生物化學(xué)第2章-脂質(zhì)

生物化學(xué)

第二章脂質(zhì)第一頁(yè)，編輯于星期一：十六點(diǎn)三分。1、脂質(zhì)的概念

脂質(zhì)是脂肪(fat)及類脂(lipid)的總稱，具有下列3個(gè)特征：①是脂肪酸和醇形成的酯類及其衍生物②脂肪酸多是4碳以上長(zhǎng)鏈一元羧酸；醇成分包括甘油、鞘氨醇、高

級(jí)一元醇、固醇；

③不溶于水而高溶于脂溶劑，如乙醚、丙酮及氯仿等第一節(jié)脂質(zhì)簡(jiǎn)介十六（烷）酸三十烷醇蜂蠟組成第二頁(yè)，編輯于星期一：十六點(diǎn)三分。2.脂質(zhì)的分類按化學(xué)組成：按水解特征：可皂化脂質(zhì)，不可皂化脂質(zhì)按極性特征：非極性脂質(zhì)，極性脂質(zhì)第三頁(yè)，編輯于星期一：十六點(diǎn)三分。3.脂質(zhì)的生物學(xué)作用貯存脂質(zhì)：三酰甘油、蠟1g油脂在體內(nèi)完全氧化產(chǎn)生37kJ，而1g糖或蛋白質(zhì)產(chǎn)生17kJ能量；

不必?cái)y帶象貯存多糖那樣的結(jié)合水

結(jié)構(gòu)脂質(zhì)：磷脂、固醇、糖脂

細(xì)胞的外周膜，核膜和各種細(xì)胞器的膜

活性脂質(zhì)：類固醇、萜類

少量，但是具有專一的生物活性豚鼠的脂肪細(xì)胞擬南芥的子葉細(xì)胞第四頁(yè)，編輯于星期一：十六點(diǎn)三分。第二節(jié)脂肪酸一條長(zhǎng)的烴鏈（尾）和一個(gè)末端羧基（頭）組成的羧酸線型不分支第五頁(yè)，編輯于星期一：十六點(diǎn)三分。（一）脂肪酸的種類第六頁(yè)，編輯于星期一：十六點(diǎn)三分。（二）脂肪酸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及命名自然界存在的脂肪酸幾乎都是雙數(shù)碳鏈，奇數(shù)碳原子的脂肪酸在陸地生物中含量極少，海洋生物中含量豐富。各類脂肪酸都有其一定的存在范圍和特殊生理功能(Table2-2,page83)大多數(shù)單不飽和脂肪酸的雙鍵位于C9-C10之間，而且天然脂肪酸中的雙鍵多為順式第七頁(yè)，編輯于星期一：十六點(diǎn)三分。（2）數(shù)字簡(jiǎn)寫命名法飽和脂肪酸，如十六碳飽和脂肪酸，又稱16:0不飽和脂肪酸Δ編碼體系Δ9c,12cc（cis）表示雙鍵是順式t（trans）表示雙鍵是反式（1）系統(tǒng)命名或習(xí)慣名系統(tǒng)命名，如：十六烷酸、十八碳-9-烯酸（順）習(xí)慣名，如：棕櫚酸、油酸脂肪酸的命名第八頁(yè)，編輯于星期一：十六點(diǎn)三分。（三）脂肪酸的理化性質(zhì)烴鏈的長(zhǎng)度和不飽和度影響脂肪酸和含脂肪酸化合物的溶解度：烴鏈越長(zhǎng)，溶解度越低烴鏈的飽和度影響脂肪酸和含脂肪酸化合物的熔點(diǎn)：例如：室溫下，12:0到24:0的飽和脂肪酸為蠟狀固體，同樣鏈長(zhǎng)的不飽和脂肪酸則為油狀液體。不飽和鍵越多，熔點(diǎn)越低（有序性差，范德華力低）順式異構(gòu)體熔點(diǎn)比反式低第九頁(yè)，編輯于星期一：十六點(diǎn)三分。脂肪酸鹽與乳化作用脂肪酸鹽(鈉皂和鉀皂)具有親水的羧基和疏水的烴鏈，是兩親分子，是一種離子去污劑，例如肥皂、十二烷基硫酸鈉（SDS）乳化：油滴被去污劑分子包圍，處于微團(tuán)中，可作為親水物質(zhì)懸于水中形成乳膠，該過(guò)程成為乳化。

