第二章脂质化学课件.ppt

1、第二章脂质和生物膜化学第二章脂质和生物膜化学vLipids的下列性质差别大的下列性质差别大:v Compositionv Structural diversityv Physical and chemical properties v Functional diversityv 共性共性:v Hydrophobic nature(疏水性）疏水性）第一节第一节 概述概述 第二节第二节 油脂油脂 第四节第四节 固醇和其他酯类固醇和其他酯类 第五节第五节 生物膜化学生物膜化学 第三节第三节 磷酯磷酯 1.1.脂质（类）：脂质（类）：由脂肪酸与醇作用生成的酯及由脂肪酸与醇作用生成的酯及 其衍生物统称。

2、其衍生物统称。第一节第一节 概述概述脂类脂类(lipids)物质是生物体内不溶性于水而溶于非极性有机物质是生物体内不溶性于水而溶于非极性有机溶剂的一类有机化合物。溶剂的一类有机化合物。脂类不仅是构成生物膜的组分，而且生物能量的贮存物质，脂类不仅是构成生物膜的组分，而且生物能量的贮存物质，同时，一些脂类还行使着重要的生理功能，如某些维生素同时，一些脂类还行使着重要的生理功能，如某些维生素和激素等。和激素等。结构脂质：作为机体组织成分结构脂质：作为机体组织成分储存脂质：作为机体能量来源储存脂质：作为机体能量来源脂类按功能：脂类按功能：2.2.类别：类别：第一节第一节 概述概述脂类按结构组分：脂类按

3、结构组分：单纯脂：是脂肪酸和醇类所形成的脂，如三酰甘单纯脂：是脂肪酸和醇类所形成的脂，如三酰甘油。油。复合脂：除醇类、脂肪酸外尚含有其它非脂性物复合脂：除醇类、脂肪酸外尚含有其它非脂性物质，如磷酸、含氮化合物、糖基及其衍生物、鞘质，如磷酸、含氮化合物、糖基及其衍生物、鞘氨醇及其衍生物等。氨醇及其衍生物等。萜类和类固醇及其衍生物，不含脂肪酸。萜类和类固醇及其衍生物，不含脂肪酸。衍生脂是上述脂类物质的水解产物，如甘油、脂肪衍生脂是上述脂类物质的水解产物，如甘油、脂肪酸及其氧化产物。酸及其氧化产物。结合脂是脂与糖或蛋白质结合形成的糖脂和脂蛋白。结合脂是脂与糖或蛋白质结合形成的糖脂和脂蛋白。2022-

4、8-55脂类的作用脂类的作用：1、贮存脂质、贮存脂质2、结构脂质、结构脂质3、活性脂质、活性脂质一一.油脂的存在及生物学意义油脂的存在及生物学意义二二.油油 脂脂 的的 结结 构构三三.油油 脂脂 的的 理理 化化 性性 质质四四.油油 脂脂 的的 鉴鉴 定定 第二节第二节 油脂油脂 第二节第二节 油脂（油脂（GlyceridesGlycerides ）一一.油脂的存在及生物学意义油脂的存在及生物学意义动物油脂：动物油脂：存在于皮下结缔组织，大网膜，肠系膜 动物脂肪不饱和脂肪酸含量低，凝固点高，动物脂肪不饱和脂肪酸含量低，凝固点高，在常温下呈固态，称为脂；在常温下呈固态，称为脂；植物油脂：植物

5、油脂：存在于果实和种子中，如大豆，花生，油菜籽，大多数植物脂肪如豆油、花生油等脂肪中大多数植物脂肪如豆油、花生油等脂肪中不饱和不饱和 脂肪酸含量超过脂肪酸含量超过70，熔点较低，在常温下为液，熔点较低，在常温下为液 体，统称为油体，统称为油；存在形式结构脂肪：处于细胞内，是构成原生质的成分贮存脂肪：存在于脂肪组织中，具有润滑，防震，防寒，供能等作用一一.油脂的存在及生物学意义油脂的存在及生物学意义 油脂：是脂酰油脂：是脂酰甘油酯（三甘油酯（三酰酰甘油）的俗称。甘油）的俗称。习惯上把常温下呈液态的叫油(oils)，呈固态的叫 脂肪(fats)都是由甘油和脂肪酸组成的酯。都是由甘油和脂肪酸组成的酯

6、。常见的是脂肪酸的甘油三元酯，称三酰甘油常见的是脂肪酸的甘油三元酯，称三酰甘油(triglyceride)或中性脂肪或中性脂肪(neutral fats)。三脂酰甘油主要作为贮存物质，以三脂酰甘油主要作为贮存物质，以 脂肪小滴形式存在于脂肪小滴形式存在于 细胞中。细胞中。第二节第二节 油脂油脂二二.油油 脂脂 的的 结结 构构 二二.油油 脂脂 的的 结结 构构 第二节第二节 油脂油脂二二.油油 脂脂 的的 结结 构构 油油 脂脂 的的 结结 构构单纯甘油酯单纯甘油酯(simple triacylgldycerols)：Rl、R2、R3 相同相同；混合甘油酯混合甘油酯(mixed triacy

7、lglycerols)：Rl、R2、R3 不同不同。n2.2.脂肪酸：脂肪酸：主要为碳原子数在主要为碳原子数在12122424个的有机羧酸。个的有机羧酸。从动物、植物、微生物中分离出的脂肪酸已达数百种。脂类的从动物、植物、微生物中分离出的脂肪酸已达数百种。脂类的脂肪酸组分通常具有脂肪酸组分通常具有1422个偶数碳原子，个偶数碳原子，在高等动植物体内主要为12碳以上的高级脂肪酸，分为饱和分为饱和 肪酸肪酸 和不饱和脂肪酸。和不饱和脂肪酸。生物生物组织和细胞中的脂肪酸组织和细胞中的脂肪酸(fatty acids)大部分以大部分以复合脂复合脂形式存在，以形式存在，以游离形式存在的脂肪游离形式存在的脂

