生物化學第二章脂類化學

生物化學第二章脂類化學第1頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月第2頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月第二章脂類的化學脂的分類及生物學功能甘油三酯的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)磷脂和固醇結(jié)構(gòu)及性質(zhì)膜的結(jié)構(gòu)和功能第3頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月1.1脂的概念第一節(jié)脂的分類及生物學功能

定義——脂肪酸和醇生成的組分及其衍生物主要特征：不溶于水而溶于有機溶劑（在高溫高壓下可溶）脂類的化學元素組成是：C.H.O.N.P第4頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月1.2

分類磷脂甘油磷脂甘油磷酸脂肪酸鞘磷脂類鞘氨醇磷酸脂肪酸膽堿脂肪酸和醇類形成的酯油脂—甘油三酯蠟—高級醇的脂肪酸酯復脂除了脂肪酸和各種醇以外還有其它成分的脂酯VS脂單脂衍生脂類高級一元醇，脂肪酸及衍生物，類固醇萜類，脂溶性維生素，脂多糖，脂蛋白第5頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）結(jié)構(gòu)組分生物膜的重要物質(zhì)（磷脂雙分子層）防止機械損傷；脂溶性物質(zhì)進入；（防水分蒸發(fā)及進入）保溫1.3

脂類的生物學功能第6頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）提供能量第7頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）參與機體代謝調(diào)節(jié)（信號分子）固醇轉(zhuǎn)化為激素，參與細胞信號傳遞；或轉(zhuǎn)化為維生素，作為輔酶調(diào)節(jié)酶活第8頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)甘油三酯的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)2.1油脂的結(jié)構(gòu)

第9頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月

脂肪酸與甘油所形成酯（脂酰甘油，脂酰甘油酯）

脂類中含量最豐富的一大類，是動、植物貯脂的主要組分油：室溫下液態(tài)；脂：室溫下固態(tài)甘油三酯第10頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月甘油三酯的命名第11頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月甘油三酯的命名編號順序不能變2位羥基位置靠左衍生物命名先寫Sn-甘油-位置-衍生物第12頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月2.2油脂的性質(zhì)(一）物理性質(zhì)（1）溶解性一般無色、無嗅、無味，呈中性，比重小于1。不溶于水而溶于溶劑中，在熱乙醇內(nèi)溶度甚大，在冷乙醇中不易溶解。一般用乙醚抽提脂類物質(zhì)。

（2）熔點：甘油三酯的熔點時由其脂肪酸組成決定的。一般隨飽和脂肪酸的數(shù)目和鏈長的增加而升高。不飽和脂肪酸越多熔點越低分支越多熔點越低（3）光學活性：天然存在具一個不對稱C原子的甘油三酯。按L—甘油醛衍生物原則命名。第13頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月看手性碳重要官能團第14頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）化學性質(zhì)（1）由酯鍵產(chǎn)生的性質(zhì)----水解和皂化皂化作用堿水解甘油三酯的作用皂化值完全皂化1克油或脂所消耗的KOH的毫克數(shù)第15頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月皂化作用

皂化值(Saponificationnumber)：完全皂化1克油脂所需氫氧化鉀的毫克數(shù)。

V×N×56.1

皂化值=W

V為滴定HCl毫升數(shù)，N為HCl濃度，56.1為氫氧化鉀的相對分子質(zhì)量，W為油脂的質(zhì)量（克）。第16頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）由酯鍵產(chǎn)生的性質(zhì)----酯交換反應原有甘油三酯中的甘油(或脂肪酸)與其它脂肪酸(或醇類)生成新甘油三酯的反應。第17頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月酸催化脂交換第一步第二步性質(zhì)與柴油類似第18頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月堿法催化性質(zhì)與柴油類似第19頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月節(jié)油先鋒雪鐵龍發(fā)布C8生物柴油版生物柴油就是一種新型的短鏈脂肪酸甘油酯類。第20頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月(3)由不飽和脂肪酸中不飽和鍵產(chǎn)生的性質(zhì)氫化在金屬鎳催化下發(fā)生氫化反應，使雙鍵飽和鹵化鹵素Br2、I2加入產(chǎn)生飽和的鹵代脂碘值

