D半乳糖D半乳糖D葡萄糖GM3GM2N乙酰神经氨酸硬脂酸鞘氨醇课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,1 三酰甘油,2 脂肪酸,3 磷脂,4 鞘脂类,5 类固醇,6 生物膜,5 脂类与生物膜,1 三酰甘油5 脂类与生物膜,1,脂类(lipids)的概念,:,不溶性于水而溶于非极性有机溶剂的一类有机化合物。,功能：,能量的贮存物质,生物膜的组分,行使重要的生理功能，如某些,维生素和激素,等。,脂类(lipids)的概念:,2,生物膜是细胞,质膜,和,内膜系统,的总称,细胞质膜是细胞结构边界，与细胞识别、细胞免疫、物质运输等密切有关,内膜系统包括核膜、内质网、高尔基体、及各种细胞内囊泡,生物膜是细胞质膜和内膜系统的总称,3,生物膜是由,极性脂,和,蛋白质,组成的超分子复合物，是构成细胞结构最基本的组分。,生物膜系统不仅维持细胞内环境相对稳定,是具有,高度选择性,的,半透性屏障,，而且直接参与物质转运、能量转换、信息传递、细胞识别等重要的生命活动,生物膜是由极性脂和蛋白质组成的超分子复合物，是构成细胞结构最,4,生物体内的脂类，按照组成可分为三类：,单纯脂：,脂肪酸+醇，脂肪、蜡等,复合脂：,脂肪酸+醇+非脂性物质（磷酸、含氮化合物、糖基及其衍生物、鞘氨醇及其衍生物）,不含脂肪酸，非皂化脂：,帖类、甾类,生物体内的脂类，按照组成可分为三类：,5,1 三酰甘油,1.1 三酰甘油的结构,1.2 三酰甘油的理化性质,1 三酰甘油1.1 三酰甘油的结构,6,1.1 三酰甘油的结构,1.1 三酰甘油的结构,7,1.1.1 甘油,丙三醇，最简单的三元醇，它是多种脂类的固定构成成分。甘油的各种化学性质来自于它的三个醇羟基，按序称为：、或、位羟基。,甘油与有机酸或无机酸发生酯化反应，,构成多种脂类物质；同一种酸与不同,位置的甘油羟基发生酯化反应形成的,脂，其理化性质略有差别。,1.1.1 甘油丙三醇，最简单的三元醇，它是多种脂类的固定,8,1.1.2 三酰甘油的结构,脂肪是脂肪酸的甘油三元酯，称,三酰甘油,或,中性脂肪,。,R,l,、R,2,、R,3,相同，为单纯甘油酯；,R,l,、R,2,、R,3,有不同者，称为混合甘油酯。,1.1.2 三酰甘油的结构脂肪是脂肪酸的甘油三元酯，称三酰,9,脂肪中不饱和脂肪酸含量对脂肪的理化性质影响很大,植物脂肪：,不饱和脂肪酸含量达到70%，熔点较低，常温下液态，称为油,动物脂肪：,不饱和脂肪酸含量低，熔点高，常温下固态，称为脂,脂肪中所含的脂肪酸多为16C或18C的饱和或不饱和脂肪酸,不饱和脂肪酸的含量表示：碘值、饱和度等,脂肪中不饱和脂肪酸含量对脂肪的理化性质影响很大,10,由,高级脂肪酸,与,脂肪醇,或者高级脂肪酸与甾醇形成的酯,常温下为固体，溶于醚、苯、三氯甲烷等,1.1.3 蜡（wax）,棕榈酸,三十烷醇,由高级脂肪酸与脂肪醇或者高级脂肪酸与甾醇形成的酯1.1.3,11,天然蜡按来源可分为,动物蜡,和,植物蜡,。,植物的许多器官表面都存在蜡质层，可,防止病菌侵蚀和水分蒸发,。,动物蜡多为昆虫的分泌物，如白蜡、蜂蜡等。蜜蜂分泌蜂蜡用以,建造蜂巢,。白蜡虫分泌的白蜡有保护作用。鲸蜡是重要的工业原料。,天然蜡按来源可分为动物蜡和植物蜡。