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1、第二章 脂质与生物膜,主讲：杨阳（助教）,Tel：15803588106,脂类的概念、分类 单脂和复脂的结构与性质 固醇的结构、性质 萜类脂蛋白生物膜的组成与结构,主要内容：,第一节 概述,一、概念溶解性质：一类低溶于水而高溶于非极性溶剂的生物有机分子。化学本质：脂肪酸和醇所形成的脂类及其衍生物。 脂肪酸+醇酯，酯的衍生物 脂肪酸多为4-36碳的长链一元羧酸 R-COOH 醇成分甘油（丙三醇）、鞘氨醇、高级一元醇和固醇 R-OH,二.脂质的分类,（多异戊二烯聚合醇）天然色素、天然橡胶,脂质（化学组成）,按能否被碱水解：皂化脂类和非皂化脂类,三、脂类的主要生理功能,1提供能量。体内氧化1g脂肪可
2、得到38KJ热能。氧化1g糖或蛋白质只能得到17KJ热能,2保护作用和御寒作用,3为脂溶性物质提供溶剂，促进人及动物体吸收脂 溶性物质。,4提供必需脂肪酸。,5构建生物膜。,6脂类作为细胞表面的物质，与细胞识别、免疫等密切相关。,7有些脂类还具有维生素和激素的功能。,第二节 脂肪酸（FA）,一、概述1、概念 一条长的烃链“尾”和一个末端羧基“头”组成的羧酸。2、分类3、命名 俗 名：主要反映其来源 例：亚油酸 羊脂酸 系统名：反映其碳原子数目，双键数和位置,系统名：反映其碳原子数目、双键数和位置。 硬脂酸的系统名是十八烷酸，用18：0表示，其中“18”表示碳链长度，“0”表示无双键；油酸是十八
3、碳烯酸，用18：1表示，“1”表示有一个双键。反油酸用18：19t表示，“9t”双键位置上标数字亚油酸18：29c,12ct:trans 反式c:cis 顺式,二：天然脂肪酸的特点1、由偶数碳原子构成的一元酸，最多见的是C16、18、22。 Why？二碳单位（乙酰CoA）从头合成的，奇数碳原子的脂肪酸存在，某些海洋生物中。2、动物的脂肪酸，碳骨架为线性。碳链无分支 细菌、动物脂肪酸大多数是饱和的，动物脂肪酸双键一般为1-4，少数为6 植物（高等植物）不饱和脂肪酸丰富。3、双键多位顺式构型，少数是反式构型。4、相邻双键之间都插入亚甲基，不构成共轭体系。 -CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-
4、CH2- 非共轭双键 -CH2-CH=CH-CH=CH-CH2- 共轭双键 非共轭系统中两个双键之间的亚甲基可直接发生化学反应，形成自由基，共轭双键系统都很活泼，电子离域作用，这类脂肪酸容易发生聚合作用。,三、脂肪酸的空间构象,saturated FA：中的烃链的柔性很大，能以多种构象形式存在。因为碳骨架每个单键可完全自由旋转,unsaturated FA：出现一个或多个结节，30刚性弯曲。,1、溶解度：烃链愈短，溶解度愈高。2、熔 点：烃链长度，不饱和程度有关。 相同链长的不饱和脂肪酸熔点比饱和脂肪酸低，双键愈多熔点愈低。3、脂肪酸盐与乳化作用,四、FA理化性质,五、必需多不饱和脂肪酸（es
5、sential fatty acid）,六、类二十碳烷（了解）,第三节 单 脂,三酰甘油、蜡,一、酰基甘油,二、三酰甘油 TG,1、甘油和脂肪酸形成的三脂。 2、R1=R2=R3 简单三酰甘油 R1R2R3 混合三酰甘油 大多数天然油脂都是这两种的复杂混合物，常温下呈液态的三酰甘油称为油（oil），固态的称为脂（fat）,三、三酰甘油的物理、化学性质,第三节 单 脂,（二）化学性质1、水解与皂化（由酯键产生的性质）,皂化作用：脂肪被碱水解成甘油和脂酸盐的作用。,皂化值（价）saponification number or value 皂化1g脂肪所需KOH的mg数。,可略知混合脂肪酸或混合脂肪
