生物化學(xué)課件：第15章-脂質(zhì)

第三章脂質(zhì)1（一）脂質(zhì)（lipid）定義脂質(zhì)，又稱脂類或類脂，是低溶于水，高溶于非極性溶劑的有機分子。對于大多數(shù)脂質(zhì)而言，其化學(xué)本質(zhì)是脂肪酸和醇所形成的酯類及其衍生物。是動物和植物體的重要組成成分。共性：不溶于水，而易溶于非極性溶劑如乙醚、氯仿、苯等。2單純脂類復(fù)合脂類衍生脂類(二)脂質(zhì)的分類I按化學(xué)組成分類3由脂肪酸和甘油形成的酯.包括:甘油三酯和蠟單純脂類單純脂類的衍生物：除了含有脂肪酸和醇外，還含有非脂分子的成分復(fù)合脂質(zhì)

磷脂糖脂硫脂5由單純脂類或復(fù)合脂類衍生而來或與它們關(guān)系密切。萜類：天然色素、香精油、天然橡膠固醇類：固醇（甾醇、性激素、腎上腺皮質(zhì)激素）其他脂類：維生素A、D、E、K等。衍生脂質(zhì)6（三）脂質(zhì)的功能71.貯存脂質(zhì)：2.結(jié)構(gòu)脂質(zhì)：

3.活性脂質(zhì)：

8激素、膽固醇、維生素等代謝燃料的貯存形式，它在體內(nèi)氧化可釋放大量能量以供機體利用。（1）作為細(xì)胞膜的主要（2）保護(hù)對組織器官起保護(hù)作用。皮下脂肪細(xì)胞（黃、白色）91011細(xì)胞膜12脂肪酸(Fattyacid,FA)脂肪酸是由一條長的烴鏈(“尾”)和一個末端羧基(“頭”)所組成的羧酸。脂肪酸飽和脂肪酸：月桂酸（14C）、硬脂酸（18C）不飽和脂肪酸單不飽和脂肪（monounsaturatedFA）：油酸多不飽和脂肪酸（polyunsaturatedFA）：（烴鏈不含雙鍵和三鍵）（烴鏈含有一個或多個雙鍵）（1個雙鍵）（兩個或兩個雙鍵）亞麻酸（3個）亞油酸（2個）花生四烯酸（4個）（一）種類15飽和脂肪酸16（二）、天然脂肪酸的結(jié)構(gòu)特點1.天然脂肪酸骨架的碳原子數(shù)目幾乎全部為偶數(shù)，這是因為在生物體內(nèi)脂肪酸是以二碳單位（乙酰CoA的形式）從頭合成的。奇數(shù)碳原子的脂肪酸在陸地生物中含量極少，某些海洋生物中則有相當(dāng)量的存在。2.天然脂肪酸碳骨架長度4-36個碳原子，16和18個碳最為常見，低于14碳的脂肪酸主要存在與乳脂中。2、必需脂肪酸（essentialfattyacid)人體不能合成，必需由膳食提供的對人體功能必不可少的多不飽和脂肪酸。PUFA:多不飽和脂肪酸亞油酸(ω－6PUFA）→γ亞麻酸→花生四烯酸α－亞麻酸（ω－3PUFA）→二十碳五烯酸（EPA）、二十二碳六烯酸（DHA）18由20碳的多不飽和脂肪酸衍生而來前列腺素凝血惡烷白三烯局部激素/自分泌調(diào)控分子19花生四烯酸類二十碳烷20前列腺素合酶血栓烷合酶趨化性，炎癥，過敏反應(yīng)促進(jìn)血小板聚集和收縮血管1.調(diào)節(jié)cAMP2.刺激平滑肌收縮3.影響睡眠和激素應(yīng)答4.誘發(fā)局部炎癥，引起疼痛5.擴張血管，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

