生物化学课件：第15章-脂质

第三章脂质1（一）脂质（lipid）定义脂质，又称脂类或类脂，是低溶于水，高溶于非极性溶剂的有机分子。对于大多数脂质而言，其化学本质是脂肪酸和醇所形成的酯类及其衍生物。是动物和植物体的重要组成成分。共性：不溶于水，而易溶于非极性溶剂如乙醚、氯仿、苯等。2单纯脂类复合脂类衍生脂类(二)脂质的分类I按化学组成分类3由脂肪酸和甘油形成的酯.包括:甘油三酯和蜡单纯脂类单纯脂类的衍生物：除了含有脂肪酸和醇外，还含有非脂分子的成分复合脂质

磷脂糖脂硫脂5由单纯脂类或复合脂类衍生而来或与它们关系密切。萜类：天然色素、香精油、天然橡胶固醇类：固醇（甾醇、性激素、肾上腺皮质激素）其他脂类：维生素A、D、E、K等。衍生脂质6（三）脂质的功能71.贮存脂质：2.结构脂质：

3.活性脂质：

8激素、胆固醇、维生素等代谢燃料的贮存形式，它在体内氧化可释放大量能量以供机体利用。（1）作为细胞膜的主要（2）保护对组织器官起保护作用。皮下脂肪细胞（黄、白色）91011细胞膜12脂肪酸(Fattyacid,FA)脂肪酸是由一条长的烃链(“尾”)和一个末端羧基(“头”)所组成的羧酸。脂肪酸饱和脂肪酸：月桂酸（14C）、硬脂酸（18C）不饱和脂肪酸单不饱和脂肪（monounsaturatedFA）：油酸多不饱和脂肪酸（polyunsaturatedFA）：（烃链不含双键和三键）（烃链含有一个或多个双键）（1个双键）（两个或两个双键）亚麻酸（3个）亚油酸（2个）花生四烯酸（4个）（一）种类15饱和脂肪酸16（二）、天然脂肪酸的结构特点1.天然脂肪酸骨架的碳原子数目几乎全部为偶数，这是因为在生物体内脂肪酸是以二碳单位（乙酰CoA的形式）从头合成的。奇数碳原子的脂肪酸在陆地生物中含量极少，某些海洋生物中则有相当量的存在。2.天然脂肪酸碳骨架长度4-36个碳原子，16和18个碳最为常见，低于14碳的脂肪酸主要存在与乳脂中。2、必需脂肪酸（essentialfattyacid)人体不能合成，必需由膳食提供的对人体功能必不可少的多不饱和脂肪酸。PUFA:多不饱和脂肪酸亚油酸(ω－6PUFA）→γ亚麻酸→花生四烯酸α－亚麻酸（ω－3PUFA）→二十碳五烯酸（EPA）、二十二碳六烯酸（DHA）18由20碳的多不饱和脂肪酸衍生而来前列腺素凝血恶烷白三烯局部激素/自分泌调控分子19花生四烯酸类二十碳烷20前列腺素合酶血栓烷合酶趋化性，炎症，过敏反应促进血小板聚集和收缩血管1.调节cAMP2.刺激平滑肌收缩3.影响睡眠和激素应答4.诱发局部炎症，引起疼痛5.扩张血管，防止血小板凝集DHA(二十二碳六烯酸)、EPA(二十碳五烯酸)----ω-3家族PUFA

脑黄金,人体必需脂肪酸对维持各种组织的功能必不可少，缺乏时可引发一系列症状，包括生长发育迟缓、皮肤异常鳞屑、不育、智力障碍等。DHA作为一种必需脂肪酸，其增强记忆与思维、提高智力、降低胆固醇、疏通血管的物质、抑制血小板聚集、降低血黏度和扩张血管等作用。如人群流行病学研究发现，体内DHA含量高者的心理承受力强、智力发育指数高。DHA还有预防近视和改善视力的作用，如果妇女妊娠期膳食中缺乏DHA，可能会导致胎儿失明。亚麻油、大麻油和南瓜子油可以产生EPA三酰甘油和蜡（一）

酰基甘油（acylglycerol）呈液态：油（oil）不饱和脂肪酸呈固态：脂（fat）饱和脂肪酸常温下油脂231分子甘油和3分子脂肪酸形成的酯脂肪酸饱和∽：16C软脂酸、18C硬脂酸不饱和∽含1个双键（油酸）含2个双键（亚油酸）含3个双键（亚麻酸）含4个双键（花生四烯酸）1.三酰甘油(triacylglycerol,TG)的结构24甘油（丙三醇）单酯酰甘油二酯酰甘油H2OH2O三酯酰甘油脂肪酸1脂肪酸225通式R1=R2=R3简单三酰甘油混合三酰甘油2627282.化学性质