100g油脂所能吸收的碘的克數(shù)表示油脂的不飽和度酸值

(不飽和鍵過氧化生成小分子的酸)中和1克油脂中的游離脂肪酸所消耗的KOH的mg數(shù)(4)由羥基產(chǎn)生的性質(zhì)乙?；抵笍?g乙酰化的脂肪中分解出乙酸用KOH中和所需要KOH的毫克數(shù)。第21頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月不飽和鍵的過氧化作用氧化甘油三酯（不飽和脂肪酸）過氧化物酸敗天然油脂暴露在空氣中相當時間后,就會產(chǎn)生一種刺鼻臭味，稱為酸敗(rancidity)。（自由基容易奪取不飽和鍵的游動電子?。┰颍孩僦?/p>

脂肪酸②脂類

醛、酮其中的過氧化物,繼續(xù)分解產(chǎn)生低級醛、酮，羧酸和醛或酮的衍生物，這些物質(zhì)使油脂產(chǎn)生臭味。第22頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月交聯(lián)聚合脂質(zhì)過氧化物蛋白質(zhì)導致膠原堅硬、長度縮短、失去膨脹力不溶性蛋白質(zhì)皺紋和老年斑是如何產(chǎn)生的？氧自由基多價不飽和脂肪酸丙二醛與磷脂酰乙醇胺交聯(lián)氧化酶黃色色素棕褐色色素與蛋白質(zhì)、胺類或脂類結(jié)合第23頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）細胞進行正常有氧代謝時，線粒體呼吸鏈產(chǎn)生的副產(chǎn)物，超氧陰離子、過氧化氫、羥自由基。（2）細胞內(nèi)有的酶促反應以氧分子為受氫體，氧合血紅蛋白轉(zhuǎn)變?yōu)楦哞F血紅蛋白時，鐵提供電子給氧分子生成超氧陰離子。（3）細胞色素P450系統(tǒng)在發(fā)揮其解毒作用時產(chǎn)生的氧自由基。（4）輔酶Q的代謝產(chǎn)物可在氧化還原中生成半醌自由基，提供電子使氧分子生成超氧陰離子。（5）脂肪和其他大分子降解時的副產(chǎn)物，如過氧化氫。（6）巨噬細胞吞噬細胞時發(fā)生的“呼吸爆發(fā)”也會產(chǎn)生自由基。第24頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月免除自由基的機制1.酶促機制

(1)超氧化物歧化酶[Superoxidedismutases(SOD)]

(2)過氧化氫酶(Catalase):催化H2O2轉(zhuǎn)變?yōu)镠2O和O2的反應。

(3)谷胱甘肽過氧化物酶(Glutathioneperoxidases

(4)除了上述酶之外,谷胱甘肽轉(zhuǎn)移酶,血漿銅藍蛋白一些酶類2.非酶促機制

(1)維生素E(脂溶性，把細胞膜上產(chǎn)生的過氧自由基的電子接收，讓自己暫時成為一自由基。)

(2)維生素C(水溶性，可讓VitaminE自由基恢復其抗氧化能力。)

(3)谷胱甘肽(細胞內(nèi)最重要的抗氧化物，其巰基(SH)可以接收自由基的電子。)

(4)除了這三大抗氧化劑之外，機體內(nèi)還存在為數(shù)眾多的小分子抗氧化劑.如膽紅素,尿酸,類黃酮,類胡蘿卜素等.

第25頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月自由基攻擊細胞摧毀細胞膜，導致細胞死亡和細胞膜發(fā)生變化，從而使得細胞不能從外部吸收營養(yǎng)，也排泄不出細胞內(nèi)代謝的產(chǎn)物，長期積累形成黑色素，導致皮膚色斑的形成。SOD是清除自由基最強有效的抗氧化劑，其抗氧化能力是維生素C的20倍，維生素E的50倍。在臨床上使用SOD外用脂質(zhì)體霜劑治療色斑，取得很大的成功。采用卵磷脂、膽固醇制備脂質(zhì)作為SOD的載體，研究表明SOD活性在霜劑中可保存6個月以上第26頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月e.g.油酸：順-十八碳-9-稀酸，18：1△9c，e.g.亞油酸（ω-6）：順，順-十八碳-9，12-二稀酸，18：2△9c，12c或18：2（n-6）或18：2ω62.3脂肪酸的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)c,t表構(gòu)型順反第27頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月