腦黃金,人體必需脂肪酸對維持各種組織的功能必不可少，缺乏時可引發(fā)一系列癥狀，包括生長發(fā)育遲緩、皮膚異常鱗屑、不育、智力障礙等。DHA作為一種必需脂肪酸，其增強記憶與思維、提高智力、降低膽固醇、疏通血管的物質(zhì)、抑制血小板聚集、降低血黏度和擴張血管等作用。如人群流行病學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，體內(nèi)DHA含量高者的心理承受力強、智力發(fā)育指數(shù)高。DHA還有預(yù)防近視和改善視力的作用，如果婦女妊娠期膳食中缺乏DHA，可能會導(dǎo)致胎兒失明。亞麻油、大麻油和南瓜子油可以產(chǎn)生EPA三酰甘油和蠟（一）

酰基甘油（acylglycerol）呈液態(tài)：油（oil）不飽和脂肪酸呈固態(tài)：脂（fat）飽和脂肪酸常溫下油脂231分子甘油和3分子脂肪酸形成的酯脂肪酸飽和∽：16C軟脂酸、18C硬脂酸不飽和∽含1個雙鍵（油酸）含2個雙鍵（亞油酸）含3個雙鍵（亞麻酸）含4個雙鍵（花生四烯酸）1.三酰甘油(triacylglycerol,TG)的結(jié)構(gòu)24甘油（丙三醇）單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簡單三酰甘油混合三酰甘油2627282.化學(xué)性質(zhì)

1）水解與皂化三酰甘油能在酸、堿或酶作用下水解成脂肪酸和甘油.—CH＝CH－Ni加氫—CH2－CH2－2）氫化和鹵化

A．氫化在催化劑如Ni的存在的情況下油脂中的不飽和雙鍵與H2發(fā)生加成反應(yīng)使油脂被飽和的過程稱為氫化（hydrogenation）。氫化作用可將液態(tài)的植物油轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)脂，從而防止酸敗。油脂中的雙鍵氫化可制造人造黃油；鹵化反應(yīng)中吸收鹵素的量反映了不飽和鍵的多少。通常用碘值(價)（ioninevalue）來表示油脂的不飽和程度。碘值（價）:100g脂肪能吸收碘的g數(shù),用來表示油脂的不飽和程度。

—CH＝CH－＋I(xiàn)2—CH－CH－II油脂中不飽和雙鍵與鹵素發(fā)生加成反應(yīng)，生產(chǎn)鹵代脂肪酸，稱為鹵化作用。B．鹵化

3）酸敗與自動氧化脂肪長期暴露于潮濕悶熱的空氣中，受到空氣的作用，游離脂肪酸被氧化、斷裂生成醛、酮及低分子量脂肪酸，產(chǎn)生難聞的惡臭味，稱之酸敗。酸敗的原因有兩個：Ⅰ.油脂的不飽和成分發(fā)生自動氧化（autoxidation），產(chǎn)生過氧化物并進(jìn)而降解成揮發(fā)性醛、酮、酸的復(fù)雜混合物（主要）；Ⅱ.微生物通過自身的作用把油脂分解為游離的脂肪酸和甘油，在這些分解產(chǎn)物中一些低級脂肪酸具有揮發(fā)性臭味。中和1g油脂中游離脂肪酸所消耗KOH的mg數(shù)稱為酸值，可表示酸敗的程度。

