脂类与生物膜(一).

1、脂质和生物膜脂质和生物膜 (第第2章章+第第18章章)第二章第二章 脂类概述脂类概述 脂肪酸脂肪酸 甘油三酯和蜡甘油三酯和蜡 脂质过氧化作用脂质过氧化作用 萜和类固醇萜和类固醇 糖糖 脂脂 脂蛋白脂蛋白 生物膜生物膜 磷磷 酯酯主要内容主要内容第一节第一节 脂类的概述脂类的概述( (引言引言) )u 脂类就是动、植物的油脂。脂类就是动、植物的油脂。u 人们吃的动物油脂（如猪油、牛羊油脂、鱼肝油、奶油等）、人们吃的动物油脂（如猪油、牛羊油脂、鱼肝油、奶油等）、植物油（如豆油、菜油、花生油、芝麻油、茶油、棉子油等）和植物油（如豆油、菜油、花生油、芝麻油、茶油、棉子油等）和工业、医药上用的蓖麻油和麻

2、仁油等都属于脂类物质。工业、医药上用的蓖麻油和麻仁油等都属于脂类物质。u 一切动植物都含有脂质，它是构成原生质的重要成分，也是一切动植物都含有脂质，它是构成原生质的重要成分，也是动植物的储能物质。动物（包括人类）腹腔的脂肪组织、肝组织、动植物的储能物质。动物（包括人类）腹腔的脂肪组织、肝组织、神经组织和植物中油料作物的种子等的脂质含量都特别高。神经组织和植物中油料作物的种子等的脂质含量都特别高。 一、脂一、脂 类类 的的 存存 在（了解）在（了解）（一）脂质（一）脂质（lipid）的化学本质：）的化学本质：（二）脂质的特征：（二）脂质的特征：1.1.低溶于水而高溶于非极性溶剂；低溶于水而高溶于

3、非极性溶剂；2.2.是脂肪酸与醇组成的酯类或其衍生物；是脂肪酸与醇组成的酯类或其衍生物；3.3.元素组成主要是碳、氢、氧；有些含有氮、磷、硫。元素组成主要是碳、氢、氧；有些含有氮、磷、硫。 u 脂肪酸脂肪酸（C C4 4以上）和以上）和醇醇所形成的酯类及其衍生物的总称。所形成的酯类及其衍生物的总称。二、脂质的概念和特征（二、脂质的概念和特征（P P7979）极极 性性极性脂质极性脂质非极性脂质非极性脂质化学组成化学组成单纯脂质单纯脂质复合脂质复合脂质衍生脂质衍生脂质生物功能生物功能储存脂质储存脂质结构脂质结构脂质活性脂质活性脂质皂化性质皂化性质可皂化脂质可皂化脂质不可皂化脂质不可皂化脂质三、脂

4、质的分类三、脂质的分类1.单纯脂质单纯脂质（simple lipid） ： 脂酸与醇（甘油醇、高级一元醇）所组成的酯类。脂酸与醇（甘油醇、高级一元醇）所组成的酯类。 （一）根据化学组成：（一）根据化学组成：单纯脂质，复合脂质，衍生脂质单纯脂质，复合脂质，衍生脂质根据醇的不同分为：根据醇的不同分为：甘油三酯甘油三酯: 甘油和脂肪酸组成的甘油和脂肪酸组成的三三脂。脂。蜡蜡 ：高级醇与长链脂肪酸形成高级醇与长链脂肪酸形成。 2. 复合脂质复合脂质（compound lipid） 除脂酸和醇外，尚含有其它成分的脂质。除脂酸和醇外，尚含有其它成分的脂质。 磷脂磷脂：非脂成分是磷酸、含非脂成分是磷酸、含N

5、 N碱。碱。 （按醇成分不同又分为甘油磷脂、鞘氨醇磷脂）按醇成分不同又分为甘油磷脂、鞘氨醇磷脂）糖脂糖脂：非脂成分是糖（单己糖、二己糖等）。非脂成分是糖（单己糖、二己糖等）。 （按醇成分不同又分为鞘糖脂、甘油糖脂）按醇成分不同又分为鞘糖脂、甘油糖脂）（一）根据化学组成：（一）根据化学组成：单纯脂质，复合脂质，衍生脂质单纯脂质，复合脂质，衍生脂质半乳糖半乳糖3.3.衍生脂质衍生脂质（derived lipid）：）： 由单纯脂质、复合脂质衍变而来或与之密切相由单纯脂质、复合脂质衍变而来或与之密切相 关，具有脂质一般性质。关，具有脂质一般性质。 取代烃取代烃：主要指脂酸及其盐，高级醇等主要指脂酸及