,12,D半乳糖D半乳糖D葡萄糖GM3GM2N乙酰神经氨酸硬脂酸鞘氨醇课件,13,D半乳糖D半乳糖D葡萄糖GM3GM2N乙酰神经氨酸硬脂酸鞘氨醇课件,14,1.2 三酰甘油的理化性质,纯的三酰甘油是无色、无嗅、无味的稠性液体或蜡状固体。天然油脂的颜色来自溶于其中的色素物质(如类胡萝卜素)；气味来自油脂中的挥发性短链脂肪酸或非油脂成分,三酰甘油不溶于水，略溶于低级醇，易溶于非极性有机溶剂,天然油脂都是多种三酰甘油的混合物，没有明确的熔点，其熔点与其脂肪酸组成有关，一般随组分中不饱和脂肪酸(双键数目)和低相对分子质量脂肪酸的比例增高而降低。,1.2 三酰甘油的理化性质纯的三酰甘油是无色、无嗅、无,15,（1）水解与皂化,三酰甘油能在酸、碱或脂酶的作用下水解为脂肪酸和甘油。如果在碱溶液中水解，产物之一是脂肪酸的盐类(如钠、钾盐)，俗称皂；油脂的碱水解作用称,皂化作用,。,皂化1g油脂所需的KOH mg数称为,皂化值(价),。皂化值是三酰甘油中脂肪酸平均链长即三酰甘油(TG)平均相对分子质量的量度。,（1）水解与皂化,16,(2)氢化和卤化(加成反应),不饱和脂肪酸，能与氢或卤素起加成反应。卤化反应中吸收卤素的量反映不饱和键的多少。,通常用,碘值(价),来表示油脂的不饱和程度,。,碘值：,指100g油脂卤化时所能吸收碘的克数。,(2)氢化和卤化(加成反应),17,（3）酸败,天然油脂长时间暴露在空气中会产生难闻的气味。,原因：,油脂的不饱和成分发生自动氧化，产生过氧化物并进而降解成挥发性醛、酮、酸的复杂混合物；其次是微生物的作用，它们把油脂分解为游离的脂肪酸和甘油，一些低级脂肪酸本身就有臭味。,酸败程度一般用,酸值(价),来表示。,酸值,即是中和1g油脂中的游离脂肪酸所需的KOH mg数。,（3）酸败,18,2 脂肪酸,2 脂肪酸,19,脂肪酸,饱和脂肪酸：软脂酸（16C）、硬脂酸（18C）,不饱和脂肪酸,含,1,个双键（油酸）,含,2,个双键（亚油酸）,含,3,个双键（亚麻酸）,含,4,个双键（花生四烯酸）,脂肪酸饱和脂肪酸：软脂酸（16C）、硬脂酸（18C）不饱和脂,20,D半乳糖D半乳糖D葡萄糖GM3GM2N乙酰神经氨酸硬脂酸鞘氨醇课件,21,D半乳糖D半乳糖D葡萄糖GM3GM2N乙酰神经氨酸硬脂酸鞘氨醇课件,22,必需脂肪酸（essential fatty acid）,必需脂肪酸是哺乳动物生长所必需的、而体内又不能合成的脂肪酸,必须从食物中获得，如,亚油酸和亚麻酸。,植物能够合成亚油酸和亚麻酸，所以植物是这些脂肪酸的最初来源。,必需脂肪酸（essential fatty acid）,23,脂肪酸的表示法,简写法，写出,碳原子的数目,，,再标明双键的数目和位置,如软脂酸可写成16：0，表明软脂酸为具有16个C的饱和脂肪酸；,油酸写成18：1(9)或18：1,9,，表示油酸具有18个C，并在第9位C和第10位C之间有一个双键；,亚油酸写为18：2,9,12,，表示该脂肪酸为具有18个C，且在第910、1213碳原子之间各有一个双键的脂肪酸。,脂肪酸的表示法,24,储存脂（中性脂）膜脂（极性脂）,甘油脂 磷脂 鞘磷脂 鞘糖脂,储存脂（中性脂）膜脂（极性脂）甘油,25,3 磷脂,3 磷脂,26,磷脂包括,甘油磷脂,和,鞘磷脂,两类；它们主要参与细胞膜系统的组成，少量存在于细胞的其他部位。