8、肪 酸含量极少。为酸含量极少。为Linear chain，多为，多为Cis异构体，异构体，较少有共轭双键结构。在植物和细菌中也有较少有共轭双键结构。在植物和细菌中也有Branch chain。第二节第二节 油脂油脂n1.1.甘油：甘油：丙三醇，具甜味.用途很广。结构为：CH2OH CH2OH HOCH甘油（丙三醇）第二节第二节 油脂油脂二二.油油 脂脂 的的 结结 构构n常见脂肪酸结构如下：饱和脂肪酸（饱和脂肪酸（Saturated FA）：）：软脂酸（软脂酸（palmitic acid）（十六C酸）CH3(CH2)14COOH；硬脂酸（硬脂酸（stearic acid）（十八C酸）CH3(C

9、H2)16COOH 等；等；不饱和脂肪酸（不饱和脂肪酸（Unsaturated FA）：）：(Monounsaturated FA&polyunsaturated FA)油酸（油酸（oleic acid）（9十八烯酸）CH3(CH2)7CHCH(CH2)7COOH、亚油酸亚油酸(linoleic acid)（9，12十八（二）烯酸）CH3CH2CHCHCH2CHCH(CH2)7COOH 和亚麻酸等。和亚麻酸等。2022-8-512 第二节第二节 油脂油脂二二.油油 脂脂 的的 结结 构构 第二节第二节 油脂油脂二二.油油 脂脂 的的 结结 构构不饱和脂肪酸的双健一般是顺式（不饱和脂肪酸的双健一

10、般是顺式（cis）构象。在大多数）构象。在大多数不饱和脂肪酸中，有一个双键处于不饱和脂肪酸中，有一个双键处于910位置位置(9)。脂肪酸可借助气相色谱进行分离和分析。脂肪酸可借助气相色谱进行分离和分析。脂肪酸的表示法脂肪酸的表示法脂肪酸常用简写法，写出碳原子的数目，再标明双键的数目脂肪酸常用简写法，写出碳原子的数目，再标明双键的数目和位置。和位置。如软脂酸可写成如软脂酸可写成C16：0，表明软脂酸为具有，表明软脂酸为具有16个个C的饱和脂的饱和脂肪酸；肪酸；油酸写成油酸写成C18：1(9)或或18：1 9，表示油酸具有，表示油酸具有18个个C，并在，并在第第9位位C和第和第10位位C之间有一个

11、双键；之间有一个双键；亚油酸可写为亚油酸可写为C18：2 9,12，表示该脂肪酸为具有，表示该脂肪酸为具有18个个C，且在第且在第910、1213碳原子之间各有一个双键的脂肪酸。碳原子之间各有一个双键的脂肪酸。n脂肪酸的简写表示法：第二节第二节 油脂油脂二二.油油 脂脂 的的 结结 构构 先写出碳原子数，再写双键数，最后表明双键的位置，用“：”隔开 ：n软脂酸：C16：0 n亚油酸：C18:2(9,12)必需脂肪酸（必需脂肪酸（essential fatty acid）必需脂肪酸是哺乳动物生长所必需的、而体内又不必需脂肪酸是哺乳动物生长所必需的、而体内又不能合成的脂肪酸能合成的脂肪酸必须从食物

12、中获得必须从食物中获得。如亚油酸和如亚油酸和亚麻酸。亚麻酸。植物能够合成亚油酸和亚麻酸，所以植物是这些脂植物能够合成亚油酸和亚麻酸，所以植物是这些脂肪酸的最初来源肪酸的最初来源。第二节第二节 油脂油脂二二.油油 脂脂 的的 结结 构构 脂肪中的脂肪酸主要是脂肪中的脂肪酸主要是16C和和18C的饱和或不饱和的饱和或不饱和脂肪酸。油脂含不饱和脂肪酸的多少，一般可以用碘脂肪酸。油脂含不饱和脂肪酸的多少，一般可以用碘值、饱和度、油酸、亚油酸的数值来表示。值、饱和度、油酸、亚油酸的数值来表示。大多数植物脂肪如豆油、花生油等脂肪中不饱和脂大多数植物脂肪如豆油、花生油等脂肪中不饱和脂肪酸含量超过肪酸含量超过

13、70，熔点较低，在常温下为液体，统，熔点较低，在常温下为液体，统称为油。称为油。动物脂肪不饱和脂肪酸含量低，凝固点高，在常温动物脂肪不饱和脂肪酸含量低，凝固点高，在常温下呈固态，称为脂。下呈固态，称为脂。第二节第二节 油脂油脂二二.油油 脂脂 的的 结结 构构 不同种类的油脂所含的脂肪酸是不相同的。同一不同种类的油脂所含的脂肪酸是不相同的。同一种油脂，由于动物或植物的品种不同或生长等情种油脂，由于动物或植物的品种不同或生长等情况不同也有差别。况不同也有差别。习惯名称 简写符号 熔点/饱和脂肪酸 月桂酸 12：0 44.2 豆蔻酸 14：0 53.9 软脂酸 16：0 63.1 硬脂酸 18：0