6、其盐，高级醇等； 固醇类（甾类）固醇类（甾类）：包括固醇、胆酸、性激素等。包括固醇、胆酸、性激素等。 萜萜 ： 包括天然色素（如类胡萝卜素）等；包括天然色素（如类胡萝卜素）等； 其它脂质其它脂质：如如V VA A、V VD D、V VE E、V VK K等。等。 （一）根据化学组成：（一）根据化学组成：单纯脂质，复合脂质，衍生脂质单纯脂质，复合脂质，衍生脂质1.1.非极性脂质：非极性脂质：无容积可溶性和界面可溶性无容积可溶性和界面可溶性2.2.极性脂质极性脂质: : 类极性脂质：类极性脂质：有界面可溶性，无容积可溶性有界面可溶性，无容积可溶性类极性脂质：类极性脂质：成膜分子（磷脂、鞘糖脂）成膜

7、分子（磷脂、鞘糖脂）类极性脂质：类极性脂质：可溶性脂质（去污剂）可溶性脂质（去污剂）(二二) 根据极性根据极性（在水中和水界面上的行为）分类：（在水中和水界面上的行为）分类：P80 表表2-1u生物功能生物功能储存脂质储存脂质结构脂质结构脂质活性脂质活性脂质四、脂质的生物学作用四、脂质的生物学作用（P80-81）（一）贮存脂质（一）贮存脂质（storage lipid） 主要指简单脂质，是机体代谢所需能量的贮存主要指简单脂质，是机体代谢所需能量的贮存形式和运输形式（包括形式和运输形式（包括甘油三酯和蜡甘油三酯和蜡）。）。 油脂的贮存不需结合水。油脂的贮存不需结合水。Triglycerides,

8、storedinadiposetissue,areamajorformofenergystoragebothinanimalsandplants.拟南芥的种子内部的子叶细胞拟南芥的种子内部的子叶细胞豚鼠和豚鼠的脂肪细胞豚鼠和豚鼠的脂肪细胞冬眠动物储存的能量主要就是脂肪冬眠动物储存的能量主要就是脂肪极地动物储存的脂肪抵御寒冷极地动物储存的脂肪抵御寒冷鲸鱼中储备鲸油的部分鲸鱼中储备鲸油的部分回声定位法回声定位法浮力调节器浮力调节器 （二）结构脂质（二）结构脂质（structural lipid，P81）u 生物膜的主体是生物膜的主体是脂质双分子层脂质双分子层。（三）活性脂质（三）活性脂质（acti

9、ve lipid，P82）： 含量少但有重要生物活性，主要指与营养代谢和调节功能含量少但有重要生物活性，主要指与营养代谢和调节功能有关的类固醇和萜类等。有关的类固醇和萜类等。 1. 类固醇：类固醇：雄性激素、雌性激素、肾上腺皮质激素。雄性激素、雌性激素、肾上腺皮质激素。2. 萜类：萜类：脂溶性维生素、光合色素。脂溶性维生素、光合色素。3. 其它：其它：辅因子、电子载体、糖基载体、细胞内信号，激辅因子、电子载体、糖基载体、细胞内信号，激素样作用。素样作用。 脂类的生物学功能多种多样脂类的生物学功能多种多样1.1.生物膜的结构组分生物膜的结构组分( (甘油磷脂和鞘磷脂，胆固醇、糖脂甘油磷脂和鞘磷脂

10、，胆固醇、糖脂) )；2.2.能量贮存形式能量贮存形式( (动物、油料种子的甘油三酯动物、油料种子的甘油三酯) )；3.3.激素、维生素和色素的前体激素、维生素和色素的前体( (萜类、固醇类萜类、固醇类) )；4.4.生长因子；生长因子；5.5.抗氧化剂；抗氧化剂；6.6.化学信号；化学信号；7.7.参与信号识别和免疫参与信号识别和免疫（糖脂）；（糖脂）；8.8.动物的脂肪组织有保温，防机械压力等保护功能，植物的蜡动物的脂肪组织有保温，防机械压力等保护功能，植物的蜡质可以防止水分的蒸发。质可以防止水分的蒸发。 第二节第二节 脂脂 肪肪 酸酸（fatty acid, FA）u 脂肪酸是由脂肪酸是