4）脂質(zhì)過氧化（peroxidation）多不飽和脂肪酸的氧化變質(zhì)。典型的活性氧參與的自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)33主要是指在氧自由基誘發(fā)下發(fā)生生物膜不飽和脂肪酸中的一系列自由基反應(yīng),是氧自由基誘導(dǎo)的主要有害變化之一。自由基、活性氧和自由基鏈反應(yīng)1、自由基（freeradical）——分子/原子/基團(tuán)中有未配對電子的 一類物質(zhì)。很活潑，具有很強的掠奪性很容易形成穩(wěn)定的分子狀態(tài)34①輻射誘導(dǎo)自由基的形成：②熱誘導(dǎo)③單電子氧化還原H2O→hvH·＋·OH＋eaq-(C6H5COO)2→△2C6H5COO·→·C6H5+CO2Fe2++H2O2→Fe3++·OH+OH-35含氧的高反應(yīng)活性分子。存在未配對的自由電子，對細(xì)胞和基因有損害36活性氧中有一些是自由基，在這些自由基中，若不配對的電子位于氧，則成為氧自由基；活性氧中另一些則是非自由基的含氧物，如單線態(tài)氧。脂質(zhì)過氧化對機體的損傷脂質(zhì)過氧化

中間產(chǎn)物自由基終產(chǎn)物丙二醛膜流動性通透性受影響動脈粥樣硬化老年色素斑形成蛋白質(zhì)聚合交聯(lián)38抗氧化劑的保護(hù)作用抗氧化劑：SOD（超氧化物歧化酶）過氧化氫酶（谷胱甘肽過氧化物酶）(大蒜）維生素E/維生素Cβ胡蘿卜素具有還原性、能抑制靶分子自動氧化的物質(zhì)。39SOD：2O2+2H+H2O2+O2-?預(yù)防型抗氧化劑40過氧化氫酶（catalase）：

2H2O22H2O+O2谷胱甘肽過氧化物酶：

H2O2+2GSH2H2O+2GSSG41長鏈脂肪酸與長鏈一元醇/固醇形成的酯脂肪醇中的碳原子在16以上分布在生物體表面起保護(hù)作用植物蠟—防蟲蛀、防輻射、降低水分蒸發(fā)動物蠟—防水、保溫、筑巢（二）.蠟（wax）42巴西棕櫚蠟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非極性，不易溶于水稱非極性尾極性，易溶于水稱極性頭基本結(jié)構(gòu)47各種動物組織﹑臟器中都含有豐富的磷脂酰膽堿?？梢钥刂苿游餀C體代謝，防止脂肪肝的形成。常見的甘油磷脂（磷脂酰xx)磷脂酰絲氨酸

