3脂质和生物膜2

1、第二章脂质和生物膜本章内容?油脂的种类油脂的结构和理化性质? 磷脂固醇和类固醇生物膜及其理论脂类（lipid ）?一类基本不溶于水而溶于非极性溶剂的生物有机分子?化学本质是脂肪酸和醇所形成的酯类及其衍生物?脂肪酸多为4 碳以上的长链一元羧酸?醇成分包括甘油、鞘氨醇、高级一元醇和固醇脂类的作用?脂质是生物体的重要代谢燃料，是贮存能量的主要形式?机体表面的脂类有防止机械损伤和防止热量散发的作用?磷脂、糖脂和固醇是构成生物膜的重要物质?有些脂类，如萜、类固醇可转化为维生素、激素等脂类的分类(按化学结构分)?单纯脂类?复合脂类?衍生脂类单纯脂类?由脂肪酸和醇类所形成的酯?脂酰甘油酯（最丰富的为甘油三酯

2、 )CH2CHOCCH2OOR1CCR3R2OOO复合脂类?单纯脂类的衍生物?除了含有脂肪酸和醇外，还含有非脂的成分磷脂（磷酸）糖脂（糖）衍生脂类?由单纯脂类或复合脂类衍生而来?固醇类：甾醇?类固醇：性激素、肾上腺皮质激素?萜类：天然色素、香精油、天然橡胶?维生素类：维生素A、D、E、K等第一节 油 脂（甘油三酯）? 植物油脂?大豆、花生、油菜籽、芝麻? 动物油脂?皮下、肠系膜? 微生物油脂油脂的存在一、三酰甘油（油脂）?也称为脂肪、脂酰甘油、甘油三酯?由甘油和脂肪酸组成?单纯甘油酯、混合甘油酯?单酰甘油、二酰甘油二、甘油?又名丙三醇?有甜味，无色、无臭?溶于水、乙醇，不溶于有机溶剂三、脂肪酸

3、有机羧酸，含有1 个烃基，1 个末端羧基低级脂肪酸：碳原子数小于 10的脂肪酸；熔点偏低，常温下呈液态高级脂肪酸：碳原子数大于 10的脂肪酸，常温下为固体?高等动植物体内的脂肪酸主要为 12 碳以上，12 碳以下的脂肪酸仅存在于哺乳动物的乳脂中?高等动植物体内脂肪酸的碳原子数通常为偶数，极少数为奇数，以16 碳和18 碳最为常见?常见的饱和脂肪酸：硬脂酸、软脂酸（棕榈酸）?常见的不饱和脂肪酸：油酸、亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸（ARA）?单烯酸的双键位置一般在第 9 10 碳原子之间?多烯酸通常间隔3个碳原子出现一个双键?不饱和脂肪酸具有顺反（ cis- 、trans- ）异构现象，天然存在的多

4、为顺式异构体Stearic acid（硬脂酸/ 十八酸）Oleic acid （油酸/ 十八烯酸）脂肪酸的简写先写碳原子数，再写双键的数目，最后标明双键的位置不饱和脂肪酸：海洋生物 “3A ”EPA Eicosapentaenoic acid二十 碳五烯酸DHA Docosahexaenoic acid二十二碳六烯酸DPA Docosapentaenoic acid二十二碳五烯酸四、油脂的理化性质?溶解性?熔点?乳化作用?水解作用?加成作用?氧化作用1 、溶解度和熔点?脂肪一般不溶于水，溶于有机溶剂?脂肪在水中的溶解度随着脂肪酸分子所含碳原子数的增加而降低?脂肪的熔点随着脂肪酸碳原子数的增加而

5、升高，随着不饱和度增加而降低2 、乳化作用?在乳化剂的作用下，油脂变成很小的颗粒均匀分散在水中形成稳定的乳状液?应用?脂肪的消化（胆汁酸盐）?肥皂去污3 、水解作用?酸、碱、酶OCH2CHOCH2OR1R2R34 、加成作用?双键?氢化作用?氢化油（硬化油）?人造奶油、人造牛油5 、氧化作用?生物体内油脂代谢?酸败?双键被氧化（光、热、湿气）?微生物第二节 磷 脂一、甘油磷酯类?极性头和非极性尾CH2OCCHCH2OOCR1R2OOPOOHOX磷脂的结构类型OH2CCHCH2OOCOCR3R4O POO-OPO-OCH2CHCH2OOHX= HX= CH2CH2N(CH3)2X= CH2CH2