水油（四）脂肪酸鹽與乳化作用第十頁(yè)，編輯于星期一：十六點(diǎn)三分。必需多不飽和脂肪酸人類及哺乳動(dòng)物不能在脂肪酸中引入超過(guò)Δ9的雙鍵，而有些不飽和脂肪酸又是必不可少的，必需有膳食供應(yīng)，例如亞油酸（ω-6系列）和亞麻酸（ω-3系列），稱為必需不飽和脂肪酸（五）必需多不飽和脂肪酸第十一頁(yè)，編輯于星期一：十六點(diǎn)三分。第三節(jié)三酰甘油和蠟第十二頁(yè)，編輯于星期一：十六點(diǎn)三分。1.蠟概念：長(zhǎng)鏈脂肪酸和長(zhǎng)鏈一元醇或固醇形成的酯。脂肪酸長(zhǎng)度C14-C36，醇的長(zhǎng)度約C16-C30。簡(jiǎn)單的通式：RCOOR’蠟分子含有很弱的極性頭部（?；糠郑┖头菢O性尾巴(兩條長(zhǎng)烴鏈)，所以蠟完全不溶于水，其硬度取決于烴鏈的長(zhǎng)度和不飽和度。蠟可作為能量?jī)?chǔ)存(例如浮游微生物)、防水、防害蟲(chóng)、化妝品等廣泛用途。棕櫚酸鯨蠟醇十六（烷）酸三十烷醇第十三頁(yè)，編輯于星期一：十六點(diǎn)三分。2.三酰甘油三酰甘油：為甘油與3分子脂肪酸縮合成酯，又稱中性脂或真脂；常溫下呈液態(tài)為油，固態(tài)為脂。稱脂肪或真脂，也稱中性脂。通式如下。R1=R2=R3時(shí)，化合物為簡(jiǎn)單三酰甘油；不同時(shí)，為混合三酰甘油。天然油脂都是簡(jiǎn)單、混合三酰甘油混合物。如果α碳羥基與一個(gè)長(zhǎng)鏈烷基或烯基以醚鍵相連，另兩個(gè)為酯鍵，成為烷醚?；视?。第十四頁(yè)，編輯于星期一：十六點(diǎn)三分。甘油三酯的理化特性

純的三酰甘油無(wú)色無(wú)味；稠性液體或者蠟狀固體；不溶于水，略溶于低級(jí)醇，易溶于非極性有機(jī)溶劑，如乙醚、氯仿、石油醚等；天然油脂屬于簡(jiǎn)單和混合三酰甘油混合物，沒(méi)有固定熔點(diǎn)，隨著組分中不飽和脂肪酸和低相對(duì)分子量脂肪酸的比例增高而降低。

第十五頁(yè)，編輯于星期一：十六點(diǎn)三分。甘油三酯的理化特性

皂化和皂化值：甘油三酯能被酸、堿及脂酶所水解，產(chǎn)生甘油及脂肪酸。如果水解劑是堿，則得甘油和脂肪酸鹽，這種鹽類稱皂，堿水解脂肪的作用為皂化作用。

皂化價(jià)為皂化1g脂肪所需的KOH的mg數(shù)。通常從皂化價(jià)的數(shù)值即可略知混合脂酸或混合脂肪的平均相對(duì)分子質(zhì)量。

第十六頁(yè)，編輯于星期一：十六點(diǎn)三分。

氫化、鹵化和碘值：氫化或鹵化：油脂中的不飽和脂肪在有催化劑如Ni的影響下，其脂肪酸的雙鍵可與氫或鹵素（溴或碘）加成反應(yīng)而成飽和脂，這個(gè)作用稱氫化或鹵化。氫化可將液態(tài)植物油轉(zhuǎn)變成固態(tài)脂，例如人造黃油。

碘值：鹵化反應(yīng)中吸收鹵素的量反應(yīng)不飽和鍵的多少，通常用碘值表示，即100g油脂鹵化時(shí)所能吸收的碘克數(shù)。第十七頁(yè)，編輯于星期一：十六點(diǎn)三分。