11、由一条长的烃链（一条长的烃链（“尾尾”）和一个和一个末端羧基（末端羧基（“头头”）组成的羧组成的羧酸。酸。一、一、 脂肪酸的定义脂肪酸的定义羧基端羧基端烃烃链链 分分饱和脂酸、不饱和脂酸、羟酸和环酸饱和脂酸、不饱和脂酸、羟酸和环酸四类。饱四类。饱和与不饱和脂酸为主体，羟酸和环酸仅存在于个别动和与不饱和脂酸为主体，羟酸和环酸仅存在于个别动植物体中。植物体中。二、二、 脂肪酸的分类（脂肪酸的分类（P P8282）（一）饱和脂肪酸（一）饱和脂肪酸（saturated FAsaturated FA）：烃链不含双键或三键。烃链不含双键或三键。低级饱和脂酸低级饱和脂酸：C10C10， 常温下液态，如乳脂、

12、可可油；常温下液态，如乳脂、可可油；高级饱和脂酸高级饱和脂酸：C C1010， 常温下固态，如硬脂酸（常温下固态，如硬脂酸（C C1818）、）、 软脂酸软脂酸 （C C1616）、花生酸（）、花生酸（C C2020） 羧基端羧基端烃烃链链（二）不饱和脂肪酸（二）不饱和脂肪酸（unsaturated FAunsaturated FA）：烃链含双键。烃链含双键。单不饱和脂酸单不饱和脂酸：只含一个双键的脂肪酸。只含一个双键的脂肪酸。多不饱和脂酸多不饱和脂酸(PUFA)(PUFA)：含两个或两个以上双键的脂肪酸。含两个或两个以上双键的脂肪酸。饱和脂肪酸饱和脂肪酸P83-85 表表2-2不饱和脂肪酸不

13、饱和脂肪酸u 脂肪酸常用简写法表示。简写法的原则是：脂肪酸常用简写法表示。简写法的原则是：“碳原子的数目碳原子的数目 ：双键的数目双键的数目，最后用括号里的数字或者上标表明，最后用括号里的数字或者上标表明双键的起始位置双键的起始位置”l 软脂酸软脂酸 16:0 表明软脂酸含表明软脂酸含l6碳原子，无双键；碳原子，无双键；l 油油 酸酸 18:1(9)或或18:19 表明油酸为具有表明油酸为具有18个碳原子，在第个碳原子，在第910位之间有一个不饱和双键的脂肪酸；位之间有一个不饱和双键的脂肪酸；l 花生四烯酸花生四烯酸 20:4(5、8、11、14)或或20:45,8,11,14 表明花生四烯酸

14、表明花生四烯酸为具有为具有20个碳原子，在第个碳原子，在第56、89、1112和和14 15碳原子之碳原子之间各有一个不饱和键的脂肪酸；间各有一个不饱和键的脂肪酸；三、三、 脂肪酸的表示方法（脂肪酸的表示方法（P P8282）1、脂酸链长为脂酸链长为1224个碳原子个碳原子的占多数，且多为的占多数，且多为偶数偶数。最常见的是。最常见的是C16、C18等。等。12C以下的饱和脂酸大量存在于哺乳动物的乳脂中，以下的饱和脂酸大量存在于哺乳动物的乳脂中，饱和脂肪酸最常见的是饱和脂肪酸最常见的是软脂酸和硬脂酸软脂酸和硬脂酸，不饱和脂肪酸最常见的，不饱和脂肪酸最常见的是是油酸油酸。 2、双键的位置：双键的

15、位置：多数单不饱和脂酸：多数单不饱和脂酸：9C； 多不饱和脂酸的第一个双键：多不饱和脂酸的第一个双键：9C， 12C、15C，多数为多数为非共轭系统非共轭系统四、四、 天然脂肪酸的结构特点（天然脂肪酸的结构特点（P P82-8682-86）u共轭双键：共轭双键：有机化合物分子结构中由一个单键隔开的两个有机化合物分子结构中由一个单键隔开的两个双键，是以双键，是以C=C-C=C为基本单位。为基本单位。3 3、双键构型多为顺式，少数反式。、双键构型多为顺式，少数反式。 （P86 表表2-2）4 4、饱和与不饱和脂酸的构象：、饱和与不饱和脂酸的构象： 饱和：饱和：烃链完全伸展；烃链完全伸展； 不饱和：

