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1、第四章 脂质与生物膜 第一节第一节 脂脂 质质 概概 述述一、脂质的概念一、脂质的概念一、脂质的概念一、脂质的概念低溶于水而溶于非极性有机溶剂的生物有机分子。低溶于水而溶于非极性有机溶剂的生物有机分子。化学本质是脂肪酸和醇形成的酯及其衍生物。化学本质是脂肪酸和醇形成的酯及其衍生物。 脂质（脂质（lipid） 羧酸羧酸醇醇二、脂质的组成二、脂质的组成甘油（丙三醇）甘油（丙三醇） Glycerol （游离）胆固醇（游离）胆固醇 (Free) Cholesterol, FC鞘氨醇鞘氨醇 Sphingosine （游离）脂肪酸（游离）脂肪酸 (Free) Fatty acid, FA 长链醇长链醇甘油
2、三酯甘油三酯 甘油磷脂甘油磷脂( (phosphoglyceridesphosphoglycerides)胆固醇酯胆固醇酯FA胆固醇FAFAFA 甘甘甘甘油油油油FAFAPiX 甘甘甘甘油油油油X=胆碱、水、 乙醇胺、丝 氨酸、甘油、 肌醇、磷脂 酰甘油等 鞘脂鞘脂鞘磷脂鞘磷脂鞘糖脂鞘糖脂FA鞘氨醇FAPiX鞘氨醇FA糖鞘氨醇 分类分类分类分类含量含量含量含量 分布分布分布分布 生理功能生理功能生理功能生理功能 甘油三酯甘油三酯 9595脂肪组织、脂肪组织、血浆血浆1 1，储脂供能，储脂供能2 2，提供必需脂肪酸，提供必需脂肪酸3 3，促进脂溶性维生素吸收，促进脂溶性维生素吸收4 4，热垫作用
3、，热垫作用5 5，保护垫作用，保护垫作用6 6，构成血浆脂蛋白，构成血浆脂蛋白糖酯、糖酯、胆胆固固醇及其酯、醇及其酯、磷脂磷脂5 5生物膜、生物膜、神经、神经、血浆血浆1 1，维持生物膜的结构和功能，维持生物膜的结构和功能2 2，胆固醇可转变成类固醇激，胆固醇可转变成类固醇激 素、维生素、胆汁酸等素、维生素、胆汁酸等3 3，构成血浆脂蛋白，构成血浆脂蛋白一、脂肪酸一、脂肪酸(fatty acid, FA) 大部分以结合形式存在。大部分以结合形式存在。 游离脂肪酸的来源：游离脂肪酸的来源：自自身身合合成成以以脂脂肪肪形形式式储储存存，需需要要时时从从脂脂肪肪动动员员，多多为为饱饱和脂肪酸和脂肪酸
4、和和单单不不饱饱和脂肪酸和脂肪酸食食物物供供给给包包括括各各种种脂脂肪肪酸酸，其其中中一一些些不不饱饱和和脂脂肪肪酸酸，动动物不能自身合成，需从植物中物不能自身合成，需从植物中摄摄取。取。第二节 三酰甘油脂肪酸脂肪酸硬脂酸硬脂酸（18碳）碳）软脂酸软脂酸（16碳）碳）饱和脂肪酸饱和脂肪酸不饱和脂肪酸不饱和脂肪酸亚油酸亚油酸：18:2 9,12 亚麻酸亚麻酸：18:3 9,12,15花生四烯酸花生四烯酸：20:4 5,8,11,14 1.脂肪酸的结构和命名通俗名、系统名和简写符号通俗名、系统名和简写符号4-364-36个碳的碳氢链和一个末端羧基组成的羧酸个碳的碳氢链和一个末端羧基组成的羧酸根据是
