第四章脂类和生物膜.pptx

1一、脂一、脂类类（化学本质化学本质化学本质化学本质）二、生物膜二、生物膜第四章第四章 脂类和生物膜脂类和生物膜2几个概念几个概念(习惯称谓习惯称谓)油脂油脂：高级脂肪酸的甘油酯。室温时为液态的称为：高级脂肪酸的甘油酯。室温时为液态的称为油油（脂性油脂性油），室温时为固态或半固态的称为），室温时为固态或半固态的称为脂脂，亦称，亦称脂肪、真脂脂肪、真脂或或中性脂中性脂。蜡蜡：指高级脂肪酸与：指高级脂肪酸与高级高级一元一元醇的酯（脂性蜡）。习惯上将脂、油和蜡称为醇的酯（脂性蜡）。习惯上将脂、油和蜡称为单脂单脂。类脂（质）类脂（质）：指生物体内与和油脂类似的化合物，有：指生物体内与和油脂类似的化合物，有磷脂和糖脂两大类，习惯上称为磷脂和糖脂两大类，习惯上称为复脂复脂（含磷酸、糖和（含磷酸、糖和胆碱等非脂物质）。胆碱等非脂物质）。脂肪族脂肪族：有机化学发展初期化合物被分为：有机化学发展初期化合物被分为脂肪族脂肪族（开开链化合物链化合物）和芳香族（含苯环、从植物胶提取的具芳）和芳香族（含苯环、从植物胶提取的具芳香气味）化合物。香气味）化合物。酯酯：酸和醇的失水产物，有无机酸酯和有机酸酯。大：酸和醇的失水产物，有无机酸酯和有机酸酯。大多数情况下酸提供羟基（油脂的本质是酯）。多数情况下酸提供羟基（油脂的本质是酯）。（甘油醇、高级脂肪醇与高级脂肪酸的酯）（甘油醇、高级脂肪醇与高级脂肪酸的酯）31、脂类的分类、脂类的分类蜡蜡单单单单脂脂脂脂复复复复脂脂脂脂半乳糖脑苷脂半乳糖脑苷脂鲸蜡、虫蜡、羊毛蜡鲸蜡、虫蜡、羊毛蜡蜡与工蜡与工业上的业上的石蜡是石蜡是不同种不同种属，石属，石蜡为开蜡为开链饱和链饱和脂肪烃脂肪烃称为油称为油性蜡性蜡存在：动物油脂、植物油，一切动植物均含有脂质，是构成原生质的成分，也是储能物质存在：动物油脂、植物油，一切动植物均含有脂质，是构成原生质的成分，也是储能物质。4v贮存贮存脂脂脂脂类类重要的贮能供能物质，每克脂肪氧化时可释放出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的能量，每克糖和蛋白质氧化时释放的能量仅分别为量仅分别为17.2kJ和和23.4kJ。v结构结构脂脂脂脂类类磷脂、糖脂、硫脂、固醇类等有机物是生物体的磷脂、糖脂、硫脂、固醇类等有机物是生物体的 重要成分（如生物膜系统）。重要成分（如生物膜系统）。v活性活性脂脂脂脂类类固醇类、萜类是一些激素和维生素等生理活性物固醇类、萜类是一些激素和维生素等生理活性物 质的前体。质的前体。v脂类（糖脂）脂类（糖脂）与信息识别、种属特异性、组织免疫有密切的关系。与信息识别、种属特异性、组织免疫有密切的关系。v人类的某些人类的某些疾病疾病如动脉粥样硬化、脂肪肝和酮尿症等都与脂类代如动脉粥样硬化、脂肪肝和酮尿症等都与脂类代 谢紊乱有关谢紊乱有关。2、脂类的生物学功能、脂类的生物学功能53、三酰甘油、三酰甘油（fat）CHCH3 3(CH(CH2 2)1616COOHCOOH硬脂酸硬脂酸硬脂酸硬脂酸 1 1分子甘油和分子甘油和3 3分子脂肪酸结合而成的酯。分子脂肪酸结合而成的酯。有单一、有单一、混合之分。混合之分。