甘油磷脂是第一大类膜脂，鞘脂类（包括,鞘磷脂,和,鞘糖脂,）是第二大类膜脂。,磷脂包括甘油磷脂和鞘磷脂两类；它们主要参与细胞膜系统的组成，,27,3.1 甘油磷脂,即,磷酸甘油酯,：,甘油,脂肪酸,磷酸,含氮碱性化合物构成,3.1 甘油磷脂即磷酸甘油酯：,28,磷脂酰胆碱(卵磷脂),磷脂酸,磷脂酰乙醇胺(脑磷脂),磷脂酰肌醇,磷脂酰丝氨酸,磷脂酰甘油,磷脂酰胆碱(卵磷脂)磷脂酸磷脂酰乙醇胺(脑磷脂)磷脂酰肌醇磷,29,卵 磷 脂,卵 磷 脂,30,极性端,非极性端,磷脂分子中含有亲水性的磷酸酯基和亲脂的脂肪酸链，是优良的两亲性分子,极性端非极性端磷脂分子中含有亲水性的磷酸酯基和亲脂的脂肪酸链,31,4 鞘脂类,4 鞘脂类,32,鞘磷脂或神经鞘磷脂是鞘脂类的一种典型复合脂类，高等动物组织中含量最丰富的鞘脂类。,鞘磷脂是,神经酰胺,与,磷脂酰胆碱或磷脂酰乙醇胺,形成磷酸二酯,鞘磷脂可水解为磷酸、胆碱、(神经)鞘氨醇、,二氢鞘氨醇及脂肪酸,。,4.1 鞘磷脂类,鞘磷脂或神经鞘磷脂是鞘脂类的一种典型复合脂类，高等动物组织中,33,鞘 磷 脂,鞘氨醇,红色+黄色=神经酰胺,鞘 磷 脂鞘氨醇红色+黄色=神经酰胺,34,神经酰胺,是构成鞘脂类的母体结构。若鞘氨醇C1上的,羟基与一个单糖,（葡萄糖或半乳糖）相连时，则形成鞘糖脂,因这些鞘糖脂存在于脑和神经组织中，故统称为,脑苷脂和神经节苷脂,。,神经节苷酯中所含的糖通常为葡萄糖、半乳糖,4.2 鞘糖脂,神经酰胺是构成鞘脂类的母体结构。若鞘氨醇C1上的羟基与一个单,35,鞘 糖 脂,鞘 糖 脂,36,神经节苷脂是最重要的鞘糖脂，在神经系统末梢中的含量丰富，种类繁多。可能在神经冲动传递中起重要作用。,D-半乳糖,N-乙酰-D-半乳糖,D-半乳糖,D-葡萄糖,G,M3,G,M2,N-乙酰神经氨酸,硬脂酸,鞘氨醇,GM1,神经节苷脂是最重要的鞘糖脂，在神经系统末梢中的含量丰富，种类,37,唾 液 酸,唾 液 酸,38,5 类固醇,5 类固醇,39,胆固醇是,甾醇族,中最主要的一类固醇类化合物，存在于动物细胞膜及少数微生物中。胆固醇在神经组织、血液、胆汁、肝、肾及皮肤组织中含量较多,胆固醇以游离或与脂肪酸结合而以,胆固醇酯,的形式存在。胆固醇与长链脂肪酸形成的胆固醇酯是血浆蛋白及细胞外膜的重要组分。,5.1 胆固醇,胆固醇是甾醇族中最主要的一类固醇类化合物，存在于动物细胞膜及,40,胆 固 醇,胆 固 醇,41,牛磺酸,牛磺酸,42,衍 生 固 醇,睾丸甾酮,雌二醇,皮质(甾)醇,醛甾酮,醛固酮,脱氢皮质(甾)醇,强的松,衍 生 固 醇睾丸甾酮雌二醇皮质(甾)醇醛甾酮,醛固酮,43,D半乳糖D半乳糖D葡萄糖GM3GM2N乙酰神经氨酸硬脂酸鞘氨醇课件,44,D半乳糖D半乳糖D葡萄糖GM3GM2N乙酰神经氨酸硬脂酸鞘氨醇课件,45,萜类是,异戊二烯的衍生物,。根据异戊二烯的数目，可将萜类化合物分为单萜、倍半萜、二萜、三萜、四萜等。,多数直链萜类的双键都是反式,，但在11-顺-视黄醛(11-cis-retinal)第11位上的双键为顺式。11-顺-视黄醛存在于动物的细胞膜上，它是脊椎动物视网膜上发现的一种维生素A的衍生物。,5.2 萜类,萜类是异戊二烯的衍生物。