14、 69.6不饱和脂肪酸 棕榈油酸16：19 油酸18：19 13.4 亚油酸18：29，12 5 亚麻酸18：39，12，15 11 第二节第二节 油脂油脂二二.油油 脂脂 的的 结结 构构某些天然存在的脂肪酸表2-13.油脂的形成：油脂的形成：油脂由一分子甘油和三分子脂肪酸经过 逐步反应得到.反应如下：+R+R3 3脂肪酸脂肪酸+R+R2 2脂肪酸脂肪酸二酰甘油二酰甘油 三酰甘油三酰甘油 （即油脂）（即油脂）甘油甘油 +R+R1 1脂肪酸脂肪酸单酰甘油单酰甘油单酰甘油单酰甘油二酰甘油二酰甘油 第二节第二节 油脂油脂二二.油油 脂脂 的的 结结 构构故天然油脂是混合甘油酯的混合物故天然油脂是混

15、合甘油酯的混合物 CH CH2 2OHOH CH CH2 2OHOH HOHOCHCHH0H0C CR R1 1O O+甘油甘油单酰甘油单酰甘油R R1 1脂肪酸脂肪酸+H+H2 2O O 第二节第二节 油脂油脂二二.油油 脂脂 的的 结结 构构 CH CH2 2OHOH CH CH2 2 HOHOCHCH0 0C CR R1 1O O分步反应如下：分步反应如下：CH2OH CH2 HOCH0CR1OH0H0C CR R2 2O O+CH CH2 2OHOH CH CH2 2 CHCH0 0C CR R1 1O OR R2 2C C0 0O O二酰甘油二酰甘油单酰甘油单酰甘油R R2 2脂肪酸

16、脂肪酸+H+H2 2O O 第二节第二节 油脂油脂二二.油油 脂脂 的的 结结 构构+H0H0C CR R3 3O OO O0 0C CR R3 3 CH CH2 2 CH CH2 2 CHCH0 0C CR R1 1O OR R2 2C C0 0O O 三酰甘油三酰甘油（油脂）（油脂）二酰甘油二酰甘油R R3 3脂肪酸脂肪酸H H2 2O+O+第二节第二节 油脂油脂二二.油油 脂脂 的的 结结 构构 CH2OH CH2 CH0CR1OR2C0On（一）（一）溶解性溶解性 脂肪一般不溶于水，脂肪一般不溶于水，低级脂肪酸可溶于水，低级脂肪酸可溶于水，在水中的溶在水中的溶解度随碳原子数增加而降低，

17、解度随碳原子数增加而降低，高温和高压下可溶于水高温和高压下可溶于水；脂脂肪溶于丙酮，乙醚等非极性溶剂肪溶于丙酮，乙醚等非极性溶剂。n（二）（二）熔点熔点 如果饱和度相同，则脂肪酸的熔点随碳原子数的增加如果饱和度相同，则脂肪酸的熔点随碳原子数的增加而升高而升高 第二节第二节 油脂油脂三三.油油 脂脂 的的 理理 化化 性性 质质 当碳原子数相等时，不饱和脂肪酸的熔点比相应的当碳原子数相等时，不饱和脂肪酸的熔点比相应的饱和脂肪酸低饱和脂肪酸低三三.油油 脂脂 的的 理理 化化 性性 质质2022-8-524表2-1 习惯名称 简写符号 熔点/饱和脂肪酸 月桂酸 12：0 44.2 豆蔻酸 14：0

18、 53.9 软脂酸 16：0 63.1 硬脂酸 18：0 69.6不饱和脂肪酸 棕榈油酸16：19 油酸18：19 13.4 亚油酸18：29，12 5 亚麻酸18：39，12，15 11 第二节第二节 油脂油脂三三.油油 脂脂 的的 理理 化化 性性 质质某些天然存在的脂肪酸表2-1植物油含大量油酸，亚油酸，故在常温下为液体n动物脂肪通常含饱和脂肪酸较多，因此在常温下为固态，如猪油，牛油n例如：硬脂酸熔点为70高于软脂酸的63，而引入一个双键后的油酸熔点仅为14 第二节第二节 油脂油脂三三.油油 脂脂 的的 理理 化化 性性 质质（三）（三）乳化作用乳化作用：脂肪在乳化剂作用下，变成很细小的

19、颗粒，：脂肪在乳化剂作用下，变成很细小的颗粒，均匀分散在水中形成稳定的乳状液的过程。均匀分散在水中形成稳定的乳状液的过程。乳化剂：乳化剂：表面活性剂（物质），能降低油、水两相界表面活性剂（物质），能降低油、水两相界 面的表面张力。面的表面张力。胆汁酸盐和肥皂是常见乳化剂，用于消化脂肪和去污；肥皂作为乳化剂，可以把衣物上的油污变成细小的颗粒均 匀的分散在水中，以达到去污的目的RCOOH +NaOH RCOONaRCOOH +NaOH RCOONa +H +H2 2O O 脂肪酸脂肪酸 肥皂肥皂 C C3 3H H5 5(OCOR)(OCOR)3 3 +3H+3H2 2O 3RCOOH +CO 3

20、RCOOH +C3 3H H5 5(OH)(OH)3 3 脂肪脂肪 脂肪酸脂肪酸 甘油甘油（四）水解作用：油脂都可被酸、碱酶水解，产物为甘油（四）水解作用：油脂都可被酸、碱酶水解，产物为甘油 和高级脂肪酸。和高级脂肪酸。第二节第二节 油脂油脂三三.油油 脂脂 的的 理理 化化 性性 质质皂化作用：脂肪的碱水解。即水解作用在碱性溶液中进皂化作用：脂肪的碱水解。即水解作用在碱性溶液中进 行，产物为甘油和脂肪酸盐（即肥皂），行，产物为甘油和脂肪酸盐（即肥皂），反应方程式如下：反应方程式如下：（五）加成作用：不饱和脂肪酸的双键在适当的温度和催化剂（五）加成作用：不饱和脂肪酸的双键在适当的温度和催化剂

