生物化學(xué)第三章脂類

第三章脂類和生物膜

第一節(jié)

概述第二節(jié)油脂的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)第三節(jié)生物膜第一節(jié)

概述1（總)

一、脂質(zhì)的概念二、脂質(zhì)的分類三、脂類的生理功能一、脂質(zhì)的概念

1.定義：又稱脂類。指脂肪酸與醇作用生成的酯及其衍生物.2.特點(diǎn)：

脂溶性---不溶于水而溶于有機(jī)溶劑的特性二、脂質(zhì)的分類

脂類單脂復(fù)脂油脂甘油脂肪酸磷脂糖脂固醇類腦苷脂神經(jīng)節(jié)苷脂飽和脂肪酸不飽和脂肪酸甘油磷脂鞘氨醇磷脂分類脂肪類脂包括甘油三酯磷脂糖脂膽固醇膽固醇酯分布脂肪組織生物膜有的書按上述分類

CH2O│O-CH│CH2OCR1‖OCR3‖OHHH

R2C‖O6脂肪甘油磷脂甘油堿基脂肪酸P

CH2O-C-R1│R2C-O-CH

│CH2OO=O=PX組成成分基本結(jié)構(gòu)分類根據(jù)取代基（X）的不同分類27││環(huán)戊烷多氫菲的基本結(jié)構(gòu)膽固醇Cholesterol36三、脂類的生理功能1.結(jié)構(gòu)組分----磷脂是生物膜的主要成分2.儲(chǔ)存能源---脂肪3.溶劑----某些生物活性物質(zhì)的溶劑4.其他

---調(diào)節(jié)體溫

---防止機(jī)械損傷第二節(jié)油脂（脂肪）的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)

一、油脂（脂肪）的結(jié)構(gòu)二、油脂（脂肪）的性質(zhì)

CH2O│O-CH│CH2OCR1‖OCR3‖OHHH

R2C‖O6單純甘油脂：混合甘油酯：一、油脂的結(jié)構(gòu)1（甘油三酯的結(jié)構(gòu)通式）一、油脂的結(jié)構(gòu)2(總)

甘油三脂（三酰甘油）是一分子甘油和三分子脂肪酸結(jié)合而成脂肪酸：飽和脂肪酸(軟脂酸、硬脂酸）

不飽和脂肪酸：（油酸、亞油酸、亞麻酸、花生四烯酸、二十碳五稀酸、二十二碳六稀酸、）脂肪酸1脂肪酸2一、油脂的結(jié)構(gòu)3（甘油三酯）H2O二酯酰甘油甘油（丙三醇）H2O單酯酰甘油三酯酰甘油一、油脂的結(jié)構(gòu)4（油脂的重要脂肪酸1）必需脂肪酸α軟脂酸（十六烷酸）一、油脂的結(jié)構(gòu)4（油脂的重要脂肪酸2）C16:0硬脂酸（十八烷酸）一、油脂的結(jié)構(gòu)4（油脂的重要脂肪酸3）C18:0油酸（十八烯酸）一、油脂的結(jié)構(gòu)4（油脂的重要脂肪酸4）C18:1(9)二、油脂的性質(zhì)1（總）

（1）溶解性（2）皂化作用（3）乳化作用（4）自動(dòng)氧化二、油脂的性質(zhì)2(溶解性）

三酯酰甘油不溶于水,可溶于乙醚、丙酮、氯仿等非極性有機(jī)溶劑二酰甘油和單酰甘油因有游離羥基，可成微?；蛭F(tuán)（一）溶解性二、油脂的性質(zhì)3

C3H5(OCOR)3+3H20→3RCOOH+C3H5(OH)3

脂肪

脂肪酸

甘油RCOOH+NaOH→RCOONa+H20脂肪酸

肥皂

（二）皂化作用油脂的堿水解過程皂化值：完全皂化1g油脂所需氫氧化鉀的毫克數(shù)二、油脂的性質(zhì)3

乳化作用：油脂在乳化劑的作用下，變成很細(xì)小的顆粒，均勻分散在水里而形成穩(wěn)定的乳狀液舉例：肥皂去污（三）乳化作用二、油脂的性質(zhì)4

油脂酸敗：油脂在空氣中暴露過久，就會(huì)產(chǎn)生一種難聞的氣味，這種現(xiàn)象即油脂酸敗酸敗的化學(xué)本質(zhì)：一方面油脂中的不飽和脂肪酸的雙鍵在空氣中氧的氧化作用下，成為過氧化物,過氧化物繼續(xù)分解生成有臭味的低級(jí)醛、酮、羧酸等衍生物；另一方面是由于霉菌或酯酶將油脂水解為低級(jí)脂肪酸，經(jīng)氧化成酮酸，脫羧成酮類（四）自動(dòng)氧化油脂酸敗的程度用酸值表示。酸值：中和1g油脂中的游離脂肪酸所需要?dú)溲趸浀暮量藬?shù)第三節(jié)磷脂和固醇

