第三章脂類和生物膜化學(xué)

1、脂類和生物膜化學(xué)(Lipids and membranes)脂質(zhì)的概念、分類、功能三酰甘油磷脂類固醇類蠟生物膜膜生物工程l脂肪酸的（實(shí)際或可能的）衍生物及其脂肪酸的（實(shí)際或可能的）衍生物及其密切有關(guān)的物質(zhì)。密切有關(guān)的物質(zhì)。l不溶于水，易不溶于水，易溶于乙醚、氯溶于乙醚、氯仿、苯等非極仿、苯等非極性溶劑中。性溶劑中。分類分類（1 1）簡單脂質(zhì)：脂肪酸與醇類形成的酯。）簡單脂質(zhì)：脂肪酸與醇類形成的酯。 脂肪、蠟脂肪、蠟（2 2）復(fù)合脂質(zhì)：）復(fù)合脂質(zhì)： 磷脂：甘油磷脂、鞘磷脂磷脂：甘油磷脂、鞘磷脂 糖脂：甘油糖脂、鞘糖脂糖脂：甘油糖脂、鞘糖脂 硫脂：硫脂：（3 3）衍生脂質(zhì)：脂肪酸及其衍生物）衍生脂

2、質(zhì)：脂肪酸及其衍生物 甘油、鞘氨醇、高級醇等甘油、鞘氨醇、高級醇等 固醇類固醇類 萜類萜類 脂溶性維生素脂溶性維生素l機(jī)體代謝燃料和儲能形式；機(jī)體代謝燃料和儲能形式；l生物膜的重要組分；生物膜的重要組分；l與細(xì)胞識別、種特異性、組織免疫與細(xì)胞識別、種特異性、組織免疫等密切相關(guān)。等密切相關(guān)。l具營養(yǎng)、代謝及調(diào)節(jié)功能；具營養(yǎng)、代謝及調(diào)節(jié)功能；l保護(hù)、保溫作用；保護(hù)、保溫作用；l1 1分子甘油和分子甘油和3 3分分子脂肪酸結(jié)合成子脂肪酸結(jié)合成的酯，又稱脂肪的酯，又稱脂肪。l二酰甘油；二酰甘油；l單酰甘油；單酰甘油； 1 1、按脂肪酸種類分：、按脂肪酸種類分：l飽和脂肪酸構(gòu)成的酯；飽和脂肪酸構(gòu)成的酯；

3、 如：軟脂酸如：軟脂酸(16C)(16C)、 硬脂酸硬脂酸(18C)(18C)。l不飽和脂肪酸構(gòu)成的酯；不飽和脂肪酸構(gòu)成的酯； 如：油酸、亞油酸。如：油酸、亞油酸。l必需脂肪酸必需脂肪酸 essential fatty acidsessential fatty acidsl不飽和脂肪酸中的不飽和脂肪酸中的亞油酸亞油酸、亞麻酸，保持、亞麻酸，保持人體正常生長和健康所必需的，而且只能人體正常生長和健康所必需的，而且只能從食物中攝取。從食物中攝取。l1 1、是細(xì)胞膜的重要成份。、是細(xì)胞膜的重要成份。 l2 2、亞油酸是合成前列腺素的前體。、亞油酸是合成前列腺素的前體。 l3 3、與膽固醇的代謝有關(guān)。

4、、與膽固醇的代謝有關(guān)。 l4 4、影響人的記憶力。、影響人的記憶力。 l1 1、一般為、一般為偶數(shù)碳原子偶數(shù)碳原子l2 2、絕大多數(shù)不飽和脂肪酸中的、絕大多數(shù)不飽和脂肪酸中的雙鍵為順式雙鍵為順式l3 3、不飽和脂肪酸雙鍵位置有一定的規(guī)律性、不飽和脂肪酸雙鍵位置有一定的規(guī)律性l4 4、動物的脂肪酸是直鏈的，所含雙鍵可多達(dá)、動物的脂肪酸是直鏈的，所含雙鍵可多達(dá)6 6個(gè)；個(gè)；細(xì)菌中還含有支鏈的、羥基的和環(huán)丙基的脂肪酸；細(xì)菌中還含有支鏈的、羥基的和環(huán)丙基的脂肪酸；植物脂肪酸中有含炔基、環(huán)氧基、酮基等植物脂肪酸中有含炔基、環(huán)氧基、酮基等l5 5、脂肪酸分子的、脂肪酸分子的碳鏈越長，熔點(diǎn)越高；不飽和脂碳鏈