CHCH3 3(CH(CH2 2)1414COOHCOOH软脂酸（棕榈酸）软脂酸（棕榈酸）软脂酸（棕榈酸）软脂酸（棕榈酸）分布最广，橄榄油分布最广，橄榄油83葵花籽油葵花籽油6有些不饱和脂肪酸具有显著的生物活性，如有些不饱和脂肪酸具有显著的生物活性，如廿碳五烯酸廿碳五烯酸廿碳五烯酸廿碳五烯酸（EPAEPA）有降低血脂、降低血清胆固醇含量、防止动脉粥有降低血脂、降低血清胆固醇含量、防止动脉粥样硬化等药理作用，被称为样硬化等药理作用，被称为“血管清道夫血管清道夫”。又如。又如廿二碳廿二碳廿二碳廿二碳六烯酸（六烯酸（六烯酸（六烯酸（DHADHA）是大脑细胞形成和发育不可缺少的物质，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“脑黄金脑黄金”之称。之称。DHA只存在于鱼、贝类等水生动物中，只存在于鱼、贝类等水生动物中，在鱼油中含量最高。在鱼油中含量最高。1031151271388310546703048碘值碘值191196189194185195195208190200皂化值皂化值4048505913263824亚油酸亚油酸23322129505741483548油酸油酸12242612181432硬脂酸硬脂酸19246106928302432软脂酸软脂酸棉子油棉子油大豆油大豆油花生油花生油猪油猪油牛油牛油7自然界的三酰甘油都具有自然界的三酰甘油都具有L-构型，即在构型，即在Fischer投影式中手性投影式中手性C2上的脂酰基在上的脂酰基在甘油基碳链的左侧。油脂是无色、无甘油基碳链的左侧。油脂是无色、无味、中性，比水轻，不溶于水，易溶于味、中性，比水轻，不溶于水，易溶于氯仿、丙酮、苯和乙醚中。含有不饱和氯仿、丙酮、苯和乙醚中。含有不饱和脂肪酸多的油脂有较高的流动性和较低脂肪酸多的油脂有较高的流动性和较低的熔点。的熔点。84.甘油磷脂甘油磷脂 9卵磷脂（磷脂酰胆碱）卵磷脂（磷脂酰胆碱）季铵盐季铵盐10无脑磷脂脑磷脂内盐内盐115.鞘磷脂鞘磷脂（神精鞘胺醇磷脂）（神精鞘胺醇磷脂）（神精鞘胺醇磷脂）（神精鞘胺醇磷脂）16、18、24及及24烯烯15酸酸对神精的激动性和传导可能有重要作用对神精的激动性和传导可能有重要作用125.鞘磷脂鞘磷脂（结构特征）（结构特征）（结构特征）（结构特征）136.半乳糖脑苷脂半乳糖脑苷脂（神精酰胺糖脂）（神精酰胺糖脂）（神精酰胺糖脂）（神精酰胺糖脂）+D-半乳糖半乳糖b b-D-半乳半乳糖糖神经酰胺神经酰胺半乳糖脑苷脂本质上已不是酯，化学本质为醚，系糖苷物质，归为脂类半乳糖脑苷脂本质上已不是酯，化学本质为醚，系糖苷物质，归为脂类半乳糖鞘脂半乳糖鞘脂R：二十四酸，角苷酯：二十四酸，角苷酯a a羟二十四酸，羟脑苷酯（脑酸）羟二十四酸，羟脑苷酯（脑酸）二十四烯二十四烯15酸，烯脑苷酯酸，烯脑苷酯a a羟二十四烯羟二十四烯15酸，羟烯脑苷酯酸，羟烯脑苷酯147.固醇类固醇类:重要的甾族化合物重要的甾族化合物重要的甾族化合物重要的甾族化合物 稠环芳烃稠环芳烃苯苯萘萘蒽蒽菲菲氢化菲氢化菲甾族化合物结构躯干甾族化合物结构躯干15胆固醇摄取过多或代谢发生障碍时，会从血清中沉积在动脉血管壁上，导致冠胆固醇摄取过多或代谢发生障碍时，会从血清中沉积在动脉血管壁上，导致冠心病和动脉粥样硬化症；胆固醇过饱和会从胆汁中析出沉淀，形成胆结石。