飽和脂肪酸名稱英文名分子式熔點℃存在丁酸（酪酸）butyricacidC3H7COOH-7.9奶油己酸（羊油酸）caproicacidC5H11COOH-3.4羊脂、可可油辛酸（羊脂酸）caprylicacidC7H15COOH16.7奶油、羊脂、可可油癸酸（羊蠟酸）capricacidC9H19COOH32椰子油、奶油十二酸*（月桂酸）lauricacidC11H23COOH44蜂蠟、椰子油十四酸*（豆蔻酸）myristicacidC13H27COOH54肉豆脂、椰子油

十六酸*（軟脂酸）palmiticacidC15H31COOH63動植物油十八酸*（硬脂酸）sicaricacidC17H35COOH70動植物油二十酸*（花生酸）srachidicacidC19H39COOH75花生油二十二酸（山萮酸）behenicacidC21H43COOH80山萮、花生油二十四酸lignoccricacidC23H47COOH84花生油二十六酸（蠟酸）ccroticacidC25H51COOH87.7蜂蠟、羊脂二十八酸（褐煤酸）montanicacidC27H55COOH――蜂蠟第28頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月不飽和脂肪酸

十八碳一烯酸（油酸)△9oleicacid13.4動植物油脂（橄欖油、豬油含量較高）CH2(CH2)7CH=CH-(CH2)7COOH*十八碳二烯酸（亞麻二烯酸、亞油酸）△9,12linoicicacid-5棉子油、亞麻仁油CH2(CH2)4CH=CH-CH2-CH=CH-(CH2)7-COOH*十八碳三烯酸（亞麻二烯酸）△9,12,15linolenicacid-11亞麻仁油CH2CH2CH=CH-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-(CH2)7COOH*二十碳四烯酸（花生四烯酸）△5,8,11,14arachidonicacid–50卵磷脂、胚磷脂CH2(CH2)4CH=CH-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-(CH2)3COOH

*是動物的必需脂肪酸（人體不能合成）。亞油酸和亞麻油三烯酸有降低血液葡萄糖含量的作用。第29頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月第30頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月第31頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月脂肪酰CoA去飽和酶電子分別來源于NADPH和飽和脂肪酸動物中的酶只能向羧基端繼續(xù)去飽和，所以能合成24烯酸，而不能合成亞油酸和亞麻酸，植物則向脂肪酸的甲基端繼續(xù)去飽和第32頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月動物油、椰子油和棕櫚油的主要成分是飽和脂肪酸（提供熱量），而多元不飽和脂肪酸的含量很低。心臟病人舍棄動物性飽和油后，可從植物油中攝取植物性飽和油。（豬油蒙心？）

橄欖油、菜籽油、玉米油、花生油的單不飽和脂肪酸含量較高，人體需要的三種脂肪酸中，以單元不飽和脂肪酸的需要量最大，茶油、橄欖油可作這種脂肪酸的重要來源。

葵花油、粟米油油、大豆等植物油和海洋魚類中含的脂肪多為多元不飽和脂肪酸,多元不飽和脂肪酸（視覺-紫紅質(zhì)）是這些食用油的主要成份，其他兩種脂肪酸含量不多。過多補充也容易引起過氧化而消耗體內(nèi)抗氧化資源。三種脂肪酸中，多元不飽和脂肪酸最不穩(wěn)定，在油炸、油炒或油煎的高溫下，最容易被氧化變成毒油。而偏偏多元不飽和脂肪酸又是人體細胞膜的重要原料之一。

第33頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月金龍魚提出1∶1∶1比例是，倡導人們飲食結(jié)構(gòu)中飽和脂肪酸、單不飽和脂肪酸和多不飽和脂肪酸最好達到1∶1∶1的比例，并不是說自己的油里三種酸比例達到這樣的標準。金龍魚油的真實比例0.27∶1∶1（推薦比1:8:1）高等植物和低溫生活的動物中，見到高不飽和脂肪酸，含量高于飽和脂肪酸。細菌脂肪酸很少有雙鍵但常被羥化，或含有支鏈，或含有環(huán)丙烷的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。