一、磷脂二、固醇

一、磷脂

1.甘油磷脂2.鞘磷脂（神經(jīng)磷脂）1.甘油磷脂1

①形成：第三個(gè)羥基被磷酸所酯化，其他兩個(gè)被脂肪酸酯化②特點(diǎn)：具有極性的頭部和非極性的尾部,所以，這類化合物又稱為兩性脂類或極性脂類，是構(gòu)成生物膜的結(jié)構(gòu)基本特征之一③舉例:

磷脂酰膽堿（卵磷脂）、磷脂酰乙醇胺（腦磷脂）1.甘油磷脂2X極性頭—易溶于水非極性尾—不易溶于水1.甘油磷脂4CH2OCCHCH2OOCR1R2OOPOOHOXX前體為膽堿：HO-CH2CH2N+(CH3)3即X=CH2CH2N+(CH3)3卵磷脂[磷脂酰膽堿]（1）甘油磷脂4卵磷脂[磷脂酰膽堿]（1）甘油磷脂5X前體為膽胺（乙醇胺）：HO-CH2CH2-NH2即X=CH2CH2-NH2CH2OCCHCH2OOCR1R2OOPOOHOX腦磷脂[磷脂酰乙醇胺]2.鞘磷脂1(總1)

①作用：植物和動(dòng)物細(xì)胞膜的重要組分

②分布：在動(dòng)物神經(jīng)組織和腦內(nèi)含量較高

③特點(diǎn)：鞘磷脂也具有一個(gè)極性頭和兩個(gè)非極性尾，但不含有甘油。它們是由1分子脂肪酸、1分子鞘氨醇或其衍生物（二氫鞘氨醇）、1分子磷酸、1分子膽堿組成2.鞘磷脂2（神經(jīng)鞘磷脂）鞘氨醇膽堿磷酸膽堿3.腦苷脂類1（補(bǔ)充）是糖脂的一種。糖脂是一類具有一般脂類溶解性質(zhì)的含糖脂質(zhì)

。而腦苷脂類包含在結(jié)合脂類的糖脂中，不含有磷由于極性頭不帶電荷故呈中性。此類化合物含有一個(gè)或多個(gè)糖單位故常被稱為糖鞘脂。如半乳糖腦苷脂含有D-半乳糖作為極性頭基團(tuán)，存在于腦細(xì)胞膜中3.腦苷脂類2總結(jié)單酯與復(fù)酯單純甘油酯和混合甘油酯皂化值、酸值乳化作用基本概念：思路：概念－分類－結(jié)構(gòu)－性質(zhì)－功能二、固醇1

1.膽固醇

2.膽酸及膽汁酸

3.酵母固醇二、固醇2環(huán)戊烷多氫菲的一元醇及其衍生物+菲環(huán)戊烷環(huán)戊烷多氫菲二、固醇3（膽固醇1）二、固醇3（膽固醇2）極性頭非極性尾固醇類不能被堿皂化二、固醇3（膽固醇3）（類型）雄性激素皮質(zhì)激素（可的松）維生素D膽固醇2第二節(jié)生物膜

