《脂类与生物膜》PPT课件.ppt

第五章脂类与生物膜 1 2根据其分子组成和化学结构特点 1 1脂类也称脂质 是一类性质微溶或不溶于水 但能溶于非极性有机溶剂的有机化合物 绝大多数脂类是由脂肪酸和醇所形成的酯及其衍生物 1 脂类 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 9kJ的能量 每克糖和蛋白质氧化时释放的能量仅分别为17 2kJ和23 4kJ 蜡是海洋浮游生物体内能量物质的主要储存形式 结构脂类 磷脂 糖脂 硫脂等有机物是生物体的重要成分 如生物膜系统 活性脂类 一些具有特殊生理活性的物质 如维生素A D K E 激素等 脂类 糖脂 与信息识别 种属特异性 组织免疫有密切的关系 1 3脂类的生物学功能 必需脂肪酸 FA 人和哺乳动物生长所需的但不能合成 必须由膳食提供的不饱和脂肪酸 亚油酸 亚麻酸 脂肪酸是具有长烃链的羧酸 通常以酯的形式为各种脂质的组分 少量以游离形式存在 是若干脂类物质的基本组成成分 它可分为饱和与不饱和脂肪酸两大类 烃链中含有不饱和双键的脂肪酸为不饱和脂肪酸 如油酸 亚油酸等 不含双键的脂肪酸 则称饱和脂肪酸 如软脂酸 硬脂酸 1 4脂肪酸 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 当链中碳原子以双键连接时 脂肪酸分子可以是不饱和的 当一个双键形成时 这个链存在两种形式 顺式和反式 顺式 cis 键看起来象U型 反式 trans 键看起来像线形 顺式键形成的不饱和脂肪酸室温下是液态如植物油 反式键形成的不饱和脂肪酸室温下是固态 反式脂肪酸有天然存在和人工制造两种情况 人乳和牛乳中都天然存在反式脂肪酸 牛奶中反式脂肪酸约占脂肪酸总量的4 9 人乳约占2 6 为增加货架期和产品稳定性而添加氢化油的产品中都可以发现反式脂肪酸 包括薄脆饼干 焙烤食品 谷类食品 面包 快餐如炸薯条 炸鱼 洋葱圈 人造黄油特别是粘性人造黄油 食用油的氢化处理是由德国化学家威廉 诺曼发明的 并于1902年取得专利 1 形成血栓2 影响发育3 降低记忆4 容易发胖5 影响生育6 引发冠心病共轭亚油酸就是一种有益的反式脂肪酸 它具有一定的抗肿瘤作用 1 5单纯脂类 1 甘油三酯是有三分子脂肪酸与甘油所形成的的酯 也称三酰甘油 植物性甘油三酯多为油 动物性甘油三酯多为脂 2 蜡不溶于水 常温下呈固态 来源不同天然蜡可分动物蜡和植物蜡两类 动物蜡主要有蜂蜡 虫蜡 白蜡 鲸蜡 羊毛蜡等 植物蜡主要为巴西棕榈蜡 蜡可以防水和防止水分散失 病原微生物的侵害及其他损伤 在工业生产中 蜡作为润滑剂 涂料 抛光剂等的原料 1 磷脂是含有磷酸的脂类 包括甘油磷脂和鞘磷脂两大类 2 糖脂是指糖通过半缩羟基以糖苷键形式与脂类连接的复合脂 可分为鞘糖脂 甘油糖脂以及由类固醇衍生的糖脂 前两类糖脂作为生物膜的结构成分 1 6复合脂类 脂溶性维生素特点 不溶于水而溶于脂肪及有机溶剂中 化学组成仅含C H O 在食物中常与脂类共存 在酸败的脂肪中容易破坏 主要储存于肝脏中 摄入过多 可引起中毒 摄入过少 可缓慢出现缺乏症状 脂溶性维生素是一类结构相关 功能不同的化合物 构成主要包括 维生素A 维生素D 维生素E 维生素K等 1 7衍生脂类 许多衍生脂类都是生物体内重要的生物活性物质 例如前列腺素 血栓素 白三烯 萜类 类固醇类 理化性质 VitA和胡萝卜素均耐热 酸 碱 溶于脂肪 不溶于水 一般烹调加工不易破坏易被氧化和被紫外线破坏 食物中含有磷脂 VitE VitC和其它抗氧化物质时 VitA和胡萝卜素均较稳定 1 构成视觉细胞内的感光物质 视紫红质 白天感到光刺眼 必须带墨镜 眼睛外突 怕光 眼袋大 眼睛有疲劳感 眼屎增加 眼睛发干 1 维生素A 视黄醇 作用 2 维持皮肤粘膜层的完整性 维生素A是细胞膜表面糖蛋白合成的重要物质 3 促进骨骼发育 幼儿 4 防止肿瘤 皮组织肿瘤 干眼病 维生素A缺乏最明显的症状 结膜 角膜上皮组织变性 泪腺受损分泌减少 结膜出现皱纹 失去正常光泽 患者常感眼睛干燥 怕光 流泪 发炎 疼痛 戴隐形眼镜者长期看电视 电脑操作眼睛有不适感者长期在日光灯下工作者眼睛外突 怕光 眼袋严重者皮肤干燥而粗糙者脱发 头屑过多者 需要适当补充维生素A的人群 维生素A存在于 动物肝脏 奶油和黄油 红 黄 绿色的蔬菜瓜果红 红萝卜 黄 南瓜 杏 柿子 山芋 绿 菠菜 青椒 韭菜 我是不是你最疼爱的人 合作关系 胡萝卜素在胆盐的协助下变为维A 维E保护维A不被氧化 维A和锌搭配 达到最佳效果 维D促进维A的吸收 2 维生素D 阳光维生素 