类激素调节血压与平滑肌收缩等 细胞识别鞘糖脂糖链的信息作用等 生物学功能 泛指不溶 微溶于水而易溶于有机溶剂的各类生物分子 2 脂质主要类型及其相关性 磷脂 鞘糖脂 3 脂肪酸是碳氢化物的衍生物 三脂酰甘油是脂肪酸的甘油酯 三脂酰甘油具有储能及隔层等作用 很多食物都含有三脂酰甘油 蜡质可用作能源和防护 Polarbearsusetriacylglycerolstosurvivelongperiods 8m offasting 1 能量储存脂质 4 脂肪酸是通式为R COOH的单羧酸 天然脂肪酸约有100多种 主要区别为烃链长度 不饱和度以及双键的位置 大多数脂肪酸的pK值为4 0 5 0 生理pH下可离子化 但游离态的极少 脂肪酸是碳氢化物的衍生物 basicstructureoffattyacid FA 极性头 非极性尾 标准命名将羧基C指定为C1 其余的依次编号 普通命名中则将与羧基毗邻的C指定为C 其余类推 离羧基最远的末端C被特指为C 5 t11 1 软脂酸 硬脂酸 棕榈油酸 油酸 亚油酸 亚麻酸 花生四烯酸 最常见的多为具有偶数C 链长12 24C的直链脂肪酸 cf Tab 7 1 6 脂肪酸的双键特点 单不饱和脂肪酸多在 9 多不饱和脂肪酸一般在 12 15添加 多不饱和脂肪酸的双键几乎都是非共轭的 通常为 CH CH CH2 CH CH 自然存在的不饱和脂肪酸的双键大多为顺式构型 cisdoublebond transdoublebond 反式构型使不饱和FA的分子构象更接近于饱和FA的 7 11 1 FA的理化性质取决于其饱和度和链长 硬脂酸因C C单键可以自由旋转而呈伸展构象 易聚集成晶格状并经由多点疏水互作而得以稳定 饱和FA的熔点随其烃链长度增加而相应升高 油酸因顺式双键不能自由旋转而呈弯曲构象 分子聚集受阻 稳定性较低 eg 不饱和度及链长分别与熔点反 正相关 8 11 2 三酯酰甘油是脂肪酸的甘油酯 R1 R2 R3时为单纯三酯酰甘油 反之为混合型的 常见 C1和C3位的FA不同时C2即为C 三酯酰甘油为中性的非极性分子 甘油的 OH和FA的 COOH均以酯键形式结合而不再解离 硬酯酰 亚油酰 软酯酰 9 三酰甘油的理化性质 一般无色 无嗅 无味 中性非极性分子 多有旋光性 混合型为主 物理性质 cf p236 10 11 3 guineapig脂肪细胞 脂肪块 储存油脂 蛋白质体 Arabidopsis子叶细胞 用作细胞燃料储备 产能值高 37kJ g 可无水储存 三脂酰甘油具有储能及隔层作用 11 鲸蜡油在31 时开始结晶 使深潜捕食的抹香鲸身体密度和浮力能更好地保持与环境一致 b11 1 SpermWhales FatheadsoftheDeep 鲸蜡器 3 4T 三酯酰甘油与富含不饱和FA的蜡的混合物 12 三种食物脂肪的FA组成 11 4 很多食物都含有三酯酰甘油 富含脂肪的食物在空气中容易氧化酸败 脂肪的熔点及其在室温 25 下的物理状态与其FA组成直接相关 eg 长链不饱和FA愈多熔点愈低 反之则熔点愈高 13 11 5 三十烷基软脂酸酯 蜡质可用作能源和防护 生物蜡是长链FA 14 36C 和单 OH长链醇 16 30C 的酯 鸟类 水禽 的尾羽腺可分泌多种蜡质防水 植物如冬青 杜鹃花和毒漆树等的叶片均包被有厚蜡质以避免水分的过度蒸发及感染寄生虫 浮游生物常利用各种生物蜡为主要代谢燃料 14 甘油磷脂是磷脂酸的衍生物 有些磷脂经由醚键与脂肪酸连接 鞘脂是鞘氨醇的衍生物 细胞表面的鞘脂具有识别功能 磷脂和鞘脂都在溶酶体中降解 类固醇具有四个碳氢环组成的环形核 胆固醇 磷酯酰胆碱 磷酯酰乙醇胺 心磷脂 非常见脂 鞘脂 2 生物膜结构脂质 15 生物膜骨架主要是磷脂类构建的脂双层 其中夹杂有部分固醇和糖脂 膜脂分子均为两亲化合物 G9 2 6 Polarhead Non polartail Thehydrophobicpartis30 thick 20AAinahelix 16 11 6 结构脂和膜脂的主要类型 具有甘油或鞘氨醇骨架 极性头基 亲水 Sphingomyelin 磷脂 糖脂 三酯酰甘油 甘油磷脂 鞘 髓磷脂 鞘脂 鞘氨醇 17 11 8a 甘油磷脂的一般结构 天然者均为L 构型 16C 18C 18C 20C 甘油磷脂是磷脂酸的衍生物 甘油骨架 中性pH下带一负电荷 酯键 磷酸二酯键 X H时为磷脂酸 phosphatidate 即1 2 二脂酰 3 磷酰甘油 很少为游离态 18 磷脂酸 母体 磷脂酰乙醇胺 磷脂酰胆碱 磷脂酰丝氨酸 磷脂酰甘油 磷脂酰肌醇4 5 二磷酸 二磷脂酰甘油 