21、的作用下，可与氢或卤素起加成作用。的作用下，可与氢或卤素起加成作用。加成后可使不饱和脂肪酸变为饱和脂肪酸，此反应通常用作使液体油脂变成固体油脂，便于运输不易酸败如与碘加成的方程式如下：如与碘加成的方程式如下：+I+I2 2C CC CH HI II IH HC CC CH HH H 第二节第二节 油脂油脂三三.油油 脂脂 的的 理理 化化 性性 质质（六）氧化作用：油脂的不饱和脂肪酸的双键氧化分解，或油（六）氧化作用：油脂的不饱和脂肪酸的双键氧化分解，或油 脂经微生物成的脂肪酸氧化分解形成系列产脂经微生物成的脂肪酸氧化分解形成系列产 物的变质过程。物的变质过程。酸败：天然油脂在空气中氧化分解形

22、成系列产物的变酸败：天然油脂在空气中氧化分解形成系列产物的变 质过程。质过程。PagePage：35 35 第二节第二节 油脂油脂三三.油油 脂脂 的的 理理 化化 性性 质质由于油脂在应用上的目的不同，因此对其成分和性质要求也不由于油脂在应用上的目的不同，因此对其成分和性质要求也不相同。常对油脂的组成脂肪酸的含量不饱和度进行分析鉴定相同。常对油脂的组成脂肪酸的含量不饱和度进行分析鉴定（一）酸值：中和（一）酸值：中和1克（克（g）油脂中的游离脂肪酸所需要的）油脂中的游离脂肪酸所需要的 KOH的毫克数（的毫克数（mg）。）。酸值可反映脂肪酸的酸败程度。第二节第二节 油脂油脂四四.油油 脂脂 的的

23、 鉴鉴 定定四四.油油 脂脂 的的 鉴鉴 定定n从皂化值的大小可推知油脂的分子量式中V V为滴定时盐酸所耗毫升数，N N为盐酸的浓度，56.1为KOHKOH的分子量，W W为测定时所用油脂的重量W W皂化值皂化值 =V VN N56.156.1 第二节第二节 油脂油脂四四.油油 脂脂 的的 鉴鉴 定定测定皂化值可以检查油脂的质量；测定油脂的水解程度；可指示转变油脂为肥皂所需的碱量；（二）皂化值：完全皂化（二）皂化值：完全皂化1 1克油脂所需的克油脂所需的KOHKOH毫克数，称毫克数，称 为油脂的皂化值为油脂的皂化值.公式如下公式如下（三）碘值：碘值是指在油脂的卤化作用中，（三）碘值：碘值是指在

24、油脂的卤化作用中，100100克油脂克油脂 与碘作用所需碘的克数。与碘作用所需碘的克数。公式如下：公式如下：n碘值可反映油脂中脂肪酸的不饱和度碘值可反映油脂中脂肪酸的不饱和度式中：V V为滴定时所用硫代硫酸钠的毫升数，N N为硫代硫酸钠的浓度，127127为碘原子量，W W为样品油脂的重量 W W 100100N NV V碘值碘值 =12712710001000 第二节第二节 油脂油脂四四.油油 脂脂 的的 鉴鉴 定定 第三节第三节 磷磷 脂脂一一.甘油磷脂甘油磷脂二二.鞘磷脂鞘磷脂三三.鞘糖脂鞘糖脂 第三节第三节 磷磷 脂脂一一.甘油磷脂甘油磷脂 磷脂磷脂(glycer phospholip

25、ids)磷脂是由醇、脂肪酸、磷酸磷脂是由醇、脂肪酸、磷酸及含氮碱性化合物及含氮碱性化合物等成等成分组成的复合脂类，广泛存在于动植物和微生物中。分组成的复合脂类，广泛存在于动植物和微生物中。一一.甘油磷脂甘油磷脂 由甘油、脂肪酸、磷酸及含氮碱性化合物等成分由甘油、脂肪酸、磷酸及含氮碱性化合物等成分 组成的复合脂类，叫甘油磷脂。组成的复合脂类，叫甘油磷脂。甘油磷脂是细胞膜结构的重要组分之一，在动物的脑、心、肾、肝、骨髓、卵以及植物的种子和果实中含量较丰富。第三节第三节 磷磷 脂脂 一一.甘油磷脂甘油磷脂R1通常为饱和脂酰基，通常为饱和脂酰基，R2为不饱和脂酰基，为不饱和脂酰基，X为胆碱、为胆碱、胆

26、胺胆胺(乙醇胺乙醇胺)、丝氨酸、肌醇等。、丝氨酸、肌醇等。R1通常为饱和脂酰基，通常为饱和脂酰基，R2为不饱和脂酰基，为不饱和脂酰基，X为胆碱、为胆碱、胆胺胆胺(乙醇胺乙醇胺)、丝氨酸、肌醇等。、丝氨酸、肌醇等。R1通常为饱和脂酰基，通常为饱和脂酰基，R2为不饱和脂酰基，为不饱和脂酰基，X为为胆碱（卵）、胆胺（乙醇胺）（脑）、丝氨酸、胆碱（卵）、胆胺（乙醇胺）（脑）、丝氨酸、肌醇等肌醇等 第三节第三节 磷磷 脂脂 一一.甘油磷脂甘油磷脂R1通常为饱和脂酰基，通常为饱和脂酰基，R2为不饱和脂酰基，为不饱和脂酰基，X为胆碱、为胆碱、胆胺胆胺(乙醇胺乙醇胺)、丝氨酸、肌醇等。、丝氨酸、肌醇等。R1通