5、越長，熔點(diǎn)越高；不飽和脂肪酸的熔點(diǎn)比同等鏈長的飽和脂肪酸的熔點(diǎn)低肪酸的熔點(diǎn)比同等鏈長的飽和脂肪酸的熔點(diǎn)低l反式脂肪酸又稱氫化脂肪酸，是正常的植物油加氫，其性質(zhì)類似反式脂肪酸又稱氫化脂肪酸，是正常的植物油加氫，其性質(zhì)類似于飽和脂肪酸。于飽和脂肪酸。l形成：形成：l天然脂肪酸主要是順型，當(dāng)被氫化的時(shí)候天然脂肪酸主要是順型，當(dāng)被氫化的時(shí)候,構(gòu)型會發(fā)生變化，天構(gòu)型會發(fā)生變化，天然油脂中的順式脂肪酸的一部分轉(zhuǎn)化成反式脂肪酸。然油脂中的順式脂肪酸的一部分轉(zhuǎn)化成反式脂肪酸。不飽和脂不飽和脂肪酸變成部分飽和肪酸變成部分飽和,盡管保持原有的不飽和度。另外，油脂長時(shí)盡管保持原有的不飽和度。另外，油脂長時(shí)間高溫加熱

6、，也會發(fā)生構(gòu)型變化，產(chǎn)生反式脂肪酸。間高溫加熱，也會發(fā)生構(gòu)型變化，產(chǎn)生反式脂肪酸。l優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：l反式脂肪酸比較穩(wěn)定，不易氧化變質(zhì)，便于保存。而且可讓食物反式脂肪酸比較穩(wěn)定，不易氧化變質(zhì)，便于保存。而且可讓食物更酥脆，不易變黑，賣相好。因此受到許多食品業(yè)者采用，一些更酥脆，不易變黑，賣相好。因此受到許多食品業(yè)者采用，一些須油炸、烘烤、酥制的食物例如炸雞、薯?xiàng)l、餅干、洋芋片、派須油炸、烘烤、酥制的食物例如炸雞、薯?xiàng)l、餅干、洋芋片、派餅、蘇打餅、微波加熱爆米花及人造奶油等都會使用。餅、蘇打餅、微波加熱爆米花及人造奶油等都會使用。l反式脂肪酸的名稱不一，一般都在商品包裝上標(biāo)注為反式脂肪酸的名稱不一，

7、一般都在商品包裝上標(biāo)注為“氫化植物氫化植物油油”、“植物起酥油植物起酥油”、“人造黃油人造黃油”、“人造奶油人造奶油”、“植物植物奶油奶油”、“麥淇淋麥淇淋”、“起酥油起酥油”或或“植脂末植脂末”，其中都可能含，其中都可能含有反式脂肪酸。有反式脂肪酸。反式脂肪酸危害反式脂肪酸危害 第一，促進(jìn)動脈硬化作用。研究人員經(jīng)過大量研究發(fā)現(xiàn)，含有豐富反式第一，促進(jìn)動脈硬化作用。研究人員經(jīng)過大量研究發(fā)現(xiàn)，含有豐富反式脂肪酸的脂肪表現(xiàn)出能促進(jìn)動脈硬化作用。具體表現(xiàn)在反式脂肪酸在提高低脂肪酸的脂肪表現(xiàn)出能促進(jìn)動脈硬化作用。具體表現(xiàn)在反式脂肪酸在提高低密度脂蛋白膽固醇水平的程度與飽和脂肪酸相似；此外，反式脂肪酸會

8、降低密度脂蛋白膽固醇水平的程度與飽和脂肪酸相似；此外，反式脂肪酸會降低高密度脂蛋白膽固醇水平，這說明反式脂肪酸比飽和脂肪酸更有害。高密度脂蛋白膽固醇水平，這說明反式脂肪酸比飽和脂肪酸更有害。 第二，由于反式脂肪酸具有增加血液黏稠度和凝聚力的作用，從而極容第二，由于反式脂肪酸具有增加血液黏稠度和凝聚力的作用，從而極容易導(dǎo)致血栓形成。實(shí)驗(yàn)證明，攝食占熱量易導(dǎo)致血栓形成。實(shí)驗(yàn)證明，攝食占熱量6%6%的反式脂肪酸人群的全血凝集的反式脂肪酸人群的全血凝集程度比攝食占熱能程度比攝食占熱能2%2%的反式脂肪酸人群有所增加，從而證明反式脂肪酸使的反式脂肪酸人群有所增加，從而證明反式脂肪酸使人容易產(chǎn)生血栓。人容