心病和动脉粥样硬化症；胆固醇过饱和会从胆汁中析出沉淀，形成胆结石。胆固醇及酯是血浆蛋白及细胞外膜的重要组分。胆固醇及酯是血浆蛋白及细胞外膜的重要组分。胆固醇胆固醇我国人体血清胆固醇一般为我国人体血清胆固醇一般为185mg（国外（国外150-250mg），其中），其中1/4为游离胆为游离胆固醇，绝大多数以胆固醇的酯（如棕榈酸、硬脂酸、油酸等）存在。胆固醇在固醇，绝大多数以胆固醇的酯（如棕榈酸、硬脂酸、油酸等）存在。胆固醇在鸡蛋特别是蛋黄中含量特别高，达鸡蛋特别是蛋黄中含量特别高，达2000mg/100g)16在肠粘膜细胞内，胆固醇经酶催化氧化成在肠粘膜细胞内，胆固醇经酶催化氧化成7-脱氢胆固脱氢胆固醇后，经血液循环输送到皮肤组织中，若再经紫外线醇后，经血液循环输送到皮肤组织中，若再经紫外线照射，照射，7-脱氢胆固醇的脱氢胆固醇的B环环开环开环转变成为维生素转变成为维生素D3。因此常作日光浴是获得维生素因此常作日光浴是获得维生素D3的最简易方法。的最简易方法。17维生素维生素D是一类抗佝偻病维生素的总称。目前己知至少有是一类抗佝偻病维生素的总称。目前己知至少有10种维生素种维生素D，它们都是甾醇的衍生物，其中活性较高的是维，它们都是甾醇的衍生物，其中活性较高的是维生素生素D2和维生素和维生素D3。维生素。维生素D的主要生理功能是调节钙、磷的主要生理功能是调节钙、磷代谢，促进骨骼正常发育，缺乏时儿童可患佝偻病，成人引代谢，促进骨骼正常发育，缺乏时儿童可患佝偻病，成人引起软骨症。起软骨症。18二、生物膜二、生物膜 细胞膜（质膜）细胞膜（质膜）细胞膜（质膜）细胞膜（质膜）生物膜的生物膜的概念概念是包括细胞是包括细胞是包括细胞是包括细胞质膜质膜质膜质膜在内的细胞中全部膜结构的统称在内的细胞中全部膜结构的统称在内的细胞中全部膜结构的统称在内的细胞中全部膜结构的统称,质膜在质膜在质膜在质膜在电镜电镜电镜电镜下表现出大体相同的形态、厚度下表现出大体相同的形态、厚度下表现出大体相同的形态、厚度下表现出大体相同的形态、厚度 6 69nm9nm左右的左右的左右的左右的3 3 3 3片层结构片层结构片层结构片层结构.生物膜的生物膜的组成组成生物膜的生物膜的结构结构生物膜的生物膜的功能功能 质膜外：质膜外：原核细胞及植物细胞外有细胞壁原核细胞及植物细胞外有细胞壁动物细胞外无细胞壁，但有套膜动物细胞外无细胞壁，但有套膜（细菌原核细胞外叫荚膜，蓝藻（细菌原核细胞外叫荚膜，蓝藻细胞外叫鞘膜）。细胞外叫鞘膜）。真核细胞内细胞器有细胞核、线粒体、核糖体、内质网、微粒体、高尔基真核细胞内细胞器有细胞核、线粒体、核糖体、内质网、微粒体、高尔基体等，原核细胞内除此外还有质体、叶绿体和胞液等细胞器。体等，原核细胞内除此外还有质体、叶绿体和胞液等细胞器。19膜膜的的化化学学组组成成膜脂膜脂膜脂膜脂膜蛋白膜蛋白膜蛋白膜蛋白膜糖膜糖膜糖膜糖磷磷磷磷 脂脂脂脂糖糖糖糖 脂脂脂脂 甾甾甾甾 醇醇醇醇内内内内 在在在在 蛋蛋蛋蛋 白白白白外外外外 周周周周 蛋蛋蛋蛋 白白白白糖蛋白糖蛋白糖蛋白糖蛋白糖脂糖脂糖脂糖脂1.