27、常为饱和脂酰基，通常为饱和脂酰基，R2为不饱和脂为不饱和脂酰基，酰基，X为胆碱、胆胺为胆碱、胆胺(乙醇胺乙醇胺)、丝、丝氨酸、肌醇等。氨酸、肌醇等。第三节第三节 磷磷 脂脂 一一.甘油磷脂甘油磷脂R1通常为饱和脂酰基，通常为饱和脂酰基，R2为不饱和脂酰基，为不饱和脂酰基，X为胆碱、为胆碱、胆胺胆胺(乙醇胺乙醇胺)、丝氨酸、肌醇等。、丝氨酸、肌醇等。第三节第三节 磷磷 脂脂 一一.甘油磷脂甘油磷脂R1通常为饱和脂酰基，通常为饱和脂酰基，R2为不饱和脂酰基，为不饱和脂酰基，X为胆碱、为胆碱、胆胺胆胺(乙醇胺乙醇胺)、丝氨酸、肌醇等。、丝氨酸、肌醇等。第三节第三节 磷磷 脂脂 一一.甘油磷脂甘油磷脂

28、R1通常为饱和脂酰基，通常为饱和脂酰基，R2为不饱和脂酰基，为不饱和脂酰基，X为胆碱、为胆碱、胆胺胆胺(乙醇胺乙醇胺)、丝氨酸、肌醇等。、丝氨酸、肌醇等。第三节第三节 磷磷 脂脂 一一.甘油磷脂甘油磷脂R1通常为饱和脂酰基，通常为饱和脂酰基，R2为不饱和脂酰基，为不饱和脂酰基，X为胆碱、为胆碱、胆胺胆胺(乙醇胺乙醇胺)、丝氨酸、肌醇等。、丝氨酸、肌醇等。第三节第三节 磷磷 脂脂 一一.甘油磷脂甘油磷脂R1通常为饱和脂酰基，通常为饱和脂酰基，R2为不饱和脂酰基，为不饱和脂酰基，X为胆碱、为胆碱、胆胺胆胺(乙醇胺乙醇胺)、丝氨酸、肌醇等。、丝氨酸、肌醇等。甘油磷脂的结构中，甘油分子中两个碳原子上羟

29、甘油磷脂的结构中，甘油分子中两个碳原子上羟基被脂肪酸基酯化，成为疏水性的非极性尾基被脂肪酸基酯化，成为疏水性的非极性尾(nonpolar tail)；第三个碳原子上羟基被磷酸酯；第三个碳原子上羟基被磷酸酯化，并带有一个亲水性的胆碱或胆胺等基团，因化，并带有一个亲水性的胆碱或胆胺等基团，因此成为亲水性的极性头此成为亲水性的极性头(polar head)，这种分子，这种分子称为亲水脂类称为亲水脂类(amphipathic lipids)或称极性脂或称极性脂类类(polar lipids)。这种两性脂类分子在构成生物。这种两性脂类分子在构成生物膜结构中具有重要的作用。膜结构中具有重要的作用。第三节第

30、三节 磷磷 脂脂 二二.鞘磷脂鞘磷脂二二.鞘磷脂鞘磷脂(sphingomyelins)鞘磷脂或神经鞘磷脂是鞘脂类的一种典型复合鞘磷脂或神经鞘磷脂是鞘脂类的一种典型复合脂类，它是高等动物组织中含量最丰富的鞘脂类。脂类，它是高等动物组织中含量最丰富的鞘脂类。鞘磷脂是神经酰胺与磷脂酰胆碱或磷脂酰乙醇鞘磷脂是神经酰胺与磷脂酰胆碱或磷脂酰乙醇胺形成磷酸二酯。胺形成磷酸二酯。鞘磷脂可水解为磷酸、胆碱、鞘磷脂可水解为磷酸、胆碱、(神经神经)鞘氨醇、鞘氨醇、二氢二氢(神经神经)鞘氨醇及脂肪酸。鞘氨醇及脂肪酸。第三节第三节 磷磷 脂脂 二二.鞘磷脂鞘磷脂R1通常为饱和脂酰基，通常为饱和脂酰基，R2为不饱和脂酰基

31、，为不饱和脂酰基，X为胆碱、为胆碱、胆胺胆胺(乙醇胺乙醇胺)、丝氨酸、肌醇等。、丝氨酸、肌醇等。鞘氨醇是鞘氨醇是一个有一个有18个碳个碳的氨基二醇，的氨基二醇，已发现的鞘氨已发现的鞘氨醇类有几十种，醇类有几十种，它们的碳原子它们的碳原子和羟基数目均和羟基数目均有变化有变化。第三节第三节 磷磷 脂脂 二二.鞘磷脂鞘磷脂 鞘氨醇的氨鞘氨醇的氨基与一长链脂基与一长链脂肪酸肪酸(C16C26)的酰基形成具的酰基形成具有两个非极性有两个非极性尾部的化合物，尾部的化合物，称为神经酰胺称为神经酰胺(ceramide)。第三节第三节 磷磷 脂脂 二二.鞘磷脂鞘磷脂R1通常为饱和脂酰基，通常为饱和脂酰基，R2为

32、不饱和脂酰基，为不饱和脂酰基，X为胆碱、为胆碱、胆胺胆胺(乙醇胺乙醇胺)、丝氨酸、肌醇等。、丝氨酸、肌醇等。在神经酰胺分子中，鞘氨醇第一个碳原子上在神经酰胺分子中，鞘氨醇第一个碳原子上的羟基进一步与磷脂酰胆碱或磷脂酰乙醇胺形成的羟基进一步与磷脂酰胆碱或磷脂酰乙醇胺形成磷酸二酯，这种磷脂化合物称为磷酸二酯，这种磷脂化合物称为(神经神经)鞘磷脂。鞘磷脂。鞘磷脂有二条长的碳氢链，一条是由鞘氨醇鞘磷脂有二条长的碳氢链，一条是由鞘氨醇组成的有组成的有1418碳的碳氢链；另一条为连接在碳的碳氢链；另一条为连接在氨基上的脂肪酸，如棕榈酸、掬焦油酸和神经烯氨基上的脂肪酸，如棕榈酸、掬焦油酸和神经烯酸等。因此它

