生物化學(xué)_第二章脂類化學(xué)

1、脂肪和類脂總稱為脂類脂肪和類脂總稱為脂類(lipids三脂酰甘油三脂酰甘油 (triacylglycerol, TAG)，也，也稱為甘油三酯稱為甘油三酯 (triglyceride, TG) 膽固醇膽固醇 (cholesterol, CHOL)膽固醇酯膽固醇酯 (cholesterol ester, CE) 磷脂磷脂 (phospholipid, PL)糖脂糖脂 (glycolipid)鞘脂鞘脂 (sphingolipid) n定義定義:類脂類脂(lipoid)脂肪脂肪 (fat)第一節(jié)分類第一節(jié)分類一）單純脂類(simple lipid) 1. 三脂酰甘油或稱甘油三酯 由3分子脂肪酸和1分子

2、甘油組成。 2.蠟 主要由長(zhǎng)鏈脂肪酸和長(zhǎng)鏈醇或固醇組成。 （二）復(fù)合脂類(compound lipid)復(fù)合脂類除含脂肪酸和醇外，尚有其他非脂分子的成分 1.磷脂 其非脂成分是磷酸和含氮堿(如膽堿、乙醇胺)，磷脂根據(jù)醇成分的不同，又可分為甘油磷脂(如磷脂酸、磷脂酰膽堿、磷脂酰乙醇胺等)和鞘氨醇磷脂(簡(jiǎn)稱鞘磷脂)。 2.糖脂 其非脂成分是糖(單己糖、二己糖等)，并因醇成分不同，又分為鞘糖脂(如腦苷脂、神經(jīng)節(jié)苷脂)和甘油糖脂(如單半乳糖基二酰基甘油、雙半乳糖基二酰基甘油)。 鞘磷脂和鞘糖脂合稱為鞘脂(sphingolipid)。 （三）衍生脂質(zhì)(derived lipid) 衍生脂質(zhì)是指由單純脂質(zhì)

3、和復(fù)合脂質(zhì)衍生而來(lái)或與之關(guān)系密切. 1取代烴 主要是脂肪酸及其堿性鹽(皂)和高級(jí)醇，脂肪醛、脂肪胺和烴。 2固醇類(甾類) 包括固醇、膽酸、強(qiáng)心苷、性激素、腎上腺皮質(zhì)激素。 3萜 包括許多天然色素(如胡蘿卜素)、香精油、天然橡膠等。 4其他脂質(zhì) 如維生素A、D、E、K，脂酰CoA，類二十碳烷(前列腺素、凝血惡烷和白三烯)，脂多糖，脂蛋白等。第二節(jié) 復(fù)合脂類的化學(xué)一、磷 脂 磷脂(phospholipid)包括甘油磷脂和鞘磷脂兩大類。前者為甘油酯衍生物，而后者為鞘氨醇酯衍生物。它們廣泛存在于動(dòng)植物和微生物中，主要參與細(xì)胞膜系統(tǒng)的組成。 (一) 甘油磷脂甘油磷脂又稱磷酸甘油酯?；瘜W(xué)結(jié)構(gòu)如下： 當(dāng)X

4、=H時(shí)即為磷脂酸(phosphatidic acid)，它是各種甘油磷脂的母體化合物。1.卵磷脂(lecithin) 細(xì)胞膜中存在大量含膽堿的磷脂即磷脂酰膽堿(phosphatidylcholine)，又稱卵磷脂，是組成細(xì)胞膜最豐富的磷脂之一，其結(jié)構(gòu)如下：2. 腦磷脂(cephalin) 即磷脂酰膽胺(phosphatidylcholamine)，又叫磷脂酰乙醇胺(phosphatidylethanolaine)，其結(jié)構(gòu)如下：3. 磷脂酰絲氨酸(phosphatidylserine) 又稱絲氨酸磷脂，是磷脂酸的磷酸基團(tuán)與絲氨酸的羥基連成的酯，其結(jié)構(gòu)如下：4. 磷脂酰肌醇(phosphatidy