9、易產(chǎn)生血栓。 第三，影響生長發(fā)育。由于反式脂肪酸能通過胎盤直接轉(zhuǎn)運(yùn)給胎兒，因第三，影響生長發(fā)育。由于反式脂肪酸能通過胎盤直接轉(zhuǎn)運(yùn)給胎兒，因此，母乳喂養(yǎng)的嬰幼兒都會因其母親攝入人造黃油使嬰幼兒被動攝入反式脂此，母乳喂養(yǎng)的嬰幼兒都會因其母親攝入人造黃油使嬰幼兒被動攝入反式脂肪酸。實(shí)驗(yàn)證明，反式脂肪酸使胎兒和新生兒比成人更容易患上必需脂肪缺肪酸。實(shí)驗(yàn)證明，反式脂肪酸使胎兒和新生兒比成人更容易患上必需脂肪缺乏癥，從而影響生長發(fā)育；同時(shí)，反式脂肪酸能對中樞神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育產(chǎn)生乏癥，從而影響生長發(fā)育；同時(shí)，反式脂肪酸能對中樞神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育產(chǎn)生不良影響，抑制前列腺素的合成，干擾嬰兒正常的生長發(fā)育。不良影響，抑

10、制前列腺素的合成，干擾嬰兒正常的生長發(fā)育。l常溫下為固態(tài)脂；如：動物脂肪。l常溫下為液態(tài)油；如：大多數(shù)植物油。（二）性質(zhì)：1、水解和皂化 皂化值：皂化值：完全皂化1克油脂所需KOH的毫克數(shù)。 酸價(jià)（酸敗程度）酸價(jià)（酸敗程度） ：中和1 克油脂中的游離脂肪酸所消耗的KOH毫克數(shù)。2 2、氫化和碘化；、氫化和碘化；碘值（不飽和鍵的多少）碘值（不飽和鍵的多少） 100100克油脂吸收碘的克數(shù)?？擞椭盏獾目藬?shù)。 3 3、氧化與酸敗、氧化與酸敗 天然油脂暴露在空氣中會發(fā)生自動氧化作用，天然油脂暴露在空氣中會發(fā)生自動氧化作用，發(fā)生酸臭和口味變苦的現(xiàn)象酸敗。發(fā)生酸臭和口味變苦的現(xiàn)象酸敗。 能量儲存和膳食

11、脂肪能量儲存和膳食脂肪（四）應(yīng)用：（四）應(yīng)用：l溶劑；溶劑；l表面活性物質(zhì)：去垢劑、表面活性物質(zhì)：去垢劑、 發(fā)酵工業(yè)消泡劑等。發(fā)酵工業(yè)消泡劑等。( (一一) ) 甘油磷脂類甘油磷脂類組成：組成： 磷酸化的頭部磷酸化的頭部 + + 三碳的甘油骨架三碳的甘油骨架 + + 兩條脂肪酸鏈兩條脂肪酸鏈?zhǔn)巧锬さ闹饕M分是生物膜的主要組分重要的磷脂：重要的磷脂：l磷脂酰膽堿磷脂酰膽堿 卵磷脂卵磷脂l磷脂酰乙醇胺磷脂酰乙醇胺 腦磷脂腦磷脂l磷脂酰絲氨酸磷脂酰絲氨酸l磷脂酰肌醇磷脂酰肌醇l心磷脂心磷脂1 1）脂溶性；）脂溶性；2 2）分子中不飽和脂肪酸易氧化；）分子中不飽和脂肪酸易氧化；3) 3) 雙親性雙親