33、们在结构上类似于磷酸甘油脂。酸等。因此它们在结构上类似于磷酸甘油脂。第三节第三节 磷磷 脂脂 二二.鞘磷脂鞘磷脂 第三节第三节 磷磷 脂脂 三三.鞘糖脂鞘糖脂R1通常为饱和脂酰基，通常为饱和脂酰基，R2为不饱和脂酰基，为不饱和脂酰基，X为胆碱、为胆碱、胆胺胆胺(乙醇胺乙醇胺)、丝氨酸、肌醇等。、丝氨酸、肌醇等。三三.鞘糖脂鞘糖脂(glycosphingolipids)神经酰胺是构成鞘脂类的母体结构。若鞘氨神经酰胺是构成鞘脂类的母体结构。若鞘氨醇醇C1上的羟基与一个单糖（葡萄糖或半乳糖）相连时，上的羟基与一个单糖（葡萄糖或半乳糖）相连时，则形成鞘糖脂则形成鞘糖脂。因这些鞘糖脂存在于脑和神经组织中

34、，故统称因这些鞘糖脂存在于脑和神经组织中，故统称为脑苷脂和神经节苷脂。为脑苷脂和神经节苷脂。若在半乳糖脑苷脂中半乳糖的若在半乳糖脑苷脂中半乳糖的C3位上与硫酸分子以硫酯位上与硫酸分子以硫酯键相连，则形成脑硫脂键相连，则形成脑硫脂。鞘糖脂中有一类称为神经节苷脂，这些脂类除了含糖分鞘糖脂中有一类称为神经节苷脂，这些脂类除了含糖分子外，它的极性头部还含有一个或多个分子子外，它的极性头部还含有一个或多个分子N-乙酰神经氨乙酰神经氨酸酸(N-acetylneuraminic acid)，即唾液酸，即唾液酸(sialicacid)。第三节第三节 磷磷 脂脂 三三.鞘糖脂鞘糖脂R1通常为饱和脂酰基，通常为饱

35、和脂酰基，R2为不饱和脂酰基，为不饱和脂酰基，X为胆碱、为胆碱、胆胺胆胺(乙醇胺乙醇胺)、丝氨酸、肌醇等。、丝氨酸、肌醇等。第三节第三节 磷磷 脂脂 三三.鞘糖脂鞘糖脂R1通常为饱和脂酰基，通常为饱和脂酰基，R2为不饱和脂酰基，为不饱和脂酰基，X为胆碱、为胆碱、胆胺胆胺(乙醇胺乙醇胺)、丝氨酸、肌醇等。、丝氨酸、肌醇等。第三节第三节 磷磷 脂脂 三三.鞘糖脂鞘糖脂R1通常为饱和脂酰基，通常为饱和脂酰基，R2为不饱和脂酰基，为不饱和脂酰基，X为胆碱、为胆碱、胆胺胆胺(乙醇胺乙醇胺)、丝氨酸、肌醇等。、丝氨酸、肌醇等。这部分神经节苷脂类在这部分神经节苷脂类在pH=7时带负电荷。时带负电荷。人的神经

36、节苷脂类中有丰富的唾液酸。脑灰质人的神经节苷脂类中有丰富的唾液酸。脑灰质含有丰富的神经节苷脂类，构成全部脂类的含有丰富的神经节苷脂类，构成全部脂类的6，非神经组织如红细胞、脾、肝和肾等组织中也含有非神经组织如红细胞、脾、肝和肾等组织中也含有少量的神经节苷脂类。少量的神经节苷脂类。不同的神经节苷脂类所含的六碳糖以及唾液酸的不同的神经节苷脂类所含的六碳糖以及唾液酸的数目及位置各不相同。数目及位置各不相同。在已分离出的神经节苷脂类中，几乎所有各类都在已分离出的神经节苷脂类中，几乎所有各类都有一葡萄糖基与神经酰胺以糖苷键相连。有一葡萄糖基与神经酰胺以糖苷键相连。第四节第四节 固醇和其他酯类固醇和其他酯

37、类一.固醇与类固醇二.其他酯类 第四节第四节 固醇和其他酯类固醇和其他酯类 一.固醇与类固醇一一.固醇与类固醇固醇与类固醇1.固醇固醇:环戊烷多氢菲的的衍生物。（环戊烷多氢菲的的衍生物。（Page：39）胆固醇胆固醇(cholestero1)胆固醇是甾醇族胆固醇是甾醇族(stero1s)中最主要的一类固醇中最主要的一类固醇类化合物，存在于动物细胞膜及少数微生物中。胆类化合物，存在于动物细胞膜及少数微生物中。胆固醇在神经组织、血液、胆汁、肝、肾及皮肤组织固醇在神经组织、血液、胆汁、肝、肾及皮肤组织中含量较多。中含量较多。胆固醇以游离或与脂肪酸结合而以胆固醇酯的胆固醇以游离或与脂肪酸结合而以胆固醇

