第四章 脂类和生物膜

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,*,*,*,一、脂,类,（,化学本质,）,二、生物膜,第四章 脂类和生物膜,1,几个概念,(,习惯称谓,),油脂,：高级脂肪酸的甘油酯。室温时为液态的称为,油,（,脂性油,），室温时为固态或半固态的称为,脂,，亦称,脂肪、真脂,或,中性脂,。,蜡,：指高级脂肪酸与,高级,一元醇的酯（脂性蜡）。习惯上将脂、油和蜡称为,单脂,。,类脂（质）,：指生物体内与和油脂类似的化合物，有磷脂和糖脂两大类，习惯上称为,复脂,（含磷酸、糖和胆碱等非脂物质）。,脂肪族,：有机化学发展初期化合物被分为,脂肪族,（,开链化合物,）和芳香族（含苯环、从植物胶提取的具芳香气味）化合物。,酯,：酸和醇的失水产物，有无机酸酯和有机酸酯。大多数情况下酸提供羟基（油脂的本质是酯）。,（甘油醇、高级脂肪醇与高级脂肪酸的酯）,2,1,、脂类的分类,蜡,单,脂,复,脂,半乳糖脑苷脂,鲸蜡、虫蜡、羊毛蜡,蜡与工业上的,石蜡是不同种,属，石蜡为开,链饱和脂肪烃,称为油性蜡,存在：动物油脂、植物油，一切动植物均含有脂质，是构成原生质的成分，也是储能物质,。,3,贮存,脂,类,重要的贮能供能物质，每克脂肪氧化时可释放出,38.9 kJ,的能量，每克糖和蛋白质氧化时释放的能,量仅分别为,17.2 kJ,和,23.4 kJ,。,结构,脂,类,磷脂、糖脂、硫脂、固醇类等有机物是生物体的,重要成分（如生物膜系统）。,活性,脂,类,固醇类、萜类是一些激素和维生素等生理活性物,质的前体。,脂类（糖脂）,与信息识别、种属特异性、组织免疫有密切的关系。,人类的某些,疾病,如动脉粥样硬化、脂肪肝和酮尿症等都与脂类代 谢紊乱有关,。,2,、脂类的生物学功能,4,3,、三酰甘油,（,fat,）,CH,3,(CH,2,),16,COOH,硬脂酸,1,分子甘油和,3,分子脂肪酸结合而成的酯。,有单一、混合之分。,CH,3,(CH,2,),14,COOH,软脂酸（棕榈酸）,分布最广，橄榄油,83,葵花籽油,5,有些不饱和脂肪酸具有显著的生物活性，如,廿碳五烯酸（,EPA,）,有降低血脂、降低血清胆固醇含量、防止动脉粥样硬化等药理作用，被称为“血管清道夫”。又如,廿二碳六烯酸（,DHA,）,是大脑细胞形成和发育不可缺少的物质，对促进智力、加强记忆力、延缓大脑衰老有重要作用，有“脑黄金”之称。,DHA,只存在于鱼、贝类等水生动物中，在鱼油中含量最高。,103,115,127,138,83,105,46,70,30,48,碘值,191196,189194,185195,195208,190200,皂化值,40,48,50,59,13,26,3,8,2,4,亚油酸,2332,2129,5057,4148,3548,油酸,1,2,2,4,2,6,12,18,14,32,硬脂酸,1924,610,69,2830,2432,软脂酸,棉子油,大豆油,花生油,猪油,牛油,6,自然界的三酰甘油都具有,L-,构型，即在,Fischer,投影式中手性,C2,上的脂酰基在,甘油基碳链的左侧。油脂是无色、无,味、中性，比水轻，不溶于水，易溶于,氯仿、丙酮、苯和乙醚中。含有不饱和,脂肪酸多的油脂有较高的流动性和较低,的熔点。,7,4.,甘油磷脂,8,卵磷脂（磷脂酰胆碱）,季铵盐,9,无,脑,磷脂,内盐,10,5.,鞘磷脂,（神精鞘胺醇磷脂）,16,、,18,、,24,及,24,烯,15,酸,对神精的激动性和传导可能有重要作用,11,5.,鞘磷脂,（结构特征）,12,6.,半乳糖脑苷脂,（神精酰胺糖脂）,+,D-,半乳糖,b,-D-,半乳糖,神经酰胺,半乳糖脑苷脂本质上已不是酯，化学本质为醚，系糖苷物质，归为脂类,半乳糖鞘脂,R,：二十四酸，角苷酯,a,羟二十四酸，羟脑苷酯（脑酸）,二十四烯,15,酸，烯脑苷酯,a,羟二十四烯,15,酸，羟烯脑苷酯,13,7.,固醇类,:,重要的甾族化合物,稠环芳烃,苯,萘,蒽,菲,氢化菲,甾族化合物结构躯干,14,胆固醇摄取过多或代谢发生障碍时，会从血清中沉积在动脉血管壁上，导致冠心病和动脉粥样硬化症；胆固醇过饱和会从胆汁中析出沉淀，形成胆结石。,胆固醇及酯是血浆蛋白及细胞外膜的重要组分。