12、性乳化乳化l鞘磷脂的基鞘磷脂的基本骨架是本骨架是 鞘氨醇鞘氨醇 十八碳胺基十八碳胺基二醇二醇l神經(jīng)酰胺神經(jīng)酰胺鞘氨醇鞘氨醇+ +脂肪酸脂肪酸酰胺鍵酰胺鍵磷酸化的頭部磷酸化的頭部（膽堿或乙醇（膽堿或乙醇胺），胺），碳?xì)滏溙細(xì)滏溡粭l來自鞘氨一條來自鞘氨醇、另一條來醇、另一條來源于脂肪酸。源于脂肪酸。l主要功能：主要功能：1 1）膜的組分；）膜的組分；2 2）作為激素）作為激素起代謝調(diào)節(jié)作用；起代謝調(diào)節(jié)作用；3 3）作為乳化劑）作為乳化劑膽汁鹽的前體、幫助脂膽汁鹽的前體、幫助脂類的消化吸收；類的消化吸收；4 4）維生素的組分；）維生素的組分；5 5）有抗炎作用；）有抗炎作用；上一頁下一頁返回上一頁下

13、一頁返回膽固醇睪酮雄性激素雌激素1、腎上腺皮質(zhì)激素2、性激素l高級一元醇與高級脂肪酸所成的酯.保護(hù)作用；保護(hù)作用；物質(zhì)運(yùn)輸；物質(zhì)運(yùn)輸；方式方式？信息傳遞；信息傳遞；細(xì)胞識別。細(xì)胞識別。l磷脂；磷脂；l糖脂；糖脂；l膽固醇組成。膽固醇組成。性質(zhì)性質(zhì)l具兩親性、具兩親性、l不對稱性、不對稱性、l流動性。流動性。1 1）膜內(nèi)在蛋白：）膜內(nèi)在蛋白： 與脂雙層的疏水核心緊密與脂雙層的疏水核心緊密相連；相連；跨膜或不跨膜；在跨膜或不跨膜；在膜內(nèi)不對稱分布。膜內(nèi)不對稱分布。 內(nèi)在蛋白只能作旋轉(zhuǎn)和內(nèi)在蛋白只能作旋轉(zhuǎn)和側(cè)向運(yùn)動。側(cè)向運(yùn)動。 2 2）膜周邊蛋白：）膜周邊蛋白： 分布在分布在膜內(nèi)或外表面膜內(nèi)或外表面

14、。 在膜內(nèi)表面，形成網(wǎng)狀在膜內(nèi)表面，形成網(wǎng)狀 的細(xì)胞骨架。的細(xì)胞骨架。l覆蓋在覆蓋在膜外表面膜外表面，有些可連在脂質(zhì)上如，有些可連在脂質(zhì)上如鞘糖脂鞘糖脂，也可連在膜蛋白的多肽鏈上。，也可連在膜蛋白的多肽鏈上。l功能功能: : 起保護(hù)作用；起保護(hù)作用； 細(xì)胞間的識別；細(xì)胞間的識別； 維持膜的不對稱。維持膜的不對稱。 硫酸腦苷脂l生物膜的結(jié)構(gòu)是生物膜的結(jié)構(gòu)是流動鑲嵌模型流動鑲嵌模型（1972，SingerS.J）l1 1、膜結(jié)構(gòu)的、膜結(jié)構(gòu)的連續(xù)主體是極性的脂質(zhì)雙分子層連續(xù)主體是極性的脂質(zhì)雙分子層，脂雙層，脂雙層中的脂類既是內(nèi)在蛋白的溶劑，也是物質(zhì)通透屏障；中的脂類既是內(nèi)在蛋白的溶劑，也是物質(zhì)通透屏障；l2 2、膜脂與特定的、膜脂與特定的膜蛋白膜蛋白專一的相互作用，專一的相互作用，膜蛋白穿入膜蛋白穿入膜的任一邊或跨膜完全伸展；膜的任一邊或跨膜完全伸展；l3 3、脂雙分子層具有、脂雙分子層具有流動性流動性，膜是，膜是不對稱的不對稱的，膜蛋白可，膜蛋白可以做側(cè)向擴(kuò)散，但一般不能從膜的一側(cè)翻轉(zhuǎn)到另一側(cè)；以做側(cè)向擴(kuò)散，但一般不能從膜的一側(cè)翻轉(zhuǎn)到另一側(cè)；l4 4、雙分子層中的脂質(zhì)分子之間或蛋白質(zhì)組