第34頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月天然脂肪酸的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)最常見的脂肪酸是軟脂酸、硬脂酸以及油酸脂肪酸鏈長多為14-20個碳原子，都是偶數(shù)。單不飽和的雙鍵位置一般在第9-10個C原子，再隔三個C引入不飽和鍵不飽和脂肪酸，幾乎都具有順式的幾何構(gòu)型。第35頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月第36頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月脂肪酸的雙鍵幾乎總是順式幾何構(gòu)型，這使不飽和脂肪酸的烴鏈有約30°的彎曲，干擾它們堆積時有效地填滿空間，結(jié)果降低了范德華相互反應力，使脂肪酸的熔點隨其不飽和度增加而降低。脂質(zhì)的流動性隨其脂肪酸成分的不飽和度相應增加。防凍--有利于細胞膜流通性提高，增加營養(yǎng)物質(zhì)的轉(zhuǎn)運第37頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月反式脂肪的危害植物油倒是便宜，但是供食用的植物油的脂肪酸基本上都是順式脂肪酸，它們很不穩(wěn)定，是液體，而且容易變質(zhì)，這是由于自由基攻擊鏈條中的雙鍵造成的。20世紀初，德國化學家威廉·諾曼想到了一個解決辦法，稱為氫化，這樣制造出來的油就叫氫化油。如果所有的雙鍵都被氫化、飽和了，順式脂肪酸就變成了飽和脂肪酸。但是通常只有部分雙鍵被飽和，由于工藝的原因，在氫化的過程中剩下的雙鍵兩頭的碳原子的結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，它們的氫原子由順式變成了反式。這樣，氫化油就含有大量的反式脂肪酸。第38頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月禁用反式脂肪麥當勞被迫使用健康油從上個世紀80年代末開始，人們逐漸認識到氫化植物油對健康的危害實際上比動物脂肪還要大。這主要是由于其中的反式脂肪酸引起的，它增加的心血管疾病的風險。世界衛(wèi)生組織的建議是每天攝入相當于不要超過2克，吃一份炸薯條就遠遠超過這個量了（大約含5～6克反式脂肪酸）。第39頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)磷脂和固醇類的結(jié)構(gòu)性質(zhì)3.1磷脂

含有磷酸的復合脂質(zhì)，包括：甘油磷脂：甘油、脂肪酸、磷酸和一分子氨基醇(如膽堿、乙醇胺、絲氨酸或肌醇)組成。鞘氨醇磷脂：以鞘氨醇代替了甘油。第40頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月3.1.1甘油磷脂

（1）

結(jié)構(gòu)與分類磷脂酸的衍生物第41頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月甘油磷脂命名原則自然界存在的混三酰甘油都具有L-構(gòu)型，即在Fischer投影式中手性C2上的脂?；诟视突兼湹淖髠?cè)。分子中央碳原子是不對稱。

多數(shù)磷酸甘油酯C-1位上以飽和脂肪酸為主，而C-2位上不飽和脂肪酸。第42頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月磷脂酸磷脂酰膽胺（腦磷脂）磷脂酰膽堿（卵磷脂）磷脂酰絲氨酸磷脂酰甘油磷脂酰肌醇二磷脂酰甘油（心磷脂）第43頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月

(a)溶解性質(zhì)

磷脂有二條柔軟的長鏈脂肪酸基,故磷脂具有脂溶性質(zhì)；磷脂的另一組份是磷?；衔?，是強親水基,故磷脂既能溶解在有機溶劑中成為透明溶液，又能在水中少量溶解，以膠體狀態(tài)在水中擴散。這種在同一分子中含有極性區(qū)和非極性區(qū)的化合物稱之為雙性化合物。磷脂的這種性質(zhì)對于生物膜結(jié)構(gòu)的形成起著重要的作用。（2）磷脂的性質(zhì)第44頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月(b)帶電性質(zhì)

不同磷脂的極性頭部所帶電荷的種類是不同的,因此,這些磷脂在不同的pH條件下解離所帶電荷的種類和數(shù)量也是不同的,因而可以通過電泳把它們彼此分開.（2）磷脂的性質(zhì)第45頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月(C)水解作用第46頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）組成