38、酯的形式存在。胆固醇与长链脂肪酸形成的胆固醇酯是形式存在。胆固醇与长链脂肪酸形成的胆固醇酯是血浆蛋白及细胞外膜的重要组分。血浆蛋白及细胞外膜的重要组分。第四节第四节 固醇和其他酯类固醇和其他酯类 一.固醇与类固醇R1通常为饱和脂酰基，通常为饱和脂酰基，R2为不饱和脂酰基，为不饱和脂酰基，X为胆碱、为胆碱、胆胺胆胺(乙醇胺乙醇胺)、丝氨酸、肌醇等。、丝氨酸、肌醇等。2022-8-553胆固醇的功能（1）形成胆酸：（2）构成细胞膜：（3）合成激素：皮质醇、醛固酮、雌二醇以及维生素D都属于类固醇激素，其前体物质就是胆固醇 胆固醇又分为高密度胆固醇和低密度胆固醇两种，前者对心血管有保护作用，通常称之为

39、“好胆固醇”，后者偏高，冠心病的危险性就会增加，通常称之为“坏胆固醇”。血液中胆固醇含量每单位在140199毫克之间，是比较正常的胆固醇水平。第四节第四节 固醇和其他酯类固醇和其他酯类 一.固醇与类固醇2.类固醇：固醇的衍生物。（类固醇：固醇的衍生物。（Page：40-41）第四节第四节 固醇和其他酯类固醇和其他酯类 二.其他酯类二二.其他酯类其他酯类1.蜡蜡(waxes):蜡是由高级脂肪酸与脂肪醇或者是高级脂肪酸蜡是由高级脂肪酸与脂肪醇或者是高级脂肪酸 与甾醇所形成的酯。与甾醇所形成的酯。蜡的理化性质与中性脂肪很相似，常温下蜡是固体，能蜡的理化性质与中性脂肪很相似，常温下蜡是固体，能溶于醚、

40、苯、三氯甲烷等有机溶剂。蜡既不被脂肪酶所水溶于醚、苯、三氯甲烷等有机溶剂。蜡既不被脂肪酶所水解，也不易皂化。解，也不易皂化。天然蜡按来源可分为天然蜡按来源可分为动物蜡动物蜡和和植物蜡植物蜡。动物蜡动物蜡多为昆虫的分泌物，如白蜡、蜂蜡等。蜜蜂分泌多为昆虫的分泌物，如白蜡、蜂蜡等。蜜蜂分泌蜂蜡用以建造蜂巢。白蜡虫分泌的白蜡有保护作用。鲸鱼蜂蜡用以建造蜂巢。白蜡虫分泌的白蜡有保护作用。鲸鱼头部含有的鲸蜡是重要的工业原料。头部含有的鲸蜡是重要的工业原料。植物的许多器官表面都存在蜡质层，可防止病菌侵蚀和植物的许多器官表面都存在蜡质层，可防止病菌侵蚀和水分蒸发。水分蒸发。第四节第四节 固醇和其他酯类固醇和

41、其他酯类 二.其他酯类 第四节第四节 固醇和其他酯类固醇和其他酯类 二.其他酯类R1通常为饱和脂酰基，通常为饱和脂酰基，R2为不饱和脂酰基，为不饱和脂酰基，X为胆碱、为胆碱、胆胺胆胺(乙醇胺乙醇胺)、丝氨酸、肌醇等。、丝氨酸、肌醇等。第四节第四节 固醇和其他酯类固醇和其他酯类 二.其他酯类R1通常为饱和脂酰基，通常为饱和脂酰基，R2为不饱和脂酰基，为不饱和脂酰基，X为胆碱、为胆碱、胆胺胆胺(乙醇胺乙醇胺)、丝氨酸、肌醇等。、丝氨酸、肌醇等。第四节第四节 固醇和其他酯类固醇和其他酯类 二.其他酯类2.萜类萜类(terpenes)萜类是异戊二烯的衍生物。根据异戊二烯的数萜类是异戊二烯的衍生物。根据

42、异戊二烯的数目，可将萜类化合物分为单萜、倍半萜、二萜、目，可将萜类化合物分为单萜、倍半萜、二萜、三萜、四萜等。三萜、四萜等。多数直链萜类的双键都是反式，但在多数直链萜类的双键都是反式，但在11-顺顺-视视黄醛黄醛(11-cis-retinal)第第11位上的双键为顺式。位上的双键为顺式。11-顺顺-视黄醛存在于动物的细胞膜上，它是脊椎动物视黄醛存在于动物的细胞膜上，它是脊椎动物视网膜上发现的一种维生素视网膜上发现的一种维生素A的衍生物。的衍生物。第四节第四节 固醇和其他酯类固醇和其他酯类 二.其他酯类R1通常为饱和脂酰基，通常为饱和脂酰基，R2为不饱和脂酰基，为不饱和脂酰基，X为胆碱、为胆碱、

43、胆胺胆胺(乙醇胺乙醇胺)、丝氨酸、肌醇等。、丝氨酸、肌醇等。第四节第四节 固醇和其他酯类固醇和其他酯类 二.其他酯类 高等植物叶绿素的组分叶绿醇属二萜化合物；高等植物叶绿素的组分叶绿醇属二萜化合物；胡萝卜素是四萜类化合物，大量存在于植物的胡萝卜素是四萜类化合物，大量存在于植物的各个器官内；此外还有多聚萜类如天然橡胶等。各个器官内；此外还有多聚萜类如天然橡胶等。维生素维生素A、E、K等都属于萜类。等都属于萜类。第五节第五节 生物膜化学生物膜化学四四.生物膜的特性生物膜的特性一一.概述概述:三三.生物膜的结构生物膜的结构二二.生物膜的化学组成生物膜的化学组成五五.生物膜的功能生物膜的功能 第五节第

