生物化学第一节脂质的构成、功能及分析

第一节脂质的构成、功能及分析2015-19脂质(li结构复杂，决定了其在生命体内功能的多样性和复杂性。脂质分子不由基因编码，独立于从基因到蛋白质的遗传信息系统之外，决定了其在生命活动或疾病发生发展中的特殊重要性。一些原来认为与脂质关系不大甚至不相关的生命现象和疾病，可能与脂质及其代谢关系十分密切。近年来种种迹象表明，在分子生物学取得重大进展基础上，脂质代谢研究将再次成为生命科学和医药学的前沿领域。框7-脂质与生命活动和疾病的关系可能远比想象的密切19努珀(FKnoop)物实验首先提出了脂肪酸β氧化假说，1944年莱劳埃尔(LLeLoir)体系验证了β氧化机制，19莱宁格尔(ALehninge化在线粒体进行，“活泼乙酸”即乙酰辅酶的发现（．Ly9）终于揭示了脂肪酸分解代谢全过程。核素技术的应用证明乙酰辅酶是脂肪酸生物合成的基本原料，丙二酰辅酶的发现顺利演绎了脂肪酸合成全过程(19不同密度脂蛋白（1930蛋白受体（1960续发现揭示了血浆脂质的运输和代谢。脂代谢异常在心脑血管病发生中作用的证实和脂质作为细胞信号传递分子的发现，表明脂质与正常生命活动、健康、疾病发生的关系十分密切。脂质研究正在再次成为生命科学和医药学最活跃的领域，与疾病关系的研究正从异常脂血症、心脑血管病扩展到代谢性疾病、退行性疾病、免疫系统疾病、感染性疾病、神经精神疾病和肿瘤等。第一节脂质的构成、功能及分析一、脂质是种类繁多、结构复杂的一类大分子物质脂质是脂肪和类脂的总称。脂肪即甘油三酯(triglide脂酰甘油(triacylg包酯、磷脂和糖脂等。（一）甘油三酯是甘油的脂肪酸酯甘油三酯为甘油的三个羟基分别被相同或不同的脂肪酸酯化形成的酯，其脂酰链组成复杂，长度和饱和度多种多样。体内还存在少量甘油一酯（monoacylglyceroliacylg，erol3 2n（二）脂肪酸是脂3 2n脂肪酸(fatt的C(CCOOH等动植物脂肪酸碳链长度一般在14，为偶数碳（表7。脂肪酸系统命名法根据脂肪酸的碳链长度命名；碳链含双键，则标示其位置。△编码体系从羧基碳原子起计双键位置ω或编码体系从甲基碳起计双键位置。不含双键的脂肪酸为饱和脂肪酸(saturatedfatty肪acid)aturatedfattyaci一个或以上双键。含一个双键的脂肪酸称为单不饱和脂肪酸（monounsaturatedfatty）acid及以上双键的脂肪酸称为多不饱和脂肪酸(polyunsaturated据fatty多acid)酸分属于ω-、ω-6ω-和ω-四簇（表7。高等动物体内的多不饱和脂肪酸由相应的母体脂肪酸衍生而来，ω-3ω-和ω-簇多不饱和脂肪酸不能在体内相互转化。表7-常见的脂肪酸表7-不饱和脂肪酸（三）磷脂可分为甘油磷脂和鞘磷脂两类磷脂(phospholipids)脂肪酸、磷酸和含氮化合物组成。含甘油的磷脂称为甘油磷(glycerophds)取代基团-不同，形成不同的甘油磷脂表7-3)表7-体内几种重要的甘油磷脂含鞘氨醇(sphingosine)dihydrosphingosine为鞘磷脂(sphingo-phospholipids)分子脂肪酸结合成神经酰胺(ceramide)母体结构。鞘脂的结构通式如下，因取代基-不同，可分为鞘磷脂和鞘糖脂(sphingoglyco-磷lipid)取代基为磷酸胆碱或磷酸乙醇胺，鞘糖脂的取代基为葡萄糖、半乳糖或唾液酸等。（四）胆固醇以环戊烷多氨菲为基本结构317925 911,1胆固醇属固醇类(ste环戊烷多氢菲（perhydrocylopenh是否被取代或C侧链（一般为8~碳原子）不同而衍生出不同的类固醇。动物体内最丰富的类固醇化合物是胆固醇(chole，植物不含胆固醇而含植物固醇，以β谷固醇(β-sitost多317925 911,1二、脂质具有多种复杂的生物学功能（一）甘油三酯是机体重要的能源物质由于独特的性质，甘油三酯是机体重要供能和储能物质。首先，甘油三酯氧化分解产能多。1甘油三酯彻底氧化可产生38量，1蛋白质或1碳水化合物只产生17量。第二，甘油三酯疏水，储存时不带水分子，占体积小。第三，机体有专门的储存组织——脂肪组织。甘油三酯是脂肪酸的重要储存库。甘油二酯还是重要的细胞信号分子。（二）脂肪酸具有多种重要生理功能脂肪酸是脂肪、胆固醇酯和磷脂的重要组成成分。一些不饱和脂肪酸具有更多、更复杂的生理功能。．提供必需脂肪酸人体自身不能合成、必须由食物提供的脂肪酸称为必需脂肪酸(es-sentia。y及acid)酶，不能合成亚油酸(，△，1、α亚麻酸(，△，121，必须从含有△及以上去饱和酶的植物食物中获得，为必需脂肪酸。花生四烯酸(，△5,8,虽4能在人体以亚油酸为原料合成，但消耗必需脂肪酸，一般也归为必需脂肪酸。2 2 2．合成不饱和脂肪酸衍生物前列腺素、栓嗯烷、三烯是二碳多不饱和脂肪酸衍生物。前列腺素(prosta，P2 2 2ac本骨架，有一个五碳环和两条侧链（R及）。1 2根据五碳环上取代基团和双键位置不同，前列腺素分为PGA~体9内PPGEPG多；PGCPGHP合成的中间产物。PGI双环，除五碳环外，还有一个含氧的五碳环，又称为前列腺环素(prostcyclin)根据及侧链双键数目，前列腺素又分为、、类，在字母右下角标示。 1 2血栓嘿烷(含氧嗯取代。