5、l inositol) 又稱肌醇磷脂(inositide)。所生成的肌醇磷脂還可以再連接第二個(gè)、第三個(gè)磷酸基團(tuán)，分別稱為一磷酸肌醇磷脂和二磷酸肌醇磷脂等，其結(jié)構(gòu)式如下 5縮醛磷脂(plasmalogen) 與一般甘油磷脂不同，它在甘油C1位(即位)以與長(zhǎng)鏈烯醇形成的醚鍵(脂性醛基)代替與脂肪酸形成的酯鍵。它的水解產(chǎn)物之一是長(zhǎng)鏈烯醇，它很易互變異構(gòu)成醛，因此縮醛磷脂具有醛反應(yīng)。6二磷脂酰甘油(diphosphatidyl glycerol) 又稱心磷脂(cardiolipin)，是由2分子磷脂酸與1分子甘油結(jié)合而成的磷脂，其結(jié)構(gòu)式如下： (二) 鞘磷脂鞘氨醇磷脂簡(jiǎn)稱(神經(jīng))鞘磷脂(sphingo

6、phospholipid)，在高等動(dòng)物的腦髓鞘和紅細(xì)胞膜中特別豐富，也存在于許多植物種子中。由(神經(jīng))鞘氨醇、脂肪酸、磷酸及膽堿(少數(shù)是磷酰乙醇胺)各1分子所組成。是一種不含甘油的磷脂。神經(jīng)鞘氨醇與神經(jīng)鞘磷脂的結(jié)構(gòu)如下：二、糖 脂 (一) 腦苷脂類腦苷脂(cerebroside)是腦細(xì)胞膜的重要組分，由-己糖(葡萄糖或半乳糖)，脂肪酸(C2226，其中最普遍的是-羥基二十四烷酸)和鞘氨醇各一分子組成，因?yàn)槭且灾行蕴亲鳛闃O性頭部，故屬于中性糖鞘脂類。重要代表是：葡萄糖腦苷脂、半乳糖腦苷脂和硫酸腦苷脂(簡(jiǎn)稱腦硫脂)。它們分子結(jié)構(gòu)如下：(二) 神經(jīng)節(jié)苷脂類神經(jīng)節(jié)苷脂(ganglioside)是一類酸

7、性糖脂，這是一類最復(fù)雜的糖鞘脂類，已從腦灰質(zhì)、白質(zhì)和脾等組織中分離出來(lái)。它的極性頭部含有唾液酸，即N-乙酰神經(jīng)氨酸，故帶有酸性。 第三節(jié)脂肪酸第三節(jié)脂肪酸 (fatty acids)簡(jiǎn)稱脂酸簡(jiǎn)稱脂酸,包括飽和脂酸包括飽和脂酸(saturated fatty acid)和不飽和脂酸和不飽和脂酸(unsaturated fatty acid)。后者中多不飽和脂酸，機(jī)體自身不能合成，必后者中多不飽和脂酸，機(jī)體自身不能合成，必須由食物提供，是動(dòng)物不可缺少的營(yíng)養(yǎng)素，故須由食物提供，是動(dòng)物不可缺少的營(yíng)養(yǎng)素，故稱為營(yíng)養(yǎng)必需脂酸稱為營(yíng)養(yǎng)必需脂酸(essential fatty acid)，包括，包括亞油酸、亞

8、麻酸和花生四烯酸。它們是前列腺亞油酸、亞麻酸和花生四烯酸。它們是前列腺素、血栓烷及白三烯等生理活性物質(zhì)的前體。素、血栓烷及白三烯等生理活性物質(zhì)的前體。甘油三酯甘油三酯 甘油磷脂甘油磷脂(phosphoglyceride)膽固醇酯膽固醇酯 FA膽固醇膽固醇 FAFAFA 甘油甘油 FAFAPiX 甘油甘油 X=膽堿、水、乙膽堿、水、乙醇胺、絲氨酸、醇胺、絲氨酸、甘油、肌醇、甘油、肌醇、磷脂酰甘油等。磷脂酰甘油等。n脂類物質(zhì)的基本構(gòu)成：脂類物質(zhì)的基本構(gòu)成：CH2CHCH2OOOCO(CH2)mCH3CO(CH2)nCH3POOXOH甘油三脂甘油三脂X=膽堿、水、乙醇膽堿、水、乙醇胺、胺、 絲氨酸、