5、否含双键或三键分为：根据是否含双键或三键分为：图图：脂脂肪肪酸酸的的结结构构软脂酸软脂酸棕榈油酸棕榈油酸反式反式-9-十八碳烯酸十八碳烯酸亚油酸亚油酸2.生物脂肪酸的结构特点生物脂肪酸的结构特点n n大多数脂肪酸的大多数脂肪酸的大多数脂肪酸的大多数脂肪酸的C C原子数在原子数在原子数在原子数在10-2010-20之间，均为偶之间，均为偶之间，均为偶之间，均为偶数，以数，以数，以数，以1616、18C18C最常见；最常见；最常见；最常见；n n不饱和脂肪酸有一双键位于第不饱和脂肪酸有一双键位于第不饱和脂肪酸有一双键位于第不饱和脂肪酸有一双键位于第9 9、1010位碳原子之位碳原子之位碳原子之位碳
6、原子之间；间；间；间；n n天然不饱和脂肪酸双键大多为顺式结构，少数为天然不饱和脂肪酸双键大多为顺式结构，少数为天然不饱和脂肪酸双键大多为顺式结构，少数为天然不饱和脂肪酸双键大多为顺式结构，少数为反式。反式。反式。反式。3.脂肪酸的物理和化学性质脂肪酸的物理和化学性质碳链越长，双键越少，溶解度越低。碳链越长，双键越少，溶解度越低。碳链越长，双键越少，溶解度越低。碳链越长，双键越少，溶解度越低。相同链长时饱和脂肪酸的熔点高于不饱和脂肪酸，相同链长时饱和脂肪酸的熔点高于不饱和脂肪酸，相同链长时饱和脂肪酸的熔点高于不饱和脂肪酸，相同链长时饱和脂肪酸的熔点高于不饱和脂肪酸，双键愈多，熔点愈低。双键愈多
7、，熔点愈低。双键愈多，熔点愈低。双键愈多，熔点愈低。软脂酸软脂酸油酸油酸硬脂酸硬脂酸亚油酸亚油酸亚麻酸亚麻酸花生四烯酸花生四烯酸 油油脂脂饱和脂肪酸饱和脂肪酸单不饱和脂肪酸单不饱和脂肪酸多不饱和脂肪酸多不饱和脂肪酸大豆油大豆油142561花生油花生油145036玉米油玉米油152461葵花子油葵花子油121969棉子油棉子油281854芝麻油芝麻油154144棕榈油棕榈油513910猪猪脂脂384814牛牛脂脂51427羊羊脂脂543610鸡鸡脂脂314821深海鱼油深海鱼油282349*必需脂肪酸必需脂肪酸 亚亚油油酸酸、亚亚麻麻酸酸、花花生生四四烯烯酸酸等等多多不不饱饱和和脂脂酸酸是是人人
8、体体必必不不可可少少的的，又又不不能能自自身身合合成成，需需从从食食物物摄摄取，故称必需脂肪酸。取，故称必需脂肪酸。根根据据双双键键的的位位置置，从从CH3一一端端的的碳碳算算起起，把把出出现现双双键键的的碳碳原原子子序序号号记记为为“-”，不不饱饱和和脂脂肪肪酸酸可可以以分为分为-3、-6和和-9系列脂肪酸。系列脂肪酸。4.多不饱和脂肪酸（多不饱和脂肪酸（PUFA）与必需脂肪酸）与必需脂肪酸-3系列：系列：亚麻酸亚麻酸EPA(20碳碳5烯酸烯酸):血管清道夫DHA(22碳碳6烯酸烯酸)：具有软化血管、健脑益智、改善视力的功效，俗称“脑黄金”。-6系列：亚油酸、花系列：亚油酸、花生四烯酸生四烯
9、酸 O CH2-O-C-R1 O R2-C-O-CH O CH2-O-C-R3 甘油三酯甘油三酯R1、R2、R3可相同，也可不同。可相同，也可不同。R1、R2、R3可以是饱和脂肪酸，可以是饱和脂肪酸，也可以是不饱和脂肪酸。但也可以是不饱和脂肪酸。但 R2通通常为不饱和脂肪酸。常为不饱和脂肪酸。（一）（一） TG的组成与结构的组成与结构二、甘油三酯二、甘油三酯三硬脂酰甘油三硬脂酰甘油一一豆蔻酰一硬脂酰豆蔻酰一硬脂酰一棕榈油酰甘油一棕榈油酰甘油（二）三酰甘油的理化性质（二）三酰甘油的理化性质1.1.物理性质物理性质物理性质物理性质非极性分子，密度小于非极性分子，密度小于非极性分子，密度小于非极性分