1）水解与皂化三酰甘油能在酸、碱或酶作用下水解成脂肪酸和甘油.—CH＝CH－Ni加氢—CH2－CH2－2）氢化和卤化

A．氢化在催化剂如Ni的存在的情况下油脂中的不饱和双键与H2发生加成反应使油脂被饱和的过程称为氢化（hydrogenation）。氢化作用可将液态的植物油转变为固态脂，从而防止酸败。油脂中的双键氢化可制造人造黄油；卤化反应中吸收卤素的量反映了不饱和键的多少。通常用碘值(价)（ioninevalue）来表示油脂的不饱和程度。碘值（价）:100g脂肪能吸收碘的g数,用来表示油脂的不饱和程度。

—CH＝CH－＋I2—CH－CH－II油脂中不饱和双键与卤素发生加成反应，生产卤代脂肪酸，称为卤化作用。B．卤化

3）酸败与自动氧化脂肪长期暴露于潮湿闷热的空气中，受到空气的作用，游离脂肪酸被氧化、断裂生成醛、酮及低分子量脂肪酸，产生难闻的恶臭味，称之酸败。酸败的原因有两个：Ⅰ.油脂的不饱和成分发生自动氧化（autoxidation），产生过氧化物并进而降解成挥发性醛、酮、酸的复杂混合物（主要）；Ⅱ.微生物通过自身的作用把油脂分解为游离的脂肪酸和甘油，在这些分解产物中一些低级脂肪酸具有挥发性臭味。中和1g油脂中游离脂肪酸所消耗KOH的mg数称为酸值，可表示酸败的程度。

4）脂质过氧化（peroxidation）多不饱和脂肪酸的氧化变质。典型的活性氧参与的自由基链式反应33主要是指在氧自由基诱发下发生生物膜不饱和脂肪酸中的一系列自由基反应,是氧自由基诱导的主要有害变化之一。自由基、活性氧和自由基链反应1、自由基（freeradical）——分子/原子/基团中有未配对电子的 一类物质。很活泼，具有很强的掠夺性很容易形成稳定的分子状态34①辐射诱导自由基的形成：②热诱导③单电子氧化还原H2O→hvH·＋·OH＋eaq-(C6H5COO)2→△2C6H5COO·→·C6H5+CO2Fe2++H2O2→Fe3++·OH+OH-35含氧的高反应活性分子。存在未配对的自由电子，对细胞和基因有损害36活性氧中有一些是自由基，在这些自由基中，若不配对的电子位于氧，则成为氧自由基；活性氧中另一些则是非自由基的含氧物，如单线态氧。脂质过氧化对机体的损伤脂质过氧化

中间产物自由基终产物丙二醛膜流动性通透性受影响动脉粥样硬化老年色素斑形成蛋白质聚合交联38抗氧化剂的保护作用抗氧化剂：SOD（超氧化物歧化酶）过氧化氢酶（谷胱甘肽过氧化物酶）(大蒜）维生素E/维生素Cβ胡萝卜素具有还原性、能抑制靶分子自动氧化的物质。39SOD：2O2+2H+H2O2+O2-•预防型抗氧化剂40过氧化氢酶（catalase）：

2H2O22H2O+O2谷胱甘肽过氧化物酶：

H2O2+2GSH2H2O+2GSSG41长链脂肪酸与长链一元醇/固醇形成的酯脂肪醇中的碳原子在16以上分布在生物体表面起保护作用植物蜡—防虫蛀、防辐射、降低水分蒸发动物蜡—防水、保温、筑巢（二）.蜡（wax）42巴西棕榈蜡43膜脂（phospholipid）膜脂磷脂鞘脂鞘磷脂鞘糖脂45糖脂甘油磷脂甘油糖脂（一）甘油磷脂(glycerophospholipid)X非极性，不易溶于水称非极性尾极性，易溶于水称极性头基本结构47各种动物组织﹑脏器中都含有丰富的磷脂酰胆碱。可以控制动物机体代谢，防止脂肪肝的形成。常见的甘油磷脂（磷脂酰xx)磷脂酰丝氨酸