16、不饱和：由于双键不能旋转，由于双键不能旋转， 出现一或多个结节。出现一或多个结节。 四、四、 天然脂肪酸的结构特点天然脂肪酸的结构特点（P82-86）补充：补充： 共轭亚油酸（共轭亚油酸（CLACLA） CLA是是共轭亚油酸共轭亚油酸的英文的英文(Conjugated Linoleic Acid)简称，简称，是由一系列含有碳是由一系列含有碳8、9、10、11开始的共轭双键、具有位置和几开始的共轭双键、具有位置和几何异构的何异构的十八碳二烯酸（油酸）的异构体十八碳二烯酸（油酸）的异构体的总称。的总称。亚油酸共轭亚油酸共轭亚油酸 CLA具有抗肿瘤、抗氧化、降低动物和人体胆固醇以及具有抗肿瘤、抗氧化

17、、降低动物和人体胆固醇以及甘油三酯和低密度脂蛋白胆固醇、抗动脉粥样硬化、提高免甘油三酯和低密度脂蛋白胆固醇、抗动脉粥样硬化、提高免疫力、提高骨骼密度、防治糖尿病等多种重要生理功能。疫力、提高骨骼密度、防治糖尿病等多种重要生理功能。 特别引起人们注意的是，特别引起人们注意的是，CLA可以降低动物和人体脂肪、可以降低动物和人体脂肪、增加肌肉。增加肌肉。u 葵花子葵花子共轭亚油酸共轭亚油酸的生理作用的生理作用（一）物理性质（一）物理性质1.1.溶解度：溶解度：非极性烃链是造成脂肪酸在水中溶解度低的原因，非极性烃链是造成脂肪酸在水中溶解度低的原因，烃链越长，溶解度越低烃链越长，溶解度越低。2.2.熔点

18、：熔点：不饱和脂肪酸的熔点比相同链长的饱和脂肪酸低，不饱和脂肪酸的熔点比相同链长的饱和脂肪酸低，双双键越多，熔点越低键越多，熔点越低。顺式异构体的熔点又比反式异构体的低。顺式异构体的熔点又比反式异构体的低。（二）化学性质（二）化学性质 脂肪酸可以发生氧化和过氧化，不饱和脂肪酸在双键处可以脂肪酸可以发生氧化和过氧化，不饱和脂肪酸在双键处可以发生加成反应。发生加成反应。五、五、 脂肪酸的物理和化学性质（脂肪酸的物理和化学性质（P86-87）极性头极性头亲水亲水非极性尾非极性尾疏水疏水在水中在水中微微 团团u 脂肪酸盐脂肪酸盐(Na或或K) ：属于属于类极性脂质类极性脂质，离子型去污剂，离子型去污剂

19、，两两亲分子亲分子，具有界面可溶性，在水中高浓度时形成微团。，具有界面可溶性，在水中高浓度时形成微团。u 两亲化合物：两亲化合物：具有极性头（亲水）和非极性尾（亲脂）的分子具有极性头（亲水）和非极性尾（亲脂）的分子六、六、 脂肪酸盐与乳化作用（去污剂的原理；脂肪酸盐与乳化作用（去污剂的原理；P87-88）纤维织品纤维织品油污疏水基疏水基亲水基亲水基去污剂去污剂加入到油水混合物中加入到油水混合物中疏水部分疏水部分被吸引靠近被吸引靠近油油亲水部分亲水部分被吸引靠近被吸引靠近水水去污过程：去污过程：搅拌搅拌乳化乳化u 乳化乳化（emulsification）：）： 油滴作为亲水物体悬浮于水中而形成乳