10、子，密度小于1 1，易溶于非极性有机溶，易溶于非极性有机溶，易溶于非极性有机溶，易溶于非极性有机溶剂。熔点与脂肪酸的组成有关。剂。熔点与脂肪酸的组成有关。剂。熔点与脂肪酸的组成有关。剂。熔点与脂肪酸的组成有关。油和脂肪油和脂肪油和脂肪油和脂肪2.2.化学性质化学性质化学性质化学性质（1 1）水解和皂化）水解和皂化）水解和皂化）水解和皂化3H2O脂肪脂肪酶酶皂化作用：油脂的碱水解皂化作用：油脂的碱水解皂化作用：油脂的碱水解皂化作用：油脂的碱水解皂化值：皂化皂化值：皂化皂化值：皂化皂化值：皂化1g1g油脂所需油脂所需油脂所需油脂所需KOHKOH的毫克数。的毫克数。的毫克数。的毫克数。皂化值皂化值皂
11、化值皂化值3561000/3561000/油脂的平均相对油脂的平均相对油脂的平均相对油脂的平均相对分子质量分子质量分子质量分子质量皂化皂化（2 2）氢化和卤化（）氢化和卤化（）氢化和卤化（）氢化和卤化（双键作用双键作用双键作用双键作用）不饱和脂肪酸在有催化剂（如不饱和脂肪酸在有催化剂（如不饱和脂肪酸在有催化剂（如不饱和脂肪酸在有催化剂（如NiNi）作用下，加氢）作用下，加氢）作用下，加氢）作用下，加氢而成为饱和脂肪酸，这种作用叫氢化。而成为饱和脂肪酸，这种作用叫氢化。而成为饱和脂肪酸，这种作用叫氢化。而成为饱和脂肪酸，这种作用叫氢化。不饱和脂肪酸与卤素的加成反应叫卤化。不饱和脂肪酸与卤素的加成
12、反应叫卤化。不饱和脂肪酸与卤素的加成反应叫卤化。不饱和脂肪酸与卤素的加成反应叫卤化。通常用碘值来表示油脂的不饱和程度。通常用碘值来表示油脂的不饱和程度。通常用碘值来表示油脂的不饱和程度。通常用碘值来表示油脂的不饱和程度。碘值：碘值：100g油脂卤化时所能吸收碘的克数。油脂卤化时所能吸收碘的克数。（3 3）乙酰化作用）乙酰化作用）乙酰化作用）乙酰化作用OOOR1-C-O-C-R2+H-OR3R1-C-O-R3+R2-COOH =油脂的羟基化程度一般用乙酰化值来表示，其油脂的羟基化程度一般用乙酰化值来表示，其指指1g1g乙酰化的乙酰化的油脂分解出的乙酸用油脂分解出的乙酸用KOHKOH中和时，中和时
13、，所需所需KOHKOH的毫克数。的毫克数。（4）氧化与酸败作用（双键越多越易被氧化）氧化与酸败作用（双键越多越易被氧化）油脂在空气中暴露过久可被氧化，产生难闻的臭油脂在空气中暴露过久可被氧化，产生难闻的臭味，称为油脂酸败。味，称为油脂酸败。酸败的原因：油脂中的不饱和脂肪酸发生自动氧化。酸败的原因：油脂中的不饱和脂肪酸发生自动氧化。微生物分解油脂。微生物分解油脂。酸价：中和酸价：中和1克油脂中游离脂肪酸所需克油脂中游离脂肪酸所需KOH的质量的质量（mg)第三节第三节磷脂和鞘脂磷脂和鞘脂一、一、甘油磷脂甘油磷脂1 1、结构与分类结构与分类结构与分类结构与分类（22分子脂肪酸分子脂肪酸分子脂肪酸分子