来自于血小板和损伤组织，可以引起损伤组织表面凝血酶原的活化，引发凝血过程，促进伤口愈合。磷脂酰乙醇胺动物和植物中含量最丰富的磷脂，参与凝血过程。磷脂酰肌醇动物肝脏﹑心肌和脑中含有较多的磷脂酰肌醇。withinositolaspolarheadgroup,isanotherglycerophospholipid.Inadditiontobeingamembranelipid,phosphatidylinositolhasrolesincellsignaling.（二）鞘脂类具有一个极性头和两个非极性尾，但不含甘油。鞘磷脂

鞘糖脂53鞘脂通式鞘氨醇1.鞘磷脂（Sphingomyelin）鞘磷脂即鞘氨醇磷脂（phosphingolipid），在高等动物的脑髓鞘和红细胞膜中特别丰富，也存在于许多植物种子中。鞘磷脂由鞘氨醇、脂肪酸和磷酰胆碱(少数是磷酰乙醇胺)组成。酸性鞘糖脂含有唾液酸唾液酸鞘糖脂（神经节苷脂）552.鞘糖脂在神经系统特别是神经末梢中含量丰富。神经节苷脂在脑灰质和胸腺中含量丰富，与神经冲动的传导有关中性鞘糖脂半乳糖基神经酰胺（脑苷脂）56最先从脑中获得，糖基为半乳糖、葡萄糖等，其糖基在细胞面，参与细胞识别。57二酰甘油C-3上羟基与糖基以糖苷键相连。又被称为糖基甘油脂。主要存在于植物微生物动物神经的髓磷脂及精子的细胞膜中583、甘油糖脂（三）萜与类固醇不含脂肪酸，属于不可皂化脂质1.萜（terpene）Isopreneunit6061四萜（tetraterpene）6263+环戊烷多氢菲菲环戊烷2.类固醇（steroid）环戊烷多氢菲的一元醇及其衍生物1、结构特点64雄性激素可的松（激素）维生素D胆固醇65cholesterol66在脑、肝、肾和蛋黄中含量很高，主要存在于细胞膜，属于两性分子，可转化为多种活性物质，血液中含量过高会导致动脉粥样硬化。脑中固体物质的17%为胆固醇。脂质和蛋白质以非共价键（次级键：疏水键、范德华引力等）结合形成的复合物。载脂蛋白（apolipoprotein，apo）脱辅基脂蛋白——与脂的运输有关68（四）脂蛋白功能—载运甘油三酯和胆固醇脂蛋白模式图甘油三酯和胆固醇核心低密度脂蛋白高—心肌梗塞的先兆？磷脂单分子层69生物膜一、细胞中的膜系统1、将内含物与外环境分开2、物质的运输3、能量的转换4、细胞的运动5、繁殖6、信号传递7、与临近分子或细胞的相互作用二、生物膜的化学组成主要由脂质（主要是磷脂）和蛋白质（包括酶）组成，此外，有少量糖、金属离子等。生物膜的组成，因膜的种类不同而有很大的差别。1、脂质一个典型的生物膜含有磷脂、糖脂和固醇。由于磷脂和糖脂含有两条烃链尾巴，可以精巧的组装成脂双层。脂双层内的脂分子的疏水尾巴指向双层内部，亲水头部与每一面的水相接触。脂双层倾向于闭合形成球形结构。脂双层的应用——脂质体（liposome）

脂质体可用于转基因，或制备的药物，利用脂质体可以和细胞膜融合的特点，将药物送入细胞内部磷脂分子在水溶液中自发形成脂双层，并自我封合成双层微囊，称为脂质体（liposome）。作为一种人造的微囊，用来向细胞或人体器官传送疫苗、麻醉药、酶或其它物质。2.膜蛋白生物膜中存在两种类型的膜蛋白：内在膜蛋白、外周膜蛋白内在膜蛋白也称内嵌膜蛋白，含有嵌入脂双层疏水部位的疏水区。有些内在膜蛋白横跨脂双层。外周膜蛋白通常通过离子键或氢键与膜脂的极性头部或内在膜蛋白结合。膜的不对称分布性生物膜的流动性三、生物膜的两个主要特征脂在生物膜的内层和外层分布呈不对称性。以人红细胞质膜为例，鞘磷脂和磷脂酰胆碱占了外膜总脂含量的80%以上；而在内膜上，占优势的是磷脂酰乙醇胺和磷脂酰丝氨酸。1.膜组分的不对称分布性膜蛋白在膜两侧的分布也是不对称的。有的蛋白质镶嵌在脂双层表面，有的则部分或全部嵌入其内部，有的则横跨整个膜。2.生物膜的流动性生物膜具有流动性，是正常生物膜的特征。1、膜脂的流动性:正常生理条件下膜脂处于流动状态称为