根据异戊二烯的数目，可将萜类化合物分,46,异戊二烯,高等植物叶绿素的组分叶绿醇属二萜化合物；胡萝卜素是四萜类化合物，大量存在于植物的各个器官内；此外还有多聚萜类如天然橡胶等。维生素A、E、K等都属于萜类。,异戊二烯高等植物叶绿素的组分叶绿醇属二萜化合物；胡萝卜素是四,47,胡萝卜素,维生素A,11-顺-视黄醛,胡萝卜素维生素A11-顺-视黄醛,48,D半乳糖D半乳糖D葡萄糖GM3GM2N乙酰神经氨酸硬脂酸鞘氨醇课件,49,6 生物膜,6.1 细胞中的膜系统,6.2 生物膜的化学组成,6.3 生物膜的结构,6 生物膜6.1 细胞中的膜系统,50,细胞外周膜和内膜系统称为生物膜，是由极性脂和蛋白质组成的,超分子复合物,，厚610nm，细胞结构最基本组分,生物膜对细胞内生物大分子的有序反应和整个细胞的区域化都提供了必需的结构基础，保证了细胞器和亚细胞结构内环境的动态恒定。,6.1 细胞中的膜系统,细胞外周膜和内膜系统称为生物膜，是由极性脂和蛋白质组成的超分,51,生物膜在组成和结构上具有共同之处。,脂质双分子层,是生物膜的基本骨架，膜内外,不对称,地镶有各种蛋白质，且处于,流动状态,，这是生物膜的基本特征和细胞进行生命活动的必要条件。,膜上脂质、蛋白质和糖类都具有重要作用，如物质运输、能量转换、细胞识别、细胞内外信息跨膜传递、细胞免疫、神经传导、代谢调控以及激素和药物作用。肿瘤发生等也与生物膜有关。,生物膜在组成和结构上具有共同之处。脂质双分子层是生物膜的基本,52,6.2 化学组成,6.2 化学组成,53,6.2.1 膜脂,6.2.1.1 磷脂：甘油磷脂和鞘磷脂,。,甘油磷脂包括磷脂酰胆碱、磷脂酰丝氨酸、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰肌醇、磷脂酸、磷脂酰甘油和心磷脂。,生物膜的磷脂分子的特征,：a、具亲水头部和疏水尾部；b、脂肪酸碳链为偶数（多为16、18或20C）；c、有饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸。,6.2.1 膜脂6.2.1.1 磷脂：甘油磷脂和鞘磷脂。,54,D半乳糖D半乳糖D葡萄糖GM3GM2N乙酰神经氨酸硬脂酸鞘氨醇课件,55,极性脂在多水介质中,自发装配,成闭合的双分子层，头部向着两侧的多水介质，尾部形成双分子层中间的疏水区，成为亲水物质的扩散屏障。,极性脂在多水介质中自发装配成闭合的双分子层，头部向着两侧的,56,不饱和脂肪酸,分子中双键由于顺式和反式的互变，使不饱和脂肪酸,易于弯曲或转动,，使膜结构比较松散而不僵硬。,磷脂中的饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸对维持膜的稳定性有重要作用，膜脂中不饱和脂肪酸含量较多，且不饱和脂肪酸中双键数目较多时，可保持膜在低温下流动性；而饱和脂肪酸的含量较高时，有利于细胞质膜在高温下的稳定性。如耐寒性强的植物与抗热性强的植物膜脂成分不同。,不饱和脂肪酸分子中双键由于顺式和反式的互变，使不饱和脂肪酸易,57,D半乳糖D半乳糖D葡萄糖GM3GM2N乙酰神经氨酸硬脂酸鞘氨醇课件,58,6.2.1.2 糖脂,糖脂：,甘油脂中甘油分子上有一个羟基以糖苷键与一分子六碳糖相结合的产物。,硫脂：,糖脂分子中的六碳糖上又带一个硫酸根基团。