44、五节 生物膜化学生物膜化学 一一.概述概述一一.概述概述:1.生物膜生物膜:是细胞膜是细胞膜(cytomembrane)和细胞内膜系统和细胞内膜系统(endomembrane system)的总称。的总称。生物膜是由极性脂和蛋白质组成的超分子复合物，生物膜是由极性脂和蛋白质组成的超分子复合物，是构成细胞结构最基本的组分。生物膜系统不仅是维持是构成细胞结构最基本的组分。生物膜系统不仅是维持细胞内环境相对稳定的有高度选择性的半透性屏障，而细胞内环境相对稳定的有高度选择性的半透性屏障，而且直接参与物质转运、能量转换、信息传递、细胞识别且直接参与物质转运、能量转换、信息传递、细胞识别等重要的生命活动。

45、等重要的生命活动。细胞的形态发生、分化、生长、分细胞的形态发生、分化、生长、分裂以及细胞免疫、代谢调节、神经传导、药物和毒物的裂以及细胞免疫、代谢调节、神经传导、药物和毒物的作用，生物体对环境的反应等都与生物膜密切相关。作用，生物体对环境的反应等都与生物膜密切相关。因此，生物膜已经成为当前分子生物学，细胞生物因此，生物膜已经成为当前分子生物学，细胞生物学中最活跃的高科技研究领域之一。学中最活跃的高科技研究领域之一。第五节第五节 生物膜化学生物膜化学 一一.概述概述2.生物膜的结构与功能生物膜的结构与功能 细胞的外周膜和内膜系统称为生物膜。是由极性脂和蛋细胞的外周膜和内膜系统称为生物膜。是由极性

46、脂和蛋白质组成的超分子复合物，厚约白质组成的超分子复合物，厚约610nm，是构成细胞结，是构成细胞结构最基本的组分。构最基本的组分。生物膜对细胞内生物大分子的有序反应和整个细胞的区生物膜对细胞内生物大分子的有序反应和整个细胞的区域化都提供了必需的结构基础，保证了细胞器和亚细胞结域化都提供了必需的结构基础，保证了细胞器和亚细胞结构内环境的动态恒定。构内环境的动态恒定。生物膜在组成和结构上具有共同之处。脂质双分子层是生物膜在组成和结构上具有共同之处。脂质双分子层是生物膜的基本骨架，膜的内外不对称地镶有各种蛋白质，生物膜的基本骨架，膜的内外不对称地镶有各种蛋白质，且处于流动状态，这是生物膜的基本特征

47、和细胞进行生命且处于流动状态，这是生物膜的基本特征和细胞进行生命活动的必要条件。活动的必要条件。膜上脂质、蛋白质和糖类都具有重要作用，如物质运输、膜上脂质、蛋白质和糖类都具有重要作用，如物质运输、能量转换、细胞识别、细胞内外信息跨膜传递、细胞免疫能量转换、细胞识别、细胞内外信息跨膜传递、细胞免疫、神经传导、代谢调控以及激素和药物作用。肿瘤发生等也神经传导、代谢调控以及激素和药物作用。肿瘤发生等也与生物膜有关。与生物膜有关。2022-8-565二、二、Chemical composition 膜膜 脂脂(Membrane lipid)膜膜 蛋蛋 白白(Membrane protein)糖糖 类类

48、(Polysaccharide)无无 机机 盐盐(Inorganic salt)金金 属属 离离 子子(Metal ion)水水(Water)2022-8-5661.膜脂膜脂(Membrane lipid)磷磷 脂（主要）脂（主要）糖糖 脂脂 甾甾 醇醇2022-8-567 磷磷 脂脂 甘油磷脂甘油磷脂(主要主要)鞘磷脂鞘磷脂2022-8-568 X=H 磷脂酸磷脂酸 X=CH2 CH2 N+(CH3)3 X=CH2 CH2 NH2 X=CH2 CHCOOH NH2 磷脂酰胆碱（卵磷脂）磷脂酰胆碱（卵磷脂）磷脂酰乙醇胺（脑磷脂）磷脂酰乙醇胺（脑磷脂）甘油磷脂甘油磷脂 甘油磷脂是甘油磷脂是两性分

49、子两性分子，分子中既有亲水部分又有疏水，分子中既有亲水部分又有疏水部分。磷酸化的头部呈亲水性，两条较长的碳氢脂酰链部分。磷酸化的头部呈亲水性，两条较长的碳氢脂酰链为为尾部尾部，呈疏水性。，呈疏水性。磷脂酰丝氨磷脂酰丝氨酸酸v甘油为骨架甘油为骨架2022-8-569 鞘磷脂鞘磷脂 H H O CHH H O CH3 3H H3 3C-(CHC-(CH2 2)1212-C C-C-C-CH-C C-C-C-CH2 2-O-P-O-CH-O-P-O-CH2 2-CH-CH2 2-N-N+-CH-CH3 3 H OH N-H O H OH N-H O-CH CH3 3 O CO C R1 R1鞘氨醇鞘

50、氨醇v鞘氨醇作骨架鞘氨醇作骨架v分子中有亲水的磷酸化的头部（胆碱或乙醇胺）和分子中有亲水的磷酸化的头部（胆碱或乙醇胺）和疏水的两个碳氢链，其中一条来自鞘氨醇，另一条疏水的两个碳氢链，其中一条来自鞘氨醇，另一条来自脂肪酸。脂肪酸以酰胺键连在鞘氨醇上。来自脂肪酸。脂肪酸以酰胺键连在鞘氨醇上。胆碱鞘磷脂胆碱鞘磷脂2022-8-570v在水溶液中两性的磷脂分子为避免疏水部分接触水分子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。疏水基团在内部而亲水的头部在表面。2022-