酸敗和酸值：酸?。河椭械牟伙柡统煞肿詣?dòng)氧化后，產(chǎn)生過(guò)氧化物進(jìn)而降解成揮發(fā)性酮、醛、酸的混合物，產(chǎn)生難聞氣味，這種現(xiàn)象為酸敗。酸敗原因有二：①自動(dòng)氧化，即空氣中的分子氧在常溫常壓下使油脂氧化產(chǎn)生過(guò)氧化物進(jìn)而降解成揮發(fā)性醛、酮、酸的混合物；②因微生物的作用，把油脂分解為游離脂肪酸和甘油，產(chǎn)生低級(jí)脂肪酸或者酶促產(chǎn)生揮發(fā)性低級(jí)酮。故陳腐脂類酸敗的原因，大概不外乎水解與氧化。酸敗程度的大小用酸價(jià)來(lái)表示。酸價(jià)就是中和1g脂類的游離脂酸所需的KOHmg數(shù)。第十八頁(yè)，編輯于星期一：十六點(diǎn)三分。復(fù)合脂質(zhì)：磷脂第十九頁(yè)，編輯于星期一：十六點(diǎn)三分。第二十頁(yè)，編輯于星期一：十六點(diǎn)三分。磷脂概念：包括甘油磷脂和鞘磷脂兩類，主要參與細(xì)胞膜系統(tǒng)的組成，可以看做由sn-甘油-3-磷酸衍生（磷脂酸）。磷脂酸的磷酸基進(jìn)一步被極性醇X-OH酯化后，形成甘油磷脂。

磷脂甘油磷脂鞘磷脂L-α-磷脂酸

其他甘油磷脂甘油磷脂/磷酸甘油酯酯化X-OH常見(jiàn)為含氮堿，如膽堿、乙醇胺、絲氨酸等：（一）磷脂的結(jié)構(gòu)第二十一頁(yè)，編輯于星期一：十六點(diǎn)三分。X-OH常見(jiàn)為含氮堿，如膽堿、乙醇胺、絲氨酸等。第二十二頁(yè)，編輯于星期一：十六點(diǎn)三分。親水性的磷酸酯基和親脂的脂肪酸鏈，是優(yōu)良的兩親性分子其他重要的甘油磷脂：磷脂酰乙醇胺，磷脂酰絲氨酸等。

當(dāng)X=膽堿時(shí)：極性頭部非極性尾部膽堿第二十三頁(yè)，編輯于星期一：十六點(diǎn)三分。（二）磷脂的一般性質(zhì)純的甘油磷脂為白色蠟狀固體溶于大多數(shù)含少量水的非極性溶劑，但難溶于無(wú)水丙酮磷脂是兩親脂質(zhì)，在水中形成雙分子層的微囊，是成膜分子第二十四頁(yè)，編輯于星期一：十六點(diǎn)三分。