细胞膜的组成细胞膜的组成20卵磷脂的结构特征卵磷脂的结构特征卵磷脂的结构特征卵磷脂的结构特征正正十二烷基苯磺酸钠十二烷基苯磺酸钠其它类脂分子（脑磷脂、鞘磷脂，半乳糖脑苷脂及固醇）具有类似的结构特征，即含有亲水疏水头其它类脂分子（脑磷脂、鞘磷脂，半乳糖脑苷脂及固醇）具有类似的结构特征，即含有亲水疏水头21由磷脂形成的双层脂膜的示意图由磷脂形成的双层脂膜的示意图在水溶液中两性的磷脂分子为避免疏水部分接触水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，磷分子而定向排列，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。脂分子的疏水基团在内部而亲水的头部在表面。22有的全部埋于脂双层的疏水区，有的部分嵌在脂双有的全部埋于脂双层的疏水区，有的部分嵌在脂双有的全部埋于脂双层的疏水区，有的部分嵌在脂双有的全部埋于脂双层的疏水区，有的部分嵌在脂双层中，有的横跨全膜层中，有的横跨全膜层中，有的横跨全膜层中，有的横跨全膜.主要靠疏水作用通过某些非主要靠疏水作用通过某些非主要靠疏水作用通过某些非主要靠疏水作用通过某些非极性氨基酸残基与膜脂疏水部分相结合。极性氨基酸残基与膜脂疏水部分相结合。极性氨基酸残基与膜脂疏水部分相结合。极性氨基酸残基与膜脂疏水部分相结合。膜蛋白之膜蛋白之内嵌蛋白内嵌蛋白23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、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、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、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。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。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。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。膜蛋白之膜蛋白之外周外周蛋白蛋白膜蛋白对物质代谢、物质传送、细胞运动、信息传递、细胞的支持和保护均具意义。膜蛋白对物质代谢、物质传送、细胞运动、信息传递、细胞的支持和保护均具意义。膜蛋白对物质代谢、物质传送、细胞运动、信息传递、细胞的支持和保护均具意义。膜蛋白对物质代谢、物质传送、细胞运动、信息传递、细胞的支持和保护均具意义。24膜糖膜糖糖脂或糖蛋白存在糖脂或糖蛋白存在糖脂或糖蛋白存在糖脂或糖蛋白存在糖蛋白或糖脂与细胞的抗体功能、免疫系统、血型和细胞病变等密切关联。糖蛋白或糖脂与细胞的抗体功能、免疫系统、血型和细胞病变等密切关联。25膜糖与血型膜糖与血型人体血型共分人体血型共分O、A、B、AB型四种，这四种血型与血液红细胞表面的糖分子型四种，这四种血型与血液红细胞表面的糖分子结构有关：结构有关：O：葡萄糖半乳糖：葡萄糖半乳糖N乙酰胺基半乳糖半乳糖岩藻糖；乙酰胺基半乳糖半乳糖岩藻糖；B：葡萄糖半乳糖：葡萄糖半乳糖N乙酰胺基半乳糖半乳糖岩藻糖乙酰胺基半乳糖半乳糖岩藻糖半乳糖半乳糖；A：葡萄糖半乳糖：葡萄糖半乳糖N乙酰胺基半乳糖半乳糖乙酰胺基半乳糖半乳糖岩藻糖岩藻糖N乙酰胺基半乳糖乙酰胺基半乳糖；AB：A和和B结构兼而有之。