,糖脂约占膜脂总量的5以上，在神经细胞质膜上糖脂约占510。,目前已发现40余种糖脂，不同细胞中所含糖脂种类不同，以脑苷脂为主。植物细胞膜的脂质多为糖脂。,6.2.1.2 糖脂糖脂：甘油脂中甘油分子上有一个羟基,59,6.2.1.3 固醇,真核细胞膜含有胆固醇，动物细胞膜比植物含有较多的固醇。高等植物细胞膜的固醇主要是,谷甾醇和豆甾醇,。动物细胞膜中最多的固醇为,胆固醇,。细菌质膜中不含有胆固醇，但某些细菌的膜脂中含有糖脂。,磷脂和糖脂是构成脂质双分子层的物质，,胆固醇在调节膜的流动性,，,增加膜的稳定性以及降低水溶性物质的通透性等方面都起着重要作用。,6.2.1.3 固醇真核细胞膜含有胆固醇，动物细胞膜比植,60,存在形式：单纯蛋白质和结合蛋白质（糖蛋白、脂蛋白）,根据作用方式及排列部位，可分为：,外在蛋白与内在蛋白,外在蛋白：,分布在膜的内外表面，水溶性球状蛋白质，通过静电作用、离子键等与膜脂相连。,内在蛋白：,嵌入蛋白或整合蛋白，疏水蛋白，分布在脂质双分子层中，有的横跨全膜称跨膜蛋白，有的全部埋入疏水区，有的与外在蛋白结合以多酶复合体形式与膜脂结合。,膜脂蛋白：,蛋白部分不直接嵌入膜，而依赖所含的脂肪酸插入脂质双分子层中,6.2.2 膜蛋白,存在形式：单纯蛋白质和结合蛋白质（糖蛋白、脂蛋白）6.2.2,61,6.2.4 膜糖类,存在形式：,糖蛋白、糖脂,膜糖类主要是一些寡糖链和多糖链，它们都以共价键的形式和膜脂质或蛋白质结合，形成糖脂和糖蛋白；这些糖链绝大多数是裸露在膜的外面（非细胞质）一侧的。,单糖排序上的特异性作为细胞或蛋白质的标志、天线抗原决定簇，可识别，与递质、激素等结合。,ABO血型物质即鞘氨醇上寡糖链不同，131AA+100糖残基,6.2.4 膜糖类存在形式：糖蛋白、糖脂,62,D半乳糖D半乳糖D葡萄糖GM3GM2N乙酰神经氨酸硬脂酸鞘氨醇课件,63,6.3 生物膜的结构-流动镶嵌模型,流动镶嵌模型由辛格尔(S.J.Singer)和尼柯尔森(G.Nicolson)在1972年提出。认为：液态的脂质双分子层中镶嵌着可移动的蛋白质，内在蛋白嵌合在磷脂分子层中，内在蛋白或其聚合体可横穿膜层，两端极性部分伸向水相，中间疏水部分与脂肪酸部分呈疏水结合，外在蛋白与膜两侧的极性部分结合,特点：膜的不对称性和流动性,6.3 生物膜的结构-流动镶嵌模型流动镶嵌模型由辛格,64,不对称性,主要由,脂类和蛋白质的不对称分布,造成。,同种磷脂,可见于脂双层的任一层，但其数量是不等的。,蛋白质,在膜中有的半埋于内分子层，有的半埋于外分子层，即使贯穿全膜的蛋白质也是不对称的。,寡糖链,的分布也是不对称的，多分布于外分子层。,不对称性,65,膜的流动性包含两个方面：,脂类分子是液晶态可动的,，脂类分子随温度改变经常处于液晶态和液态的动态平衡之中，两相中脂类分子排列不同，流动性大小也不同。