一、生物膜的組成及結(jié)構(gòu)模型

二、生物膜的功能三、膜生物工程

一、生物膜的組成及結(jié)構(gòu)模型

（1）脂類（2）蛋白質(zhì)（3）糖類1．生物膜組成成分：（1）膜脂1

生物膜的脂類主要包括磷脂膽固醇糖脂書35頁(yè)（1）膜脂2

（1）膜脂3

液態(tài)膜（溶膠）固態(tài)膜（凝膠）轉(zhuǎn)相溫度＞轉(zhuǎn)相溫度＜轉(zhuǎn)相溫度（約10～250C)（2）膜蛋白1（分類）

（1）外在蛋白：分布于膜的外表，通過靜電作用及離子鍵作用等較弱的非共價(jià)鍵與膜的外表相結(jié)合。為水溶性蛋白

（2）內(nèi)在蛋白：水不溶性，分布在磷脂的雙分子層中，以疏水和親水兩部分分別與磷脂的疏水和親水兩部分結(jié)合（2）膜蛋白2（作用）

膜蛋白不僅是構(gòu)成膜的結(jié)構(gòu)組分，而且在物質(zhì)代謝（酶蛋白）、物質(zhì)運(yùn)輸、細(xì)胞運(yùn)動(dòng)、細(xì)胞信息的傳遞等方面也有重要作用。（3）膜糖類

存在：主要是以糖蛋白和糖脂的形式，分布：在細(xì)胞質(zhì)膜表面較多，一般占質(zhì)膜總量的2—10%左右主要類型：氨基糖和唾液酸等功能：與細(xì)胞的抗原結(jié)構(gòu)、受體、細(xì)胞免疫反應(yīng)、細(xì)胞識(shí)別、血型及細(xì)胞癌變等均有密切關(guān)系1．膜的結(jié)構(gòu)組成（圖示）2．膜的結(jié)構(gòu)1

1.主體是磷脂雙分子層，具有流動(dòng)性2.內(nèi)在蛋白可“溶解”于雙分子層的中心疏水部分中；外在蛋白可與脂質(zhì)雙分子層的極性頭部連接，膜蛋白可側(cè)向移動(dòng)，但不翻轉(zhuǎn)

3.膜蛋白與磷脂之間的相互作用限制了其流動(dòng)性4.膜兩側(cè)具有不對(duì)稱性

流體鑲嵌模型的特點(diǎn)：2．膜的結(jié)構(gòu)2（結(jié)構(gòu)模型）流動(dòng)鑲嵌模型極性頭非極性尾蛋白質(zhì)磷脂（7成）、膽固醇（3成）、鞘磷脂2．膜的結(jié)構(gòu)3（示例2）2．膜的結(jié)構(gòu)4（由生物膜組稱的結(jié)構(gòu)1）細(xì)胞膜葉綠體膜線粒體膜液泡膜核膜植物細(xì)胞線粒體細(xì)胞核細(xì)胞膜2．膜的結(jié)構(gòu)4（由生物膜組成的結(jié)構(gòu)2）動(dòng)物細(xì)胞2．膜的結(jié)構(gòu)4（由生物膜的結(jié)構(gòu)3）葉綠體2．膜的結(jié)構(gòu)4（由生物膜的結(jié)構(gòu)4）線粒體2．膜的結(jié)構(gòu)4（由生物膜的結(jié)構(gòu)5）細(xì)胞核二、膜的功能1

1．物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)

2．信息傳遞

3．能量轉(zhuǎn)換

1．參加酶反應(yīng)1絕大多數(shù)的膜含有酶，有的酶作用于膜外的底物，而另一些酶可以作用于膜分隔區(qū)域內(nèi)的底物

1．參加酶反應(yīng)2

核膜—形成核孔線粒體內(nèi)膜面積擴(kuò)大膜使功能出現(xiàn)分化，如：2．物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)(總）雙層磷脂分子是生物膜的基本骨架，不帶電荷的脂溶性物質(zhì)較易通過，大多數(shù)膜具有專一性的傳遞載體、酶系或通道，可使一些親水性物質(zhì)或離子通過生物膜。膜的傳遞作用能調(diào)節(jié)物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的流量，從而維持細(xì)胞內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定狀態(tài)

膜蛋白非脂溶性物質(zhì)（營(yíng)養(yǎng)物、廢物、神經(jīng)遞質(zhì)、激素）由膜蛋白形成的通道進(jìn)入，或與穿膜蛋白結(jié)合，選擇性進(jìn)入膜內(nèi)運(yùn)輸通道主動(dòng)運(yùn)輸3.信息傳遞

細(xì)胞膜含有帶電荷的表面基團(tuán)，可構(gòu)成跨膜電位差。這一性質(zhì)對(duì)神經(jīng)細(xì)胞的傳導(dǎo)功能十分重要