9、甘絲氨酸、甘油、肌醇、磷脂油、肌醇、磷脂酰甘油等。酰甘油等。甘油磷脂甘油磷脂CH2CHCH2OOOCO(CH2)m CH3CO(CH2)kCH3CO(CH2)nCH3CH2CHCH2OHOHOH甘油甘油分類分類含量含量分布分布生理功能生理功能甘油三酯甘油三酯 9595脂肪組織、脂肪組織、血漿血漿1. 儲(chǔ)脂供能儲(chǔ)脂供能2. 提供必需脂酸提供必需脂酸3. 促脂溶性維生素吸收促脂溶性維生素吸收4. 熱墊作用熱墊作用5. 保護(hù)墊作用保護(hù)墊作用6. 構(gòu)成血漿脂蛋白構(gòu)成血漿脂蛋白糖酯、膽固糖酯、膽固醇及其酯、醇及其酯、磷脂磷脂5 5生物膜、神生物膜、神經(jīng)、血漿經(jīng)、血漿1. 維持生物膜的結(jié)構(gòu)和功能維持生物膜

10、的結(jié)構(gòu)和功能2. 膽固醇可轉(zhuǎn)變成類固醇激素、膽固醇可轉(zhuǎn)變成類固醇激素、維生素、膽汁酸等維生素、膽汁酸等3. 構(gòu)成血漿脂蛋白構(gòu)成血漿脂蛋白脂類含量、分布及生理功能脂類含量、分布及生理功能 編碼體系編碼體系從脂酸的羧基碳起計(jì)算碳原子的順序。從脂酸的羧基碳起計(jì)算碳原子的順序。 或或n n編碼體系編碼體系從脂酸的甲基碳起計(jì)算其碳原子順序。從脂酸的甲基碳起計(jì)算其碳原子順序。 n系統(tǒng)命名法系統(tǒng)命名法一、脂酸的系統(tǒng)命名遵循有機(jī)酸命名的原則一、脂酸的系統(tǒng)命名遵循有機(jī)酸命名的原則標(biāo)示脂酸的碳原子數(shù)即碳鏈長(zhǎng)度和雙鍵的位置。標(biāo)示脂酸的碳原子數(shù)即碳鏈長(zhǎng)度和雙鍵的位置。不飽和脂酸的分類及命名不飽和脂酸的分類及命名第四節(jié)

11、第四節(jié)（一）脂酸根據(jù)其碳鏈長(zhǎng)度分為短鏈、（一）脂酸根據(jù)其碳鏈長(zhǎng)度分為短鏈、中鏈和長(zhǎng)鏈脂酸中鏈和長(zhǎng)鏈脂酸 二、脂酸主要根據(jù)其碳鏈長(zhǎng)度和二、脂酸主要根據(jù)其碳鏈長(zhǎng)度和飽和度分類飽和度分類碳鏈長(zhǎng)度碳鏈長(zhǎng)度10的脂酸稱為短鏈脂酸的脂酸稱為短鏈脂酸將碳鏈長(zhǎng)度將碳鏈長(zhǎng)度20的脂酸稱為長(zhǎng)鏈脂酸的脂酸稱為長(zhǎng)鏈脂酸（二）脂酸根據(jù)其碳鏈?zhǔn)欠翊嬖陔p鍵分為（二）脂酸根據(jù)其碳鏈?zhǔn)欠翊嬖陔p鍵分為飽和脂酸和不飽和脂酸飽和脂酸和不飽和脂酸 飽和脂酸的碳鏈不含雙鍵飽和脂酸的碳鏈不含雙鍵飽和脂酸以乙酸飽和脂酸以乙酸(CH3-COOH)為基本結(jié)構(gòu)，為基本結(jié)構(gòu)，不同的飽和脂酸的差別在于這兩基團(tuán)間亞甲基不同的飽和脂酸的差別在于這兩基團(tuán)間