6、NH2X= CH2CH(OH)CHOHX= CH2CH(NH2)COO-X=X=OHOHOHOHOH磷脂酸磷脂酰胆碱（卵磷脂）磷脂酰乙醇胺磷脂酰甘油磷脂酰丝氨酸磷脂酰肌醇二磷脂酰甘油脂磷脂的水解（磷脂酶）溶血磷脂磷脂分子层补充：卵磷脂二、神经鞘磷脂?植物和动物细胞膜的重要组分?不含甘油?由一分子脂肪酸、一分子鞘氨醇和一分子极性头基团组成分 类?脂肪酸与鞘氨醇上的氨基结合?只含一个脂肪酸分子第三节 固醇和类固醇固醇类化合物在生物体中的作用?转化为维生素D3?转化为胆酸和胆汁酸盐?转化为激素（如性激素）一、固醇类?环戊烷多氢菲的衍生物，含有醇基?又称甾醇ABCD菲环戊烷多氢菲甾 核1 、动物固醇胆

7、固醇?胆结石主要成分?可转化为胆酸、激素实验：血清胆固醇含量的测定1 实验：血清胆固醇含量的测定21 、动物固醇7 脱氢胆固醇（VD3 原）?7 脱氢胆固醇存在于动物的皮下，在紫外线作用下形成维生素D32 、植物固醇?植物细胞的重要组分，不能被人体肠道吸收?植物固醇以豆固醇、麦固醇含量最多，分别存在于大豆和麦芽中。豆固醇麦固醇3 、微生物固醇?酵母固醇存在于酵母菌、霉菌中，以麦角固醇最多，经过日光和紫外线照射可以被转化为维生素D2二、类固醇?固醇的衍生物胆酸、胆汁酸、固醇激素、一些植物固醇 的衍生物；胆酸和胆汁酸盐?是体内天然的乳化剂?促进肠道内脂肪、胆固醇以及脂溶性维生素的乳化?活化脂肪酶第

8、四节 细胞与生物膜原核细胞真核细胞一、生命的结构基础细胞动物和植物细胞中，细胞核都被中间有一层狭窄空间的双层膜所包裹。两层膜上有许多核膜孔 ,通过这些小孔，各种物质可以在核与细胞质之间穿过在核的内部是核仁核的其他部分含有染色质核内进行DNA复制、RNA转录等生物化学反应1、细胞核线粒体是三羧酸循环、生物氧化等生物化线粒体是三羧酸循环、生物氧化等生物化学反应的场所学反应的场所2、线粒体粗糙内质网滑面内质网膜上散布着核蛋白体，蛋白质在结合内质网上的核蛋白体中合成在解毒上有重要作用3、内质网高尔基体的形态有所不同，不过它们大多数是一群由平滑的单层膜包裹的小泡高尔基体具有聚集、浓缩和储存蛋白质的作用4

9、、高尔基体存在于藻类和绿色植物的细胞中，是光合作用的场所。5、叶绿体由蛋白质、核酸、糖类等组成的胶体溶液，许多代谢反应如糖酵解、脂肪酸合成等在胞浆中进行6、胞浆含大量脂类、蛋白质的双分子层结构使细胞成型，有通透、屏蔽等作用7、细胞膜二、生物膜系统?细胞质膜?内膜系统?核膜?线粒体膜?内质网膜1 、生物膜研究历史?1855年，Carl Nageli 首先观察到细胞体积随着周围介质渗透强度的改变而改变?1899年，Charles Overton发现细胞膜对不同物质的通透性不同，脂溶性的物质比非脂溶性的物质更容易穿过细胞膜。?1917年Langmuirwa 发明了单分子层技术?1925年Gorter