20、胶的过程。油滴作为亲水物体悬浮于水中而形成乳胶的过程。u 植物和细菌可以利用乙酰植物和细菌可以利用乙酰CoA合成所需的全部脂肪酸合成所需的全部脂肪酸。u人体及哺乳动物自身不能合成超过人体及哺乳动物自身不能合成超过9的双键，因而不能合成的双键，因而不能合成亚油酸、亚麻酸亚油酸、亚麻酸，但这两种脂肪酸对人体功能又是必不可少的，但这两种脂肪酸对人体功能又是必不可少的，必须由膳食供给，称之为必须由膳食供给，称之为必需脂肪酸（必需脂肪酸（essential FA）。）。u 亚油酸和亚麻酸分别属于亚油酸和亚麻酸分别属于-6和和-3系列的多不饱和脂肪酸系列的多不饱和脂肪酸。 七、七、 必需多不饱和脂肪酸（必

21、需多不饱和脂肪酸（P P8888）降血清胆固醇降血清胆固醇降甘油三酯降甘油三酯1. 1. -6系列系列: 亚油酸是其最初成员。亚油酸是其最初成员。亚油酸亚油酸 亚麻酸亚麻酸 花生四烯酸花生四烯酸(204) 182维持细胞膜结构和功能维持细胞膜结构和功能 花生四烯酸花生四烯酸二高二高-亚麻酸亚麻酸亚油酸亚油酸伽马亚油酸伽马亚油酸 -亚麻酸亚麻酸 EPA、DHA （深海鱼油的主要成分）深海鱼油的主要成分）在视网膜和大脑皮质中活跃在视网膜和大脑皮质中活跃人体内人体内-6和和-3 PUFA不能互相转变不能互相转变 降血清胆固醇降血清胆固醇降甘油三酯降甘油三酯缺乏会引起生长停滞，生殖衰退和肾、肝功能紊乱

22、。缺乏会引起生长停滞，生殖衰退和肾、肝功能紊乱。 (183)2. -32. -3系列系列 : -: -亚麻酸为最初成员亚麻酸为最初成员 八、八、 类二十碳烷（了解）类二十碳烷（了解）u 是一大类由许多哺乳动物组织产生的激素类的物质。它们只在是一大类由许多哺乳动物组织产生的激素类的物质。它们只在产生的器官中起作用，所以称为自泌调控分子，而不是激素。产生的器官中起作用，所以称为自泌调控分子，而不是激素。大大多数的类二十烷酸是花生四烯酸的衍生物多数的类二十烷酸是花生四烯酸的衍生物。u 前列腺素：前列腺素：参与许多生理过程的调节控制，促进炎症反应，参参与许多生理过程的调节控制，促进炎症反应，参与生殖过

23、程与生殖过程( (如排卵、受孕和分娩时子宫的收缩如排卵、受孕和分娩时子宫的收缩) )，参与消化。，参与消化。u 凝血恶烷：凝血恶烷：主要由血小板产生，促进血小板凝聚和平滑肌收缩。主要由血小板产生，促进血小板凝聚和平滑肌收缩。u 白细胞三烯类：白细胞三烯类：是过敏性反应的慢反应物质的组分，在炎症反是过敏性反应的慢反应物质的组分，在炎症反应中起积极作用，促进白细胞趋向破坏组织。应中起积极作用，促进白细胞趋向破坏组织。 第三节第三节 甘油三脂和蜡甘油三脂和蜡u 动、植物油脂的化学本质是酰基甘油，其中主要是动、植物油脂的化学本质是酰基甘油，其中主要是甘油三酯甘油三酯。u 甘油三酯甘油三酯是甘油和脂肪酸

24、形成的三酯。是甘油和脂肪酸形成的三酯。一、甘油三酯一、甘油三酯 ( triacylglycerol，TG。P91 )CH2OCR1CHCH2OCR3OCR2OOOlR1=R2=R3: 简单甘油三酯简单甘油三酯(simple TG)l否则否则: 混合甘油三酯混合甘油三酯(mixed TG) 多数天然油脂都是多数天然油脂都是 simple TG和和mixed TG混合物。混合物。u 动、植物油脂的化学本质是动、植物油脂的化学本质是酰基甘油酰基甘油，其中主要是，其中主要是甘油三酯。甘油三酯。常温下呈液态的酰基甘油称常温下呈液态的酰基甘油称油油，呈固态的称，呈固态的称脂（脂（P91）。甘油三酯甘油三酯