结构兼而有之。O型血被称为万能供血者，其区别在于其它血型比型血被称为万能供血者，其区别在于其它血型比O型多了些型多了些“枝杈枝杈”。研究表明咖啡豆中含有研究表明咖啡豆中含有2半乳糖苷酶，可以剪去这些枝杈，但含量极少，半乳糖苷酶，可以剪去这些枝杈，但含量极少，200kg咖啡豆只能提取供咖啡豆只能提取供200ml血型转换的酶，科学家又尝试将这种半乳糖苷基因转移到血型转换的酶，科学家又尝试将这种半乳糖苷基因转移到一种叫毕赤的酵母中，这种酶可以大量繁殖复制。一种叫毕赤的酵母中，这种酶可以大量繁殖复制。提示：血型改变只能在提示：血型改变只能在体外体外进行，它无法改变人体固有血型。进行，它无法改变人体固有血型。另：另：O型血不能接受其它血型，可以采取型血不能接受其它血型，可以采取接接“枝杈枝杈”办法，但研究表明办法，但研究表明接接比比剪剪复杂复杂得多，因为得多，因为剪剪只涉及水解，而只涉及水解，而接接涉及合成（基因工程控制的生物合成）。涉及合成（基因工程控制的生物合成）。生理科学小知识生理科学小知识262.细胞膜的结构细胞膜的结构:流动镶嵌模型流动镶嵌模型流动镶嵌模型流动镶嵌模型27模型结构特征模型结构特征模型结构特征模型结构特征1.1.膜结构的连续主体膜结构的连续主体 是极性的脂质双分子层。是极性的脂质双分子层。2.脂质双分子层具有流动性。脂质双分子层具有流动性。3.内嵌蛋白内嵌蛋白“溶解溶解”于脂质双分子层的中心疏水部分。于脂质双分子层的中心疏水部分。4.外周蛋白与脂质双分子层的极性头部连接。外周蛋白与脂质双分子层的极性头部连接。5.双分子层中的脂质分子之间或蛋白质组分与脂质双分子层中的脂质分子之间或蛋白质组分与脂质之间无共价结合。之间无共价结合。6.膜蛋白可作横向运动膜蛋白可作横向运动。28 物质传递作用。物质传递作用。物质传递作用。物质传递作用。不耗能（单纯扩散、易化扩散、阴离子转运）与耗能运转不耗能（单纯扩散、易化扩散、阴离子转运）与耗能运转不耗能（单纯扩散、易化扩散、阴离子转运）与耗能运转不耗能（单纯扩散、易化扩散、阴离子转运）与耗能运转ATPATP、NaCaNaCa泵、离子流、质子流、膜运动转运等）泵、离子流、质子流、膜运动转运等）泵、离子流、质子流、膜运动转运等）泵、离子流、质子流、膜运动转运等）保护作用。保护作用。保护作用。保护作用。信息传递作用。信息传递作用。信息传递作用。信息传递作用。能量转换作用（线粒体内膜和叶绿体类囊体膜）。能量转换作用（线粒体内膜和叶绿体类囊体膜）。能量转换作用（线粒体内膜和叶绿体类囊体膜）。能量转换作用（线粒体内膜和叶绿体类囊体膜）。蛋白质合成与运输（糙面内质网膜）。蛋白质合成与运输（糙面内质网膜）。蛋白质合成与运输（糙面内质网膜）。蛋白质合成与运输（糙面内质网膜）。内部运输（高尔基体膜）。内部运输（高尔基体膜）。内部运输（高尔基体膜）。内部运输（高尔基体膜）。核、质分开（核膜）。核、质分开（核膜）。核、质分开（核膜）。核、质分开（核膜）。3.生物膜的功能生物膜的功能 细胞识别作用。细胞识别作用。细胞识别作用。细胞识别作用。