理化性质 VitD化学性质比较稳定中性和碱性溶液中 不易被氧化但在酸性环境下会逐渐破坏一般烹调加工不易破坏 作用 1 促进钙 磷在肠道的吸收2 促进儿童 青少年骨骼牙齿发育 预防佝偻病 3 促进肾脏重吸收钙 磷和维持血钙 血磷的正常水平 缺乏原因 摄入不足或人体日光照射不够缺乏症状 骨质软化 牙齿松动 鸡胸 佝偻病 婴幼儿 手足痉挛 骨质疏松 骨质增生 骨折 成人 需要适当补充维生素D的人群 接触阳光较少者处于生长发育期者处于更年期者有骨质疏松症者 3 维生素E 生育酚 理化性质 对热及酸稳定 对碱不稳定 对氧十分敏感 油脂酸败加速破坏一般烹调时VitE损失不大 但油炸时VitE活性明显 作用 1 延缓衰老 细胞体外培养 60 70代 加入维E 可延续至120 140代 使细胞寿命翻了一倍 2 强的抗氧化活性 清除细胞膜中的过氧化自由基 也防止维生素A C的氧化 抗氧化金三角 疤痕组织的形成 3 促进性激素分泌 提高生殖功能 4 净化血液 保护血管 5 增强肝脏的解毒功能 漂白剂 杀虫剂 化肥 其他环境污染 6 提高血红素合成过程有关酶的活性 从而促进血红素的合成 合作关系 1 维生素C保护维生素E不被氧化 维E极易氧化 2 硒和维生素E相辅相成 硒有节约维生素E的作用 4 维生素K 凝血维生素 维生素K是促进肝脏合成凝血酶原 凝血因子 及调节凝血因子 的合成 在天然维生素K有两种 K1在绿色植物和动物肝脏中含量较丰富 K2为人和动物肠道细菌的代谢产物 生物膜 biomembranes 是细胞和各种细胞器表面所包裹着的一层极薄的膜系结构 是具有高度选择性的半透性膜 细胞膜 质膜 细胞内膜 细胞器膜 2 1 生物膜的化学组成部分生物膜主要是由蛋白质 脂质 少量的糖类组成 还含有少量的无机盐和水 膜脂 膜蛋白 糖类 生物膜的功能 物理屏障 物质转运功能 信息分子识别和信息传递 能量转换等 2 1 1膜脂组成生物膜的脂质有磷脂 胆固醇和糖脂等 其中磷脂含量最高 分布最广 磷脂是膜脂的基本成分 植物细胞和细菌细胞膜中的糖脂主要是甘油糖脂 动物细胞膜中糖脂约占5 胆固醇在动物细胞中含量较高 且质膜中胆固醇的含量多于细胞器膜 其含量一般不超过膜脂的1 3 植物中胆固醇含量较少 胆固醇在调节生物膜流动性 和增加膜的稳定性 降低极形物质的通透性等物理状态有重要的作用 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 2 1 2膜蛋白膜蛋白是膜功能的主要承担者 依据膜蛋白与脂双层相互作用方式不同 分为外周蛋白和内在蛋白 2 1 3糖类 多数以糖蛋白的形式存在 少量以糖脂形式存在 人们形象地将它比喻为细胞表面的化学天线 在接受外界信息及细胞间相互识别方面发挥重要作用 b嵌在膜内的糖脂 糖链伸在质膜外 c嵌在膜内的糖蛋白 糖链伸在质膜外d紧贴在膜上的蛋白多糖 e胆固醇f蛋白质分子 2 2生物膜的结构 流动镶嵌模型 1 生物膜的基本结构 脂双层 2 生物膜的流动性膜脂的流动性膜脂分子的不断运动 侧向运动 翻转运动 旋转运动 左右摆动 胆固醇是膜流动性的调节剂膜蛋白的运动性生物膜组分的不对称性 膜质的不对称性分布和膜蛋白定向分布与其功能有密切关系 在时间和空间上确保了各种生理功能的有序进行 脂质分子在生理条件下呈现晶体的规律性排列和液态的可流动性 液晶态 转变只在特定温度范围发生 相变温度 熔点 受磷脂种类和脂肪酸烃链长短及饱和度影响 链长越短熔点越低 相同链长 不饱和比饱和的熔点低 双键越多熔点越低 胆固醇可以抑制温度所引起的相变 防止低温时转向晶态 膜流动性急剧降低 阻止生物膜由液晶态转向液态 膜流动性加剧 其调节作用使膜流动性保持正常适中范围 无论是质膜还是细胞器膜的糖基全部排列在非胞质面 即质膜上的糖基位于细胞表面 细胞器膜的糖基全部朝向内腔 与信息的相互识别有关 脂质分子在膜两侧分布不对称 内外两层脂质的成分和含量明显不同磷脂酰胆碱和鞘磷脂通常分布在膜外层 膜脂不对称分布会导致膜两侧的电荷数量 流动性差异 与膜蛋白定向分布及其功能密切相关 2 3生物膜的功能 1 物质运输小分子跨膜运输 主动运输和被动运输 大分子跨膜运输 内吞作用和外排作用 不同物质运输方式的特点 2 信号传递细胞膜上有各种受体 能特异的结合激素等信号分子 一旦与激素结合 就可将信号跨膜传向细胞内的酶系 产生特定的生理效应 3 能量转换生物体内的能量转换多数是在生物膜上发生的 神经传导作用是一种化学能转化为电能的过程 肌肉收缩是化学能转化为机械能 光合作用是光能转化为化学能 呼吸作用是将营养物质在氧化分解过程中释放的化学能转变成另一种高能键化学能的结果