心磷脂 普通甘油磷脂都是以磷酸二酯键连接其头基醇的二脂酰甘油 11 8b 脑磷脂cephalin 卵磷脂lecithin 两个磷脂酸共享一分子甘油 各种甘油磷脂均非单一化合物 通常都是具有同一极性头基和不同酯酰基的一族分子集合 5 19 11 9 缩醛磷脂 血小板激活因子 PAF 有些磷脂经由醚键与脂肪酸连接 醚脂 头基醇均为胆碱 烯烃 烷基 富含于心肌 1 2 和中枢神经系统 1 4 Biologicalrolesmaybe resistingphospholipases molecularsignals eg PAF 20 神经酰胺 母体 葡萄糖脑苷脂 乳糖神经酰胺 红细胞糖苷酯 11 10 鞘脂是鞘氨醇的衍生物 中性 鞘糖脂 糖苷键 极性端的头3C与甘油的类似 16 24C 饱和 单不饱和 18C 4trans 鞘磷脂 磷酸二酯键 神经节苷脂 糖苷键 酰胺键 21 11 11 磷脂酰胆碱与鞘磷脂相似 均为两亲分子 头基中均无净电荷 富含于神经细胞髓鞘 22 血型与鞘糖脂 11 12 细胞表面的鞘脂具有识别功能 抗原 岩藻糖 JohannThudichum1829 1901 三种基本血型在其鞘糖脂头基的寡糖链中各有一个单糖残基的差异 某些血液蛋白 抗原中也分别发现有同样的三种寡糖链 血型的区分并非仅仅取决于这类鞘糖脂的不同 神经酰胺 红细胞糖苷酯 23 11 13 四种磷脂酶降解磷脂酰肌醇4 5 二磷酸的作用部位 磷脂酶A1 A2作用后留下的溶血磷脂分别由相应的 溶血 磷脂酶B进一步降解 高浓度溶血磷脂可破坏细胞膜 磷脂酶对醚键无作用 磷脂和鞘脂都在溶酶体中降解 Najanaja 产物为二脂酰甘油 IP3 产物为磷脂酸 Lysosome 4 5 cf Fig 7 1 24 TheX raystructureoftheenzymefromcobravenomisshownwithaspace fillingmodelofdimyristoylphosphatidylethanolamineinitsactivesiteaslocatedbyNMRmethods withCa2 inmagenta ModelofphospholipaseA2andaglycerophospholipid 25 动物 胆固醇植物 豆甾醇真菌 麦角固醇 11 14 类固醇具有四个碳氢环组成的环形核 储存 转运时与脂肪酸缩合成固醇酯 烷基侧链 真核生物的类固醇均由异戊二烯合成而得 固醇核 环戊烷多氢菲 类固醇结构的主要区别在于侧链长度及其甲基 双键 羟基和羰基的数目与位置的不同 环核结构为刚性 比一般磷脂的柔性低 可调节质膜的流动性 26 VitD皆可从相应D原经紫外线照射而成 27 11 17 睾酮 雌二醇 皮质醇 氢化可的松 醛固酮 脱氢皮质醇 脱氢可的松 胆固醇衍生的类固醇激素 多为调节基因表达的生物信号 28 本章要点提示 脂质均为水不溶性 微溶性的细胞组分 可通过非极性溶剂提取 有些脂质可作为燃料储存 其它一些则是生物膜的结构组分 提供多种脂质烃链的脂肪酸是长链单羧酸 通常都具有偶数碳 12 24C 饱和 不饱和 双键多为顺式构型 大多数不饱和脂肪酸的1st个双键都在 9位 需要从食物中摄入而自身不能合成的多不饱和脂肪酸为必需脂肪酸 三脂酰甘油是中性的非极性脂 含有三个脂肪酸且分别与甘油骨架的三个 OH酯化 简单三脂酰甘油只具有单一类型的脂肪酸 混合三脂酰甘油则由两种或三种脂肪酸组成 三脂酰甘油主要用作储存脂质 存在于多种食物中 29 要点提示 续 带有极性头基和非极性尾链的极性脂是生物膜结构的主要成分 最丰富的甘油磷脂含有两个脂肪酸 分别酯化在甘油的两个 OH上 另一个次级醇头基则通过磷酸二酯键与甘油的第三个 OH酯化 甘油磷脂的区分是依据头基结构的不同 其极性头基在pH7生理条件下可携带电荷 主要种类包括磷脂酰胆碱 磷脂酰乙醇胺和磷脂酰丝氨酸等 鞘脂也是生物膜基本组分 含有长链的鞘氨醇而非甘油骨架 鞘磷脂除了含有磷酸和胆碱之外还具有两条长烃链 分别由脂肪酸和鞘氨醇提供 其它三类鞘脂是脑苷脂 红细胞糖苷脂和神经节苷脂 均含有糖类成分 胆固醇既是动物细胞质膜的重要组分 也是类固醇激素等特殊活性化合物的合成前体 30 复习题 p10 13 一 选择8 10 12 14 15二 填空1 2 7 8 10 13三 名词解释1 3 4 6四 判断4 7 9 12五 问答与论述3 5 31 作业1 将培养温度由20 升高到30 时 细菌合成的膜脂中将含有更多的 a 饱和或不饱和脂肪酸 b 短链或长链脂肪酸 为什么 2 写出下列脂肪酸的结构式和名称 a 16 0b