3.1.2鞘磷脂（不含甘油）第47頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月神經(jīng)酰胺膽堿鞘磷脂葡萄糖苷神經(jīng)酰胺乳糖苷神經(jīng)酰胺神經(jīng)節(jié)苷脂第48頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月甾醇類的結(jié)構(gòu)：以環(huán)戊烷多氫菲為基本結(jié)構(gòu)

甾醇類的特點是在甾核的第3位上有一個羥基；在第、17位上有一個分枝的碳氫鏈；C5-C6多為飽和雙鍵3.2固醇類第49頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月類固醇白色、斜方晶體。a.醇基可與脂酸成酯（棕櫚酸、硬脂酸、油酸）b.雙鍵可加氫膽固醇（二氫膽固醇、7—脫氫膽酸、膽固醇酯）第50頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月膽固醇是生物膜的重要成分（圖），羥基極性端分布于膜的親水界面，母核及側(cè)鏈深入膜雙層，控制膜的流動性阻止磷脂在相變溫度以下時轉(zhuǎn)變成結(jié)晶狀態(tài)，保證膜在低溫時的流動性及正常功能。膽固醇分布及性質(zhì)功能(1)第51頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月膽固醇第52頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月膽固醇是合成膽汁酸、維生素D等生理活性物質(zhì)的前體。在體內(nèi)，甾醇可在C7位脫氫轉(zhuǎn)變成7-脫膽甾醇；后者在紫外線照射下轉(zhuǎn)變成Vit.D3。膽固醇分布及性質(zhì)功能(2)第53頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月可在體內(nèi)轉(zhuǎn)變成許多重要的甾醇類激素：腎上腺皮質(zhì)激素、雌激素、雄激素。膽固醇分布及性質(zhì)功能(3)第54頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)生物膜

biologicalmembrane所有的細胞都以一層薄膜將它的內(nèi)含物與外界環(huán)境分開。另外，大多數(shù)細胞中還含有許多內(nèi)膜系統(tǒng)，組成具有各種特定功能的亞細胞結(jié)構(gòu)和細胞器。例如，線粒體、細胞核、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、溶酶體和葉綠體等。細胞膜以及各種細胞器的外膜通稱為生物膜。這些膜結(jié)構(gòu)主要起三傳“傳信息，傳能量，物質(zhì)運輸”一反“反應場所”，及分隔作用。第55頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月4.1生物膜的組成和結(jié)構(gòu)1、生物膜的組成脂質(zhì)主要是磷脂、糖脂和膽固醇；膜骨架蛋白質(zhì)主要由外周和內(nèi)在蛋白組成；運送通道，受體多糖類；主要負責信號傳遞水和金屬離子等生物膜的組成，因膜的種類不同而有很大的差別。第56頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月第57頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月第58頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月第59頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月2、生物膜的結(jié)構(gòu)流體鑲嵌模型：膜的流動性和不對稱性生物膜是以磷脂、膽固醇和糖脂為主構(gòu)成的雙層脂膜和蛋白質(zhì)組成。第60頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月膜的結(jié)構(gòu)特性(1)流動性脂分子側(cè)向移動，自旋，尾部擺動，翻轉(zhuǎn)（與不飽和脂肪酸的不飽和度，鏈長度，膜膽固醇含量有關(guān)）膜蛋白主要側(cè)向移動，自旋，無翻轉(zhuǎn)第61頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月膜的結(jié)構(gòu)特性(2)膜的不對稱性

脂：外層以乙酰膽堿為主，內(nèi)層為磷脂酰乙醇胺和磷脂酰絲氨酸；不飽和脂肪酸在外層

蛋白：外周蛋白內(nèi)外分布的不對稱性第62頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月4.2生物膜的功能生物膜具有保護、轉(zhuǎn)運、能量轉(zhuǎn)換、信息傳遞、運動和免疫等生物功能。第63頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月

1、保護功能生物膜能夠保護細胞或細胞器不受或少受外界環(huán)境因素改變的影響，保持它們原有的形狀和完整結(jié)構(gòu)。機械損傷，病毒入侵第64頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月

2、轉(zhuǎn)運功能細胞或細胞器通過生物膜，從膜外選擇性地吸收所需要的養(yǎng)料，同時也要排出不需要的物質(zhì)。