throm有前列腺酸样骨架但又不同，五碳环被2 244 4222 2 22 α α2 222 2、 3 3 32 2 3 2 324 4 4α 44 4 4白三烯（leukot，L前列腺酸骨架，有个双键，所以在LT右下角标以。白三烯合成的初级产物为L在、位上有一氧环。如在12位加水引入羟基，并将、44 4222 2 22 α α2 222 2、 3 3 32 2 3 2 324 4 4α 44 4 4前列腺素、血栓嗯烷和白三烯具有很强生物活性。P诱发炎症，促进局部血管扩张，使毛细血管通透性增加，引起红、肿、痛、热等症状。PEPGA使动脉平滑肌舒张，有降血压作用。PGEPGI抑制胃酸分泌，促进胃肠平滑肌蠕动。卵泡产生的PPG在排卵过程中起重要作用。PG可使卵巢平滑肌收缩，引起排卵。子宫释放的PC能使黄体溶解。分娩时子宫内膜释出的PG能使子宫收缩加强，促进分娩。αα血小板产生的TP促进血小板聚集和血管收缩，促进凝血及血栓形成。血管内皮细胞释放的P很强舒血管及抗血小板聚集作用，抑制凝血及血栓形成。可见P抗T用。北极地区因纽特人摄食富含二十碳五烯酸的海水鱼类食物，能在体内合成PGEPTPGI抑制花生四烯酸从膜磷脂释放，抑制PGITXA成。由于PGI性与PGI同，而TXA性较T得多，因此因纽特人抗血小板聚集／抗凝血作用较强，被认为是他。过敏反应慢反应物质(SR是LTCLTDLTE合物，其支气管平滑肌收缩作用较组胺、PG强100~用缓慢而持久。LTB调节白细颗粒，使溶酶体释般水解酶类，促进炎症及过敏反应发展。I肥大细胞表面受体结合后，可引起肥大细胞释放LCLL这种物质能引起支气管及胃肠平滑肌剧烈收缩，L能使毛细血管通透性增加。4（三）磷脂是重要的结构成分和信号分子．磷脂是构成生物膜的重要成分磷脂分子具有亲水端和疏水端，在水溶液中可聚集成脂质双层，是生物膜的基础结构。细胞膜中能发现几乎所有的磷脂，甘油磷脂中以磷脂酰胆碱(phos-phatidylcholine)2317（phosphatidyl）、磷脂酰丝氨酸(phosphati含量最serine)高，而鞘磷酯中以神经鞘磷酯为主。各种磷脂在不同生物膜中所占比例不同。磷脂酰胆碱也称卵磷脂，leci胞膜中，心磷脂(cardi2317．磷脂酰肌醇是第二信使的前体磷醇(phosphatid、5inositol)4酰肌醇-，5二磷酸(phosphatids是细胞膜磷脂的重要组成，主要存在于细胞膜的内层。在激素等刺激下可分解为甘油二(DAG)磷酸肌醇（inositolt递细胞信号。3（四）胆固醇是生物膜的重要成分和具有重要生物学功能固醇类物质的前体．胆固醇是细胞膜的基本结构成分胆固醇羟基亲水，能在细胞膜中以该羟基存在于磷脂的极性端之间，疏水的环戊烷多氢菲和C侧链与磷脂的疏水含膜。．胆固醇可转化为一些具有重要生物学功能的固醇化合物体内内分泌如腺睾卵能醇）料类激素，胆固醇在肝可转变为胆汁酸，在皮肤可转化为维生素。3三、脂质组分的复杂性决定了脂质分析技术的复杂性脂质是不溶于水的大分子有机化合物，加之组成多样、结构复杂，很难用常规方法分析。通常需先提取分离，还可能需要进行酸、碱或酶处理，然后再根据其特点、性质和分析目的，选择不同分析方法进行分析。（一）用有机溶剂提取脂质通常根据脂质的性质，采用不同的有机溶剂抽提不同的脂质，中性脂用乙醚、氯仿、苯等极性较小的有机溶剂，膜脂用乙醇、甲醇等极性较大的有机溶剂。血浆脂质的常规临床定量分析通常不需要抽提、分离，直接采用酶法测定。抽提获得的脂质为粗纯物，需进一步分离后分析。（二）用层析分离脂质层析也称色谱，是脂质分离最常用和最基本方法，有柱层析和薄层层析(thin-layerchroma-形tography为固定相，氯仿等有机溶剂为流动相。由于极性较高脂质（如磷脂）与硅胶的结合比极性较低、非极性脂质（如甘油三酯）紧密，所以硅胶对不同极性脂质的吸附能力不同。抽提获得的混合脂质通过层析系统时，非极性脂质移动速度较极性脂质快，从而将不同极性脂质分离，用于下一步分析。（三）根据分析目的和脂质性质选择分析方法脂质分离后，常常需要进行定量或定性分析。层析后用碱性蕊香红、罗丹明或碘等染料显色，然后扫描显色的斑点进行定量分析。也可通过显色斑点对比样品与已知脂质的迁移率进行定性分析。还可以洗脱、收集层析分离的脂质，采用适当的化学方法（如滴定、比色等）测定含量。更精细的定量、定性分析，可根据分析目的和脂质性质，选用质谱法、红