,分布于膜脂双分子层的,蛋白质是流动的,，可以在脂分子层中侧向扩散，但,不能翻转,，说明了少量膜脂与膜蛋白有相对专一的作用，这是膜蛋白行使功能所必须,膜的流动性包含两个方面：,66,D半乳糖D半乳糖D葡萄糖GM3GM2N乙酰神经氨酸硬脂酸鞘氨醇课件,67,运 动,分子摆动,旋转异构运动,侧向运动,翻转运动,运 动分子摆动,68,D半乳糖D半乳糖D葡萄糖GM3GM2N乙酰神经氨酸硬脂酸鞘氨醇课件,69,6.4 生物膜的功能,物质运输,能量转换,信息传递,细胞识别,6.4 生物膜的功能物质运输,70,6.4.1 物质运输,1)顺浓度梯度,2)不需要能量,（二）促进扩散,1）由高浓度向低浓度,2）不需要能量,3）需通道蛋白或载体蛋白介导,（一）简单扩散：,分子和离子的转运,6.4.1 物质运输1)顺浓度梯度（二）促进扩散1）由高,71,D半乳糖D半乳糖D葡萄糖GM3GM2N乙酰神经氨酸硬脂酸鞘氨醇课件,72,（三）主动运输（active transport）,1）转运载体,2）消耗能量,3）逆浓度梯度,如：,质子泵,钠-钾泵,钙泵等,（三）主动运输（active transport）1）转运载,73,主动运输类型,由ATP直接提供能量的主动运输,：逆浓度梯度运输,协同运输：靠间接提供能量推动的主动运输,能量来源,：膜两侧离子浓度梯度。动物：Na,+,浓度梯度，植物：H,+,浓度梯度,同向协同,：物质运输方向与离子浓度梯度相同，如小肠上皮细胞吸收葡萄糖或氨基酸，伴随Na,+,从胞外流入胞内,反向协同,：物质运输方向与离子浓度梯度相反，如动物细胞常通过Na,+,/H,+,反向协同运输方式转运H,+,以调节胞内pH值,主动运输类型由ATP直接提供能量的主动运输：逆浓度梯度运输,74,主动转运举例：,Na,+,-K,+,-ATPase,是膜上的载体蛋白，称为Na-K泵或 Na-K-ATP酶，由,2,2,四个亚基组成,主动转运举例：Na+-K+-ATPase 是膜上的载体蛋白,75,胞外：,高Na,+,低K,+,;,胞内：,高K,+,低Na,+,胞外：,76,D半乳糖D半乳糖D葡萄糖GM3GM2N乙酰神经氨酸硬脂酸鞘氨醇课件,77,（四）内吞作用和外排作用,（四）内吞作用和外排作用,78,6.4.2 能量转换,生物膜在生物体内的能量代谢中起重要作用,ATP是细胞内的能量货币：机体能量过多即转换成ATP，需要时再将能量释放出来,合成ATP的方式：光合磷酸化和氧化磷酸化,6.4.2 能量转换生物膜在生物体内的能量代谢中起重要作,79,D半乳糖D半乳糖D葡萄糖GM3GM2N乙酰神经氨酸硬脂酸鞘氨醇课件,80,D半乳糖D半乳糖D葡萄糖GM3GM2N乙酰神经氨酸硬脂酸鞘氨醇课件,81,D半乳糖D半乳糖D葡萄糖GM3GM2N乙酰神经氨酸硬脂酸鞘氨醇课件,82,D半乳糖D半乳糖D葡萄糖GM3GM2N乙酰神经氨酸硬脂酸鞘氨醇课件,83,6.4.3 信号传递,6.4.3 信号传递,84,6.4.4 细胞识别,细胞识别是细胞信号传递的重要环节，是细胞通过其表面受体与胞外信号物质分子选择性地相互作用，从而导致胞内一系列生理生化变化，最终表现为细胞整体的生物学效应的过程,质膜外表面的,糖蛋白和糖脂,是细胞识别的物质基础。,糖蛋白就是糖基转移酶或糖苷酶，与相邻细胞接触时，可以识别其相应的碳水化合物，从而启动一系列生化反应，发生细胞的相互作用,6.4.4 细胞识别细胞识别是细胞信号传递的重要环节，是,85,本章小结,脂类概念的概念和类型（单纯脂、复合脂、衍生脂类）,脂肪酸（必需脂肪酸）,三酰甘油：脂肪、油脂、蜡,磷脂：甘油磷脂、鞘脂类（鞘磷脂、鞘糖脂）,生物膜：组成、结构、功能,本章小结脂类概念的概念和类型（单纯脂、复合脂、衍生脂类）,86,