25、 ,TG（一）物理性质（一）物理性质1. 1. 颜色和气味颜色和气味纯的甘油三酯是无色、无嗅、无味的稠性液体或蜡状固体。纯的甘油三酯是无色、无嗅、无味的稠性液体或蜡状固体。2. 2. 密度和溶解度密度和溶解度密度密度1g/cm1g/cm3 3；溶解度：不溶于水，溶于乙醚、氯仿、苯等；溶解度：不溶于水，溶于乙醚、氯仿、苯等非极性溶剂。能被胆汁盐乳化。（非极性溶剂。能被胆汁盐乳化。（粗脂肪提取实验粗脂肪提取实验） 3. 3. 熔点熔点天然油脂无明确熔点，因为它们多是几种脂肪的混合物，有天然油脂无明确熔点，因为它们多是几种脂肪的混合物，有折光性。甘油三酯的熔点一般随组分中不饱和脂肪酸（双键折光性。甘

26、油三酯的熔点一般随组分中不饱和脂肪酸（双键数目）和低相对分子质量脂肪酸的比例增高而降低。数目）和低相对分子质量脂肪酸的比例增高而降低。 二、甘油三酯的物理和化学性质（二、甘油三酯的物理和化学性质（P P93-9693-96）（二）甘油三酯的化学性质（二）甘油三酯的化学性质 水解：水解：一切脂肪都能被酸、碱、蒸汽及脂酶所水解，产生一切脂肪都能被酸、碱、蒸汽及脂酶所水解，产生甘油及脂肪酸。甘油及脂肪酸。1. 水解与皂化（水解与皂化（P94）甘油三酯甘油三酯 + H2O 脂酸脂酸 + 甘油甘油水解水解 酸、碱或脂酶酸、碱或脂酶 甘油三酯甘油三酯+ +碱碱 甘油甘油+脂酸盐脂酸盐皂化皂化（saponi

27、fication） 皂化作用：脂肪被碱水解生成甘油和脂酸盐的作用。皂化作用：脂肪被碱水解生成甘油和脂酸盐的作用。CH2OCR1CHCH2OCR3OCR2OOO+3KOH CH2CHCH2OHOHOH+R1COOKR2COOKR3COOKTG平均平均Mr =356 1000皂化值皂化值mgCH2OCR1CHCH2OCR3OCR2OOO+3KOH CH2CHCH2OHOHOH+R1COOKR2COOKR3COOK356皂化价（值）皂化价（值）: :是皂化是皂化1g1g油脂所需的油脂所需的KOHKOH的的mgmg数。数。u 通常从皂化价的数值即可略知混合脂酸或混合脂肪的通常从皂化价的数值即可略知混合

28、脂酸或混合脂肪的平均相平均相对分子质量。对分子质量。2. 2. 氢化和卤化氢化和卤化 氢化：氢化：不饱和脂肪在有催化剂如不饱和脂肪在有催化剂如Ni的影响下，其脂酸的双的影响下，其脂酸的双键上可加入氢而成饱和脂。这个作用称键上可加入氢而成饱和脂。这个作用称氢化氢化。CH=CHCH2-CH2H2Ni液态油液态油固态或半固态脂固态或半固态脂食品工业：食品工业：人造黄油、人造奶油、半固体烹调脂人造黄油、人造奶油、半固体烹调脂 卤化：卤化：卤素中的溴、碘同样可加入不饱和脂肪的卤素中的溴、碘同样可加入不饱和脂肪的双键上，而产生饱和的卤化脂，这种作用称双键上，而产生饱和的卤化脂，这种作用称卤化卤化。CH=CHCHCHI2II碘值碘值（iodine value）：100g100g油脂卤化所能吸收的碘的克数。油脂卤化所能吸收的碘的克数。 加碘作用在油脂分析上非常重要，加碘数目的多少，可以推测油加碘作用在油脂分析上非常重要，加碘数目的多少，可以推测油脂所含脂酸的不饱和程度。表示油脂的不饱和度用脂所含脂酸的不饱和程度。表示油脂的不饱和度用碘价（值）。碘价（值）。u 油脂的羟基化程度用油脂的羟基化程度用乙酰价乙酰价表示。表示。u乙酰价：乙酰价：中和由中和由1g乙酰脂经皂化释出的乙酸所需的乙酰脂经皂化释出的乙酸所需的KOH mg数。数。 从乙酰价的大小，即可推知样品中所含羟基的多