膜的外層表面含有特異的識(shí)別部位。如：動(dòng)物細(xì)胞膜的外層表面含有識(shí)別同種細(xì)胞的部位，能在組織結(jié)構(gòu)的正常發(fā)育過程中促進(jìn)同種細(xì)胞有規(guī)則的締合細(xì)胞表面還具有受體部位，這一部位能特異地結(jié)合激素分子，一但這些受體部位與激素結(jié)合，就可將信號(hào)傳向細(xì)胞內(nèi)的酶，調(diào)節(jié)其活力4.識(shí)別信號(hào)分子

抗體蛋白數(shù)條α螺旋構(gòu)成通道識(shí)別部位（常有糖鏈連接）4.識(shí)別信號(hào)分子3

抗體蛋白數(shù)條α螺旋構(gòu)成通道識(shí)別部位（常有糖鏈連接）4.識(shí)別信號(hào)分子4

抗體蛋白數(shù)條α螺旋構(gòu)成通道識(shí)別部位（常有糖鏈連接）信息識(shí)別受體通道二、膜的功能2(最新成果1)

二、膜的功能2(最新成果2)

1991年，阿格里發(fā)現(xiàn)了一個(gè)分子隔膜水通道。他的這一發(fā)現(xiàn)最后導(dǎo)致整個(gè)水通道家族的發(fā)現(xiàn)“這一決定性的發(fā)現(xiàn)為水通道的生物化學(xué)、生理學(xué)和基因?qū)W的研究打開了大門。研究者可以對(duì)水分子經(jīng)過細(xì)胞隔膜的整個(gè)過程進(jìn)行詳細(xì)的研究，理解為什么只有水能通過，而其它小的分子則無(wú)法通過。這使醫(yī)生對(duì)腎病有了更進(jìn)一步的理解”二、膜的功能2(最新成果3)

麥克農(nóng)的貢獻(xiàn)則在于鹽通道方面，這種履蓋整個(gè)隔膜的蛋白質(zhì)為無(wú)機(jī)鹽分子在細(xì)胞隔膜間的運(yùn)動(dòng)提供了通道。它起到了大門和看門人的雙重作用。鹽通道控制著心率、調(diào)節(jié)荷爾蒙分泌、并產(chǎn)生神經(jīng)系統(tǒng)信息傳送所需要的電刺激學(xué)院稱“由于麥克農(nóng)的貢獻(xiàn)，我們現(xiàn)在能夠看到鹽通過各個(gè)通道流動(dòng)，這些通道可以用不同的細(xì)胞信號(hào)所開啟和關(guān)閉”三、膜生物工程1(膜制備1）破碎細(xì)胞離心分離差速離心密度梯度離心1.膜制備技術(shù):三、膜生物工程1(膜制備2）蔗糖濃度％4％8％12％16％20％塑料離心管滴加樣品三、膜生物工程2(人工膜1）微團(tuán)三、膜生物工程2(人工膜2）脂質(zhì)體三、膜生物工程2(人工膜3）雙分子層主動(dòng)運(yùn)輸(activetransport)主動(dòng)運(yùn)輸是主要的跨膜運(yùn)輸方式，需要消耗能量提供運(yùn)輸?shù)膭?dòng)力，可以逆濃度梯度運(yùn)輸，具有高度專一性；主動(dòng)運(yùn)輸一般根據(jù)能量的提供方式區(qū)分為；初級(jí)主動(dòng)運(yùn)輸：運(yùn)輸消耗的能量直接由ATP提供；次級(jí)主動(dòng)運(yùn)輸：運(yùn)輸消耗的能量由膜內(nèi)外離子濃度梯度差儲(chǔ)藏的勢(shì)能提供Na+,K+-ATPase系統(tǒng)ATP酶位于細(xì)胞膜上，有Na+和K+的結(jié)合位點(diǎn)；當(dāng)ATP酶非磷酸化時(shí)，結(jié)合位點(diǎn)朝向膜內(nèi)，與Na+的親和力高，與K+的親和力低，因此結(jié)合Na+ATP水解使ATP酶磷酸化，其構(gòu)象發(fā)生改變，結(jié)合位點(diǎn)轉(zhuǎn)向膜外，與Na+的親和力降低，與K+的親和力提高，此時(shí)ATP酶釋放Na+，結(jié)合胞外的K+隨后ATP酶去磷酸化，酶構(gòu)象再次發(fā)生變化，結(jié)合位點(diǎn)轉(zhuǎn)向膜內(nèi)，再次釋放K+，結(jié)合Na+Na+,K+-ATPase系統(tǒng)Na+,K