來自于血小板和損傷組織，可以引起損傷組織表面凝血酶原的活化，引發(fā)凝血過程，促進(jìn)傷口愈合。磷脂酰乙醇胺動物和植物中含量最豐富的磷脂，參與凝血過程。磷脂酰肌醇動物肝臟﹑心肌和腦中含有較多的磷脂酰肌醇。withinositolaspolarheadgroup,isanotherglycerophospholipid.Inadditiontobeingamembranelipid,phosphatidylinositolhasrolesincellsignaling.（二）鞘脂類具有一個極性頭和兩個非極性尾，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），在高等動物的腦髓鞘和紅細(xì)胞膜中特別豐富，也存在于許多植物種子中。鞘磷脂由鞘氨醇、脂肪酸和磷酰膽堿(少數(shù)是磷酰乙醇胺)組成。酸性鞘糖脂含有唾液酸唾液酸鞘糖脂（神經(jīng)節(jié)苷脂）552.鞘糖脂在神經(jīng)系統(tǒng)特別是神經(jīng)末梢中含量豐富。神經(jīng)節(jié)苷脂在腦灰質(zhì)和胸腺中含量豐富，與神經(jīng)沖動的傳導(dǎo)有關(guān)中性鞘糖脂半乳糖基神經(jīng)酰胺（腦苷脂）56最先從腦中獲得，糖基為半乳糖、葡萄糖等，其糖基在細(xì)胞面，參與細(xì)胞識別。57二酰甘油C-3上羥基與糖基以糖苷鍵相連。又被稱為糖基甘油脂。主要存在于植物微生物動物神經(jīng)的髓磷脂及精子的細(xì)胞膜中583、甘油糖脂（三）萜與類固醇不含脂肪酸，屬于不可皂化脂質(zhì)1.萜（terpene）Isopreneunit6061四萜（tetraterpene）6263+環(huán)戊烷多氫菲菲環(huán)戊烷2.類固醇（steroid）環(huán)戊烷多氫菲的一元醇及其衍生物1、結(jié)構(gòu)特點64雄性激素可的松（激素）維生素D膽固醇65cholesterol66在腦、肝、腎和蛋黃中含量很高，主要存在于細(xì)胞膜，屬于兩性分子，可轉(zhuǎn)化為多種活性物質(zhì)，血液中含量過高會導(dǎo)致動脈粥樣硬化。腦中固體物質(zhì)的17%為膽固醇。脂質(zhì)和蛋白質(zhì)以非共價鍵（次級鍵：疏水鍵、范德華引力等）結(jié)合形成的復(fù)合物。載脂蛋白（apolipoprotein，apo）脫輔基脂蛋白——與脂的運輸有關(guān)68（四）脂蛋白功能—載運甘油三酯和膽固醇脂蛋白模式圖甘油三酯和膽固醇核心低密度脂蛋白高—心肌梗塞的先兆？磷脂單分子層69生物膜一、細(xì)胞中的膜系統(tǒng)1、將內(nèi)含物與外環(huán)境分開2、物質(zhì)的運輸3、能量的轉(zhuǎn)換4、細(xì)胞的運動5、繁殖6、信號傳遞7、與臨近分子或細(xì)胞的相互作用二、生物膜的化學(xué)組成主要由脂質(zhì)（主要是磷脂）和蛋白質(zhì)（包括酶）組成，此外，有少量糖、金屬離子等。生物膜的組成，因膜的種類不同而有很大的差別。1、脂質(zhì)一個典型的生物膜含有磷脂、糖脂和固醇。由于磷脂和糖脂含有兩條烴鏈尾巴，可以精巧的組裝成脂雙層。脂雙層內(nèi)的脂分子的疏水尾巴指向雙層內(nèi)部，親水頭部與每一面的水相接觸。脂雙層傾向于閉合形成球形結(jié)構(gòu)。脂雙層的應(yīng)用——脂質(zhì)體（liposome）

脂質(zhì)體可用于轉(zhuǎn)基因，或制備的藥物，利用脂質(zhì)體可以和細(xì)胞膜融合的特點，將藥物送入細(xì)胞內(nèi)部磷脂分子在水溶液中自發(fā)形成脂雙層，并自我封合成雙層微囊，稱為脂質(zhì)體（liposome）。作為一種人造的微囊，用來向細(xì)胞或人體器官傳送疫苗、麻醉藥、酶或其它物質(zhì)。2.膜蛋白生物膜中存在兩種類型的膜蛋白：內(nèi)在膜蛋白、外周膜蛋白內(nèi)在膜蛋白也稱內(nèi)嵌膜蛋白，含有嵌入脂雙層疏水部位的疏水區(qū)。有些內(nèi)在膜蛋白橫跨脂雙層。外周膜蛋白通常通過離子鍵或氫鍵與膜脂的極性頭部或內(nèi)在膜蛋白結(jié)合。膜的不對稱分布性生物膜的流動性三、生物膜的兩個主要特征脂在生物膜的內(nèi)層和外層分布呈不對稱性。以人紅細(xì)胞質(zhì)膜為例，鞘磷脂和磷脂酰膽堿占了外膜總脂含量的80%以上；而在內(nèi)膜上，占優(yōu)勢的是磷脂酰乙醇胺和磷脂酰絲氨酸。1.膜組分的不對稱分布性膜蛋白在膜兩側(cè)的分布也是不對稱的。有的蛋白質(zhì)鑲嵌在脂雙層表面，有的則部分或全部嵌入其內(nèi)部，有的則橫跨整個膜。2.生物膜的流動性生物膜具有流動性，是正常生物膜的特征。1、膜脂的流動性:正常生理條件下膜脂處于流動狀態(tài)稱為