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第十一章 脂类生物化学一、概论、脂类的概念及生物学功能 概念不溶于水，但是能溶于非极性的有机溶剂（氯仿、乙醚、丙酮、苯等）中一大类物质化学组成和化学结构上有很大的差异脂肪酸和醇组成、也有不含脂肪酸的如萜类、固醇类及其衍生物脂类物质具有三个特征（1）一般不溶于水而溶于脂溶剂。（2）是脂酸与醇所组成的酯。（3）一般能被生物体利用，作为构建、修补组织或供能。、脂类的概念及生物学功能 脂类的生物学功能 能量来源：燃料的贮存形式和运输形式。人体内氧化1g脂肪可得到38KJ热能。氧化1g糖或蛋白质只能得到17KJ热能膜功能：构成生物膜的重要物质。溶剂功能：对动物来讲，是必需脂肪酸和脂溶性的维生素的溶剂；有些脂类还具有维生素和激素的功能。保护作用：另外此类物质有防止机械损伤和热量散发等 信号功能：参与信号的传导和识别IP3，DAG、脂类的分类 单纯脂质 甘油三脂：3分子脂肪酸和1分子甘油 蜡：由长链脂肪酸和长链醇或固醇组成、脂类的分类 复合脂质：除醇类和脂肪酸外尚有其他物质。磷脂：甘油磷酸类；鞘胺醇磷脂 糖脂：甘油糖脂和鞘糖脂鞘脂类鞘脂类、脂类的分类 衍生脂质：脂类物质衍生物，或关系密切。取代烃：脂肪酸及其碱性盐和高级醇 固醇类 萜 其他脂质：如维生素A、D、E、K、脂类的分类贮藏脂质结构脂质功能脂质二、脂 酰 甘 油 类脂酰甘油，即脂肪酸和甘油所形成的脂。脂类中最丰富的一大类是三酯酰甘油简单三脂酰甘油三个相同脂肪酸混合三酯酰甘油两个或两个以上不同的脂肪酸多数天然的油物质：简单和混合的甘油三酯的复杂混合物自然界游离的脂肪酸较为少见，绝大部分脂肪酸是以结合形式存在的按照其饱和程度脂肪酸可分成饱和脂肪酸不饱和脂肪酸、脂肪酸16：018：018：19c18：29c，12c18：39c，12c，15c18：45c，8c，11c，14c命名及书写方法命名及书写方法不饱和键的标注羧基端到甲基端它们之中大部分是不分枝和无环无羟基单羧酸。自然界中分子中的碳原子数目绝大多数是偶数。饱和脂肪酸中最普遍的软脂酸（16碳）和硬脂酸（18碳）；不饱和脂肪酸中最普遍的是油酸（18碳1烯酸）必需脂肪酸：哺乳动物正常生长所需要的而体内又不能合成的脂肪酸为必需脂肪酸(亚油酸、亚麻酸和花生四烯酸)。植物中获得，如亚油酸在红花油、玉米油、棉籽油、大豆油中含量均在50%以上。、脂肪酸多不饱和脂肪酸（PUFA）的-3和-6家族家族家族种类种类结构式结构式生理作用生理作用来源来源-6亚油酸18：19,12c组成细胞膜，二十碳烷化合物前体，降低血清胆固醇，缺乏导致皮肤病植物油-亚麻酸花生四烯酸18：36c,9c,12c20：45c,8c,11c,14c肉类，玉米胚油-3-亚麻酸18：39c,12c,15cDHA视网膜大脑皮层活跃，组织重要组成物质，降低甘油三酯，缺乏神经紊乱、视觉疑难症、心脏病油脂、种子和坚果二十碳五烯酸（EPA）20：55c,8c,11c,14c,17c人乳、海洋动物（鱼、贝甲壳类）二十二碳六烯酸（DHA）22：64c,7c,10c,13c,16c,19c不饱和脂肪酸的熔点比同等链长的饱和脂肪酸低。细菌中所含的脂肪酸比植物动物少得多，绝大多数为饱和脂肪酸。高等植物和低温生活的动物中不饱和脂肪酸含量高于饱和脂肪酸含量。高等动物的不饱和脂肪酸从结构上讲部分是顺式结构、脂肪酸反式脂肪酸害你没商量、甘油三酯的理化性质溶解度：不容易水，也没有形成高度分散的倾向。熔点：其熔点随着不饱和脂肪酸的数目和链长的增加而升高。皂化和皂化值：完全皂化一克油或脂所消耗的氢氧化钾的毫克数称为皂化值，脂肪酸链长度的指标 酸败：油脂是在空气中暴露过久即产生难闻的臭味这种现象称为酸败酸败化学本质：由于脂水解释放游离的不饱和脂肪酸氧分解，低分子的脂肪酸(如丁酸)的氧化产物有臭味，用酸值表示酸值（价）（酸值（价）（acid number or value）：中和）：中和1g油脂中的自由油脂中的自由脂酸所需脂酸所需KOH的的mg数。数。水解性酸败：由于光、热或微生物的作用，使油脂水解生成脂水解性酸败：由于光、热或微生物的作用，使油脂水解生成脂酸，低级脂酸有臭味，称水解性酸败。酸，低级脂酸有臭味，称水解性酸败。氧化性酸败：由于空气中的氧使不饱和脂酸氧化，产生醛和酮氧化性酸败：由于空气中的氧使不饱和脂酸氧化，产生醛和酮等，称氧化性酸败。等，称氧化性酸败。、甘油三酯的理化性质 氢化：油脂中的不饱和键可以在金属镍催化下发生氢化反应CHCHNi or Pd or Pt加氢加氢CH2CH2CHCH I2CHCHII卤化和碘值油物可以与囱素发生加成作用碘值指一百克油所能吸收的碘克数，饱和度指标乙酰化值油脂中含有羟基的脂肪酸可以与乙酸酐和其他酰化试剂作用乙酰化值：指一克乙酰化的油脂分解出的乙酸用氢氧化钾中和时所需要的氢氧化钾的毫克数三、磷 脂 类磷脂是分子中含有磷酸的复合脂。甘油磷脂类甘油（丙三醇）鞘氨醇磷脂鞘氨醇。、甘油磷脂的结构最简单的磷酸甘油脂是由sn-甘油-3-磷酸衍生物3-sn-磷脂酸是最简单的甘油磷脂磷脂酸的磷酸基进一步被极性醇酯化形成各种甘油醇磷脂、常见的甘油磷脂1、磷脂酰胆碱俗称卵磷脂卵黄、植物、动物的脑、精液、肾上腺和红细胞中丰富 是生物膜的主要成分之一；是生物膜的主要成分之一；在生物控制有机体代谢中在生物控制有机体代谢中，脂肪的代谢中起重要作用；脂肪的代谢中起重要作用；防止脂肪肝的形成防止脂肪肝的形成，临床上是一种很好的乳化剂临床上是一种很好的乳化剂。胆碱软脂酸亚油酸二软脂酰磷酸胆碱：肺活剂主要成分二软脂酰磷酸胆碱：肺活剂主要成分 磷脂酰乙醇胺（脑磷脂）动物、植物中含量丰富，参与血液的凝固过程。磷脂酰丝氨酸：参与血液凝固过程丝氨酸乙醇胺、常见的甘油磷脂、常见的甘油磷脂 肌