醚甘油磷脂通式縮醛磷脂血小板活化因子C1位上不是O-?；?，而是O-醚基第二十五頁(yè)，編輯于星期一：十六點(diǎn)三分。2.鞘磷脂——提供醇的部分與甘油磷脂不同第一步：–NH2被脂肪酸酰胺化成神經(jīng)酰胺第二步：C1位-OH被磷酰膽堿或磷酰乙醇胺酯化成鞘磷脂概念：鞘磷脂，即鞘氨醇磷脂，由鞘氨醇、脂肪酸和磷酰膽堿組成，在高等動(dòng)物的腦髓鞘和紅細(xì)胞膜中含量豐富。18碳不飽和4-烯鞘氨醇第二十六頁(yè)，編輯于星期一：十六點(diǎn)三分。復(fù)合脂質(zhì)：糖脂第二十七頁(yè)，編輯于星期一：十六點(diǎn)三分。糖脂概念：糖脂指糖通過(guò)半縮醛羥基以糖苷鍵與脂質(zhì)相連接的化合物。依據(jù)醇的部分不同分為鞘糖脂和甘油糖脂。1.鞘糖脂：以神經(jīng)胺酰為母體，其1位羥基與糖基以糖苷鍵相連。動(dòng)物的鞘糖脂：糖基部分：D-葡萄糖，D-半乳糖、N-乙酰葡糖胺，N-乙酰半乳糖胺，巖藻糖，唾液酸。根據(jù)糖基是否含有唾液酸或硫酸基成分又分為中性和酸性鞘糖脂。糖基唾液酸第二十八頁(yè)，編輯于星期一：十六點(diǎn)三分。中性鞘糖脂：糖基不含唾液酸成分，第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)的鞘糖脂是半乳糖基神經(jīng)酰胺，最初從人腦中獲得，又稱腦苷脂，現(xiàn)在泛指半乳糖基神經(jīng)酰胺和葡糖基神經(jīng)酰胺。鞘糖脂的疏水尾巴深入細(xì)胞膜的內(nèi)部，極性糖基露在細(xì)胞表面，是血型抗原，還具有組織特異性，參與細(xì)胞識(shí)別。第二十九頁(yè)，編輯于星期一：十六點(diǎn)三分。酸性鞘糖脂：唾液酸鞘糖脂：糖基含唾液酸成分，又稱神經(jīng)節(jié)苷脂，是最重要的鞘糖脂，在神經(jīng)沖動(dòng)傳遞中其重要作用。其糖基都是寡糖鏈，具有一個(gè)或者多個(gè)唾液酸。在人體內(nèi)神經(jīng)節(jié)苷脂母核幾乎都是N-乙酰神經(jīng)氨酸。硫酸鞘糖脂：糖基部分被硫酸化，稱硫苷脂，與血液凝固和細(xì)胞粘著有關(guān)。硫酸腦苷脂唾液酸神經(jīng)節(jié)苷脂GM1a第三十頁(yè)，編輯于星期一：十六點(diǎn)三分。2.甘油糖脂二酰甘油分子3-OH以糖苷鍵與糖基相連，例如單半乳糖二?；视?。主要存在于植物界和微生物中。第三十一頁(yè)，編輯于星期一：十六點(diǎn)三分。衍生脂類：萜類和類固醇第三十二頁(yè)，編輯于星期一：十六點(diǎn)三分。萜類與類固醇：衍生脂類，不含脂肪酸,不可皂化；重要的活性脂質(zhì)；也是以乙酸為合成前體.1.萜類(terpene)頭尾頭尾相連尾尾相連按照異戊二烯數(shù)目，萜類分為單萜、倍半萜、雙萜等。單萜是植物精油的成分；倍半萜存在很多中草藥中；雙萜是葉綠素分子組成；三萜是干固醇前體；四萜可形成多種色素；多萜可形成天然橡膠。第三十三頁(yè)，編輯于星期一：十六點(diǎn)三分。2.類固醇（甾類）多氫菲環(huán)戊烷角甲基甾核：環(huán)戊烷多氫菲，類固醇母體結(jié)構(gòu)特征：C3位羥基、酮基；C17位羥基、酮基或其他形式側(cè)鏈C4-5間、C5-6間常為雙鍵A為苯環(huán)時(shí)，無(wú)C19角甲基核心結(jié)構(gòu)為包含3個(gè)六元環(huán)1個(gè)五元環(huán)、帶有兩個(gè)角甲基的甾核(steroidnucleus)；甾核構(gòu)象近似一個(gè)剛性的平面；存在于大多數(shù)真核細(xì)胞的生物膜中；第三十四頁(yè)，編輯于星期一：十六點(diǎn)三分。2.1類固醇——固醇——膽固醇膽固醇：兩親分子：極性C3羥基，非極性烷烴側(cè)鏈及甾核；生物學(xué)作用：細(xì)胞膜的重要組成；是類固醇激素和膽汁酸的前體；動(dòng)脈粥樣硬化斑塊成分之一；是生理必需，但過(guò)量有害，例如膽結(jié)石就是膽固醇的晶體。烷烴側(cè)鏈固醇/甾醇：C3位上β-OH，C17位上8-10碳原子烴鏈。種類：動(dòng)物固醇，如膽固醇；植物固醇，如豆固醇、菜油固醇；真菌固醇，如麥角固醇等；細(xì)菌不能合成固醇，但是有些細(xì)菌能夠把外源固醇類整合到細(xì)胞膜上；第三十五頁(yè)，編輯于星期一：十六點(diǎn)三分。2.2固醇衍生物——膽汁酸

在肝臟中由膽固醇直接轉(zhuǎn)化而來(lái)；是機(jī)體內(nèi)膽固醇的主要代謝產(chǎn)物；3,7,12位上為α羥基，10及13位上甲基為β取向，羧基伸向羥基一面，所以膽汁酸也是兩親分子；膽汁酸是腸道的去污劑，能乳化油脂，形成微團(tuán)，從而便于水溶性脂酶發(fā)揮作用，促進(jìn)腸道中油脂及脂溶性維生素的消化吸收。第三十六頁(yè)，編輯于星期一：十六點(diǎn)三分。脂蛋白第三十七頁(yè)，編輯于星期一：十六點(diǎn)三分。3.脂蛋白概念：脂質(zhì)與蛋白質(zhì)以非共價(jià)鍵（疏水作用、范德華力、靜電引力）結(jié)合而成的復(fù)合物；脂蛋白中的蛋白質(zhì)部分稱載脂蛋白（apo）；脂蛋白廣泛分布于血漿，又稱血漿脂蛋白。脂質(zhì)在血液中的轉(zhuǎn)運(yùn)以脂蛋白復(fù)合體形式進(jìn)行；按密度分類：蛋白質(zhì)平均密度為1.3-1.4g/cm3,脂質(zhì)則為0.8-0.9g/cm3；脂蛋白復(fù)合體中蛋白含量越多，復(fù)合體的密度越來(lái)，反之，脂質(zhì)