14、脂肪酸 甘油甘油甘油甘油 磷酸磷酸磷酸磷酸醇）醇）醇）醇）（1 1）磷脂酰乙醇胺（脑磷脂）（）磷脂酰乙醇胺（脑磷脂）（）磷脂酰乙醇胺（脑磷脂）（）磷脂酰乙醇胺（脑磷脂）（PEPE） HOCH HOCH2 2CHCH2 2NN+H H3 3（乙醇胺）（乙醇胺）（2 2）磷脂酰胆碱（卵磷脂）（）磷脂酰胆碱（卵磷脂）（）磷脂酰胆碱（卵磷脂）（）磷脂酰胆碱（卵磷脂）（PCPC） HOCH HOCH2 2CHCH2 2N N+（CHCH3 3）3 3 （胆碱）（胆碱）（3 3） 磷脂酰丝氨酸（磷脂酰丝氨酸（磷脂酰丝氨酸（磷脂酰丝氨酸（PSPS） HOCH HOCH2 2CHCOOCHCOO- -（丝氨酸
15、）（丝氨酸） N N+H H3 3（4 4） 磷脂酰甘油（磷脂酰甘油（磷脂酰甘油（磷脂酰甘油（PGPG）（5 5） 二磷脂酰甘油（心磷脂）二磷脂酰甘油（心磷脂）二磷脂酰甘油（心磷脂）二磷脂酰甘油（心磷脂）甘油磷酸基和醇部分构成极性头部，烃链组甘油磷酸基和醇部分构成极性头部，烃链组成非极性尾部。成非极性尾部。两亲分子：两亲分子：在同一分子中，一端在同一分子中，一端是亲水的极性基团，另一端是疏水的非极性基团。是亲水的极性基团，另一端是疏水的非极性基团。DCA1A2二、鞘脂二、鞘脂1 1、组成：鞘磷脂和鞘糖脂（不含甘油）、组成：鞘磷脂和鞘糖脂（不含甘油）、组成：鞘磷脂和鞘糖脂（不含甘油）、组成：鞘磷
16、脂和鞘糖脂（不含甘油）鞘磷脂：鞘磷脂：鞘磷脂：鞘磷脂：C C1818鞘氨醇鞘氨醇鞘氨醇鞘氨醇脂肪酸脂肪酸脂肪酸脂肪酸磷酸磷酸磷酸磷酸胆碱或乙醇胺胆碱或乙醇胺胆碱或乙醇胺胆碱或乙醇胺鞘糖脂：鞘糖脂：鞘糖脂：鞘糖脂：CC1818鞘氨醇鞘氨醇鞘氨醇鞘氨醇脂肪酸脂肪酸脂肪酸脂肪酸糖糖糖糖也有极性头部和非极性尾部也有极性头部和非极性尾部也有极性头部和非极性尾部也有极性头部和非极性尾部神经酰胺胆碱鞘磷脂葡萄糖苷神经酰胺乳糖苷神经酰胺神经节苷脂磷酸二酯键或糖苷键磷酸二酯键或糖苷键含有环戊烷多氢菲母核的一类醇、酸及其衍生物。含有环戊烷多氢菲母核的一类醇、酸及其衍生物。主要有游离型及固醇酯两种形式。主要有游离型
17、及固醇酯两种形式。1、胆固醇胆固醇（1）结构）结构三、类固醇三、类固醇（2 2）分布及功能）分布及功能）分布及功能）分布及功能 脑脑及及神神经经组组织织中中，肝肝、肾肾、肾肾上上腺腺、卵卵巢巢等等合合成成固固醇醇激激素的腺体素的腺体 胆胆固固醇醇是是生生物物膜膜的的重重要要成成分分，羟羟基基极极性性端端分分布布于于膜膜的的亲亲水水界界面面，母母核核及及侧侧链链深深入入膜膜双双层层，保保证证膜膜在在低低温温时时的流动性。的流动性。 胆胆固固醇醇是是合合成成胆胆汁汁酸酸、类类固固醇醇激激素素、维维生生素素DD等等生生理理活性物质的前体。活性物质的前体。n n2 2、植物固醇、植物固醇n n不能被动物吸收和利用。不能被动物吸收和利用。n n豆固醇（大豆中）豆固醇（大豆中） 谷固醇（麦芽中）谷固醇（麦芽中）n n3 3、酵母固醇、酵母固醇n n麦角固醇，经紫外光照射可转化成维生素麦角固醇，经紫外光照射可转化成维生素DD2 2。n n生物膜的“流动镶嵌模型”主要特点1 1不对称性不对称性2 2流动性流动性