10、 和Grendel 利用Langmuirwa 的单分子层技术测定红细胞膜的总面积，提出细胞膜是由双层脂类分子组成?1935年Danielli 和Davson 提取鲐鱼卵的脂类进行实验，发现含有蛋白质；?1959年，J. D. Robertson在电镜下发现细胞膜都为三夹层式结构，提出细胞膜由蛋白质磷脂蛋白质形成的三明治式结构；?1972年S. J. Singer 和G. L. Nicolson 提出了细胞膜的流动镶嵌模型。2 、生物膜的化学组成生物膜化学组成的特点生物膜化学组成的特点?比例变化大膜的功能越复杂，蛋白质含量越高?各组分在膜上分布不对称?各组分具有运动性和协同性1 ）膜脂?以磷脂为

11、主，其次是糖脂和胆固醇?膜胆固醇的含量?动物高于植物?质膜高于内膜?膜胆固醇的作用?在相变温度以上时降低膜的流动性?在相变温度以下时保持膜的流动性磷脂分子生物膜的骨架；极性化合物的通透屏障；激活某些膜蛋白；2 ）膜蛋白?外周蛋白（水溶性）和内嵌蛋白?物质代谢、运输、细胞运动、信息传递外周蛋白?约占膜蛋白的 20 30%，分布于双层脂膜的外表层，主要通过静电引力或范德华力与膜结合。?外周蛋白与膜的结合比较疏松，改变溶液的离子强度就容易从膜上分离出来。?外周蛋白能溶解于水。内在蛋白?约占膜蛋白的70-80%，蛋白的部分或全部嵌在双层脂膜的疏水层中。?特征是不溶于水，主要靠疏水键与膜脂相结合，而且不

12、容易从膜中分离出来。只有用去垢剂使膜崩解后方可得到。3 ）膜糖类位于非细胞质一侧三、膜的结构模型?1972年S. J. Singer 和G. Nicolson 的流动镶嵌模型流动镶嵌模型的要点?连续主体为极性脂质双分子层?在细胞正常温度下具有流动性?内嵌蛋白“溶于”双分子层中心疏水内部，可侧向移动、旋转，但不能翻滚?外周蛋白与双分子层的极性头相连，可自由移动?生物膜中各种化学成分的分布是高度不对称的四、生物膜的功能?保护作用?物质传递?能量转换?细胞的识别和信息传递1 、转运功能?细胞或细胞器需要经常与外界进行物质交换以维持其正常的功能。?细胞或细胞器通过生物膜，从膜外选择性地吸收养料，同时排

13、出不需要的物质。?在物质跨膜转运过程中，细胞膜起着重要的调控作用。1 ）简单扩散?物质从高浓度的一侧，通过膜转运到低浓度的另一侧，即沿着浓度梯度（膜两边的浓度差）的方向跨膜转运的过程。?这类转运是通过被转运物质本身的扩散作用进行的，是一个不需要外加能量的自发过程，也不需要膜蛋白的协助。?水、酒精、氧、尿素、丙酮等2 ）协助扩散? 沿浓度梯度跨膜，不需要能量? 需要特异的膜蛋白协助以提高速率和特异性? 如葡萄糖分子穿越红细胞膜?通透系数10-7cm/s （简单），10-2cm/s （协助）?Km：D-G （1.5mmol/L），L-G （3000mmol/L）膜转运蛋白?载体蛋白?通道蛋白?形成

14、亲水通道，允许一定大小和电荷的离子通过（离子通道）?有选择性，有开关?在神经元和肌细胞冲动传递中起重要作用，如含羞草的闭叶反应3 ）主动运输?主动转运是在外加能量驱动下进行的物质跨膜转运过程，从低浓度到高浓度。?主动转运的物质，可以是离子、小分子化合物，也可以是复杂的大分子物质，如某些蛋白或酶等。?这一过程一般都与ATP的释能反应相偶联。特异蛋白? 红细胞中钠离子浓度为25mmol/L，钾离子浓度为150mmol/L;? 血浆中钠离子浓度为145mmol/L，钾离子浓度为5mmol/L;? 细胞内侧：- 亚基与Na+结合促进ATP水解，天门冬氨酸残基磷酸化导致亚基构象发生变化，将Na+运出细胞；? 细胞外侧：- 亚基与K+结合，发生去磷酸化，导致亚基构象恢复，将K+运入细胞；? 每次循环消耗一分子ATP ，转运三个Na+和两个K+； 钠钾