6、的平均相对分子质量。,2、由不饱和脂酸产生的性质,A氢化：,（二）化学性质,2、由不饱和脂酸产生的性质,B卤化：,（二）化学性质,碘值（价）（iodine number or value）: 100g脂肪能吸收碘的g数。卤化反应中吸收卤素的量反映不饱和程度。碘价来表示油脂中的不饱和程度。,2、由不饱和脂酸产生的性质,C氧化：,（二）化学性质,温和条件下氧化（如空气）,2、由不饱和脂酸产生的性质,C氧化：,（二）化学性质,剧烈条件下氧化（如臭氧）,2、由不饱和脂酸产生的性质,D酸败（rancidity）,（二）化学性质,水解性酸败：由于光、热或微生物的作用，使油脂水解生成脂酸，低级脂酸有臭味，称
7、水解性酸败。,酸败的概念,氧化性酸败：由于空气中的氧使不饱和脂酸氧化，产生醛和酮等，称氧化性酸败。,酸值（价）（acid number or value）：中和1g油脂中的自由脂酸所需KOH的mg数。,3、由羟基脂酸产生的性质,（二）化学性质,乙酰值（价）acetylation number or value中和1g乙酰酯经皂化释放出的乙酸所需KOH的mg数。样品中所含羟基有多少,四、蜡（wax）,1、概念 长链脂肪酸和长链一元醇或固醇形成的酯。简单蜡的通式：ROOR天然的蜡是多种蜡酯的混合物,主要的蜡 存在于动物分泌物中，起保护作用,（1）蜂蜡,（2）虫蜡（白蜡）白蜡可作为医药、纺织、蜡纸、
8、制作模型等原料。,（3）羊毛蜡（羊毛脂）用于制造护肤化妆品膏霜及乳液等， 也用于皮革润饰剂、上光剂及用于制造蜡笔、地板蜡等。,注 意：,蜡和石蜡不能混淆。石蜡是石油中得到的含有26-30个碳原子的直链烷烃的混合物，与蜡的化学组成完全不同。,！,complex lipid or compound lipid,一、磷脂（phospholipid or phosphatide）,细胞膜系统,1甘油磷脂（glycerophosphatide）,（1）通式,甘油磷脂通式,亦称磷脂酰甘油,X,非极性，不易溶于水称非极性尾,极性，易溶于水称极性头,（2）几种常见的甘油磷脂,磷脂酰胆碱（phosphatidy
9、l Choline, PC） 也称卵磷脂（lecithin）,防止脂肪肝形成,X: 乙醇胺,磷脂酰乙醇胺phosphatidyl ethanolamine 也称脑磷脂（cephalin）,磷脂酰丝氨酸phosphatidyl serine血小板第三因子,X: 丝氨酸,凝血酶原活化,卵磷脂与脑磷脂在体内可互变,丝氨酸,乙醇胺,胆碱, 磷脂酰肌醇 phosphatidyl inositol 也称肌醇磷脂 inositol phosphatide,X: 肌醇,肌醇（myo-inositol）,1、4、5形成磷酸酯,(IP3 ),(DG),IP3（三磷酸肌醇），DG（二酰甘油DAG前体）是第二信使，与
10、细胞内信号传递有关。, 缩醛磷脂（plasmalogen） 也称生醛磷脂或磷脂酰缩醛,X: 胆碱，胆碱缩醛磷脂,乙醇胺，乙醇胺缩醛磷脂,丝氨酸，丝氨酸缩醛磷脂,C2上留下的羟基和C1位脂稀键旁的碳键合，形成缩醛磷脂。,板书,醚甘油磷脂, 心磷脂（cardio lipid or cardiolipin） 也称双磷脂酰甘油（diphosphatidyl glycerol）,唯一带两个负电荷的磷脂, 磷脂酰甘油phosphatidyl glycerol,X: 甘油,磷脂结构总结,2鞘氨醇磷脂（phosphosphingolipid） 鞘磷脂,（1）结构：,phospho-,鞘氨醇+脂肪酸+磷酰胆碱,