,胆固醇,我国人体血清胆固醇一般为,185mg,（国外,150-250mg,），其中,1/4,为游离胆固醇，绝大多数以胆固醇的酯（如棕榈酸、硬脂酸、油酸等）存在。胆固醇在鸡蛋特别是蛋黄中含量特别高，达,2000mg/100g),15,在肠粘膜细胞内，胆固醇经酶催化氧化成,7-,脱氢胆固醇后，经血液循环输送到皮肤组织中，若再经紫外线照射，,7-,脱氢胆固醇的,B,环,开环,转变成为维生素,D,3,。,因此常作日光浴是获得维生素,D,3,的最简易方法。,16,维生素,D,是一类抗佝偻病维生素的总称。目前己知至少有,10,种维生素,D,，,它们都是甾醇的衍生物，其中活性较高的是维生素,D,2,和维生素,D,3,。,维生素,D,的主要生理功能是调节钙、磷代谢，促进骨骼正常发育，缺乏时儿童可患佝偻病，成人引起软骨症。,17,二、生物膜,细胞膜（质膜）,生物膜的,概念,是包括细胞,质膜,在内的细胞中全部膜结构的统称,质膜在,电镜下表现出大体相同的形态、厚度,6,9nm,左右的,3,片层结构,.,生物膜的,组成,生物膜的,结构,生物膜的,功能,质膜外：,原核细胞及植物细胞外有细胞壁,动物细胞外无细胞壁，但有套膜,（细菌原核细胞外叫荚膜，蓝藻,细胞外叫鞘膜）。,真核细胞内细胞器有细胞核、线粒体、核糖体、内质网、微粒体、高尔基体等，原核细胞内除此外还有质体、叶绿体和胞液等细胞器。,18,膜的化学组成,膜脂,膜蛋白,膜糖,磷 脂,糖 脂,甾 醇,内 在 蛋 白,外 周 蛋 白,糖蛋白,糖脂,1.,细胞膜的组成,19,卵磷脂的结构特征,正,十二烷基苯磺酸钠,其它类脂分子（脑磷脂、鞘磷脂，半乳糖脑苷脂及固醇）具有类似的结构特征，即含有亲水疏水头,20,由磷脂形成的双层脂膜的示意图,在水溶液中两性的磷脂分子为避免疏水部分接触水分子而定向排列，形成脂双层结构。脂双层中，磷脂分子的疏水基团在内部而亲水的头部在表面。,21,有的全部埋于脂双层的疏水区，有的部分嵌在脂双,层中，有的横跨全膜,.,主要靠疏水作用通过某些非,极性氨基酸残基与膜脂疏水部分相结合。,膜蛋白之,内嵌蛋白,22,分布于膜的脂双层外表面，通过极性氨基酸残基以离子键、氢键、范德华力等次级键与膜脂极性头部或与内嵌蛋白的亲水部分结合。,膜蛋白之,外周,蛋白,膜蛋白对物质代谢、物质传送、细胞运动、信息传递、细胞的支持和保护均具意义。,23,膜糖,糖脂或糖蛋白存在,糖蛋白或糖脂与细胞的抗体功能、免疫系统、血型和细胞病变等密切关联。,24,膜糖与血型,人体血型共分,O,、,A,、,B,、,AB,型四种，这四种血型与血液红细胞表面的糖分子,结构有关：,O,：葡萄糖半乳糖,N,乙酰胺基半乳糖半乳糖岩藻糖；,B,：葡萄糖半乳糖,N,乙酰胺基半乳糖半乳糖岩藻糖,半乳糖,；,A,：葡萄糖半乳糖,N,乙酰胺基半乳糖半乳糖 岩藻糖,N,乙酰胺基半乳糖,；,AB,：,A,和,B,结构兼而有之。,O,型血被称为万能供血者，其区别在于其它血型比,O,型多了些“枝杈”。,研究表明咖啡豆中含有,2,半乳糖苷酶，可以剪去这些枝杈，但含量极少，,200kg,咖啡豆只能提取供,200ml,血型转换的酶，科学家又尝试将这种半乳糖苷基因转移到,一种叫毕赤的酵母中，这种酶可以大量繁殖复制。,提示：血型改变只能在,体外,进行，它无法改变人体固有血型。,另：,O,型血不能接受其它血型，可以采取,接,“枝杈”办法，但研究表明,接,比,剪,复杂,得多，因为,剪,只涉及水解，而,接,涉及合成（基因工程控制的生物合成）。,生理科学小知识,25,2.,细胞膜的结构,:,流动镶嵌模型,26,模型结构特征,1.,膜结构的连续主体,是极性的脂质双分子层。,2.,脂质双分子层具有流动性。,3.,内嵌蛋白“溶解”于脂质双分子层的中心疏水部分。,4.,外周蛋白与脂质双分子层的极性头部连接。,5.,双分子层中的脂质分子之间或蛋白质组分与脂质,之间无共价结合。,6.,膜蛋白可作横向运动,。,27,物质传递作用。,不耗能（单纯扩散、易化扩散、阴离子转运）与耗能运转,ATP,、,NaCa,泵、离子流、质子流、膜运动转运等）,保护作用。,信息传递作用。,能量转换作用（线粒体内膜和叶绿体类囊体膜）。,蛋白质合成与运输（糙面内质网膜）。,内部运输（高尔基体膜）。,核、质分开（核膜）。,3.,生物膜的功能,细胞识别作用。,28,