12、亞甲基(-CH2-)的數(shù)目不同。的數(shù)目不同。2.不飽和脂酸的碳鏈含有一個(gè)或一個(gè)以上雙鍵不飽和脂酸的碳鏈含有一個(gè)或一個(gè)以上雙鍵 單不飽和脂酸單不飽和脂酸(monounsaturated fatty acid) 多不飽和脂酸多不飽和脂酸(polyunsaturated fatty acid)不飽和脂酸的雙鍵位置不同分屬于不飽和脂酸的雙鍵位置不同分屬于w w-3、w w-6、w w-7和和w w-9簇簇簇簇母體不飽和脂酸母體不飽和脂酸結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)w w-7軟油酸軟油酸9-16:1w w -9油酸油酸9-18:1w w -6亞油酸亞油酸9,12-18:2w w -3亞麻酸亞麻酸9,12,15-18:3同簇

13、的不飽和脂酸可由其母體代謝產(chǎn)生，如花同簇的不飽和脂酸可由其母體代謝產(chǎn)生，如花生四烯酸可由生四烯酸可由w w-6簇母體亞油酸產(chǎn)生。但簇母體亞油酸產(chǎn)生。但w w-3、w w-6和和w w-9簇多不飽和脂酸在體內(nèi)彼此不能相互轉(zhuǎn)化。簇多不飽和脂酸在體內(nèi)彼此不能相互轉(zhuǎn)化。動(dòng)物只能合成動(dòng)物只能合成-9及及-7系的多不飽和脂酸，不能系的多不飽和脂酸，不能合成合成-6及及-3系多不飽和脂酸。系多不飽和脂酸。表表5-1常見(jiàn)的脂酸常見(jiàn)的脂酸慣名慣名系統(tǒng)名系統(tǒng)名碳原子數(shù)碳原子數(shù)和雙鍵數(shù)和雙鍵數(shù)簇簇分子式分子式飽和脂酸飽和脂酸 月桂酸月桂酸 (lauric acid)n-十二烷酸十二烷酸12:0CH3(CH2)10C

14、OOH豆寇酸豆寇酸(myristic acid)n-十四烷酸十四烷酸14:0CH3(CH2)12COOH軟脂酸軟脂酸(palmitic acid)n-十六烷酸十六烷酸16:0CH3(CH2)14COOH硬脂酸硬脂酸(stearic acid)n-十八烷酸十八烷酸18:0CH3(CH2)16COOH花生酸花生酸(arachidic acid)n-二十烷酸二十烷酸20:0CH3(CH2)18COOH不飽和脂酸不飽和脂酸棕櫚棕櫚(軟軟)油酸油酸(palmitoleic acid)9-十六碳一烯酸十六碳一烯酸16:1w-7CH3(CH2)5CHCH(CH2)7COOH油酸油酸(oleic acid)9

15、-十八碳一烯酸十八碳一烯酸18:1w-9CH3(CH2)7CHCH(CH2)7COOH異油酸異油酸(Vaccenic acid)反式反式11-十八碳一烯十八碳一烯酸酸18:1w-7CH3(CH2)5CHCH(CH2)9COOH亞油酸亞油酸(linoleic acid)9,12-十八碳二烯酸十八碳二烯酸18:2w-6CH3(CH2)4(CHCHCH2)2(CH2)6COOHa-亞麻酸亞麻酸(a-linolenic acid)9,12,15-十八碳三烯十八碳三烯酸酸18:3w-3CH3CH2(CHCHCH2)3(CH2)6COOHg-亞麻酸亞麻酸(g-linolenic acid)6,9,12-十

16、八碳三烯酸十八碳三烯酸18:3w-6CH3(CH2)4(CHCHCH2)3(CH2)3COOH花生四烯酸花生四烯酸(arachidonic acid)5,8,11,14-二十碳四二十碳四烯酸烯酸20:4w-6CH3(CH2)4(CHCHCH2)4(CH2)2COOHtimnodonic acid (EPA)5,8,11,14,17-二十碳二十碳五烯酸五烯酸20:5w-3CH3CH2(CHCHCH2)5(CH2)2COOHclupanodonic acid (DPA)7,10,13,16,19-二十二二十二碳五烯酸碳五烯酸22:5w-3CH3CH2(CHCHCH2)5(CH2)4COOHcervonic acid (DHA)4,