11、（2）分布高等动物的脑髓鞘及红细胞膜，植物种子中,二、糖脂（glycolipid）定义：糖通过其半缩醛羟基以糖苷键与脂质连接的化合物1、甘油醇糖脂分布：植物的叶绿体和微生物的质膜含有大量的甘油糖脂、结构：二酰甘油+己糖（半乳糖）,2N-酰基鞘氨醇糖脂（神经酰胺糖脂）组成：醇（鞘氨醇）、脂酸、糖根据糖基的不同，可分为两大类,（1）脑苷脂：糖基为中性糖,（2）神经节苷脂：糖基中除中性糖基外，还含唾液酸。,（1）脑苷脂（脑糖脂）（cerebroside）,N-酰基鞘氨醇糖脂,（2）神经节苷脂（神经节糖脂）（ganglioside）,不含脂肪酸（固醇酯除外），所以不能皂化非皂化物一、固醇类甾醇环状醇，
12、环戊烷多氢菲的衍生物。,C3上有一个羟基，C10、C13各有一个角甲基，C17上有侧链,甾核,、-型异构体,-型固醇,-型固醇,在环上的取代基，若在环平面以下的称为,在环上的取代基，若在环平面以上的称为,胆固醇、胆固醇酯、7-脱氢胆固醇和粪固醇（1）胆固醇分布：神经组织、血液、胆汁、肝、肾及皮肤组织。 生物体内的胆固醇有以游离形式存在的，也有与脂肪酸结合而以胆固醇酯的形式存在。结构：,Cholesterol,测链含8个碳原子的饱和烃链固醇衍生物。,性质：, 成酯反应, 加成反应, 氧化反应, 脱氢反应,胆固烯酮,7-脱氢胆固醇, 胆固醇可变为一些重要的化合物,胆固醇是合成胆汁酸、类固醇激素、维
13、生素D等生理活性物质的前体。,胆汁酸（在肝中合成）参与肠道脂类吸收,肾上腺皮质激素、雌激素、雄激素,谷固醇、豆固醇、菜油固醇等,在肠内与胆固醇结合成低溶解度的复合物，干扰了食物中胆固醇（外源性）从胃肠道吸收，并能干扰胆汁中胆固醉（内源性）的重吸收，使胆固醇随粪便排泄，从而达到降低血清胆固醇的作用。用于高胆固酵血症和防治动脉硬化症。,酵母和麦角菌产生的麦角固醇（ergosterol）。结构：,在阳光下和紫外线照射下，可转变为维生素D2（VD2），故麦角固醇又称VD2原。,二、类固醇 固醇的衍生物称为类固醇，包括胆酸及胆汁酸、固醇激素和一些植物固醇衍生物。胆 酸结构：C12，C7，C3各连接一个羟
14、基，侧链R=,固醇激素一类存在人和动物体内的，起调节代谢作用的一类固醇衍生物。肾上腺皮质激素，性激素C3上除少数为羟基外，多数为酮基。植物类固醇一类存在于植物中的固醇衍生物。许多有较强的生理活性，可作为多种药物的药理成分。强心苷：使心肌收缩作用增强、心率减慢，用于治疗心力衰竭、心率失常等心脏病。皂素：用于合成固醇激素的原料。,一、定义 不严格的说：萜类化合物是从植物体取得的一系列有香味的物质的统称。 一般不含脂肪酸，属不可皂化脂质。 异戊二烯规则：从结构上来看，大多数萜类分子中的c原子数都是5的整数倍，而且可以看出都是由异戊二烯单位首尾相连而组成。,二、分类单萜、倍半萜、双萜、三萜、四萜单 萜：10碳 例：薄荷醇、冰片倍半萜：15碳 例：法尼醇双 萜：20碳 例：叶绿醇（合成VA、VE的原料）三 萜：30碳 四 萜：40碳 例：类胡萝卜素、番茄红素,开链萜,开链萜中有很多是珍贵的香料，如橙花醇(玫瑰香气)，柠檬醛等,橙花醇 香叶醇 柠檬醛a 柠檬醛b,其中香叶醇是一种蜜蜂的体外激素,单环萜,这一类化合物都含有一个六元碳环，他们以椅式构象存在。其中较重要的有： 对孟烷（香料中间体）骨架的薄荷醇与苧烯：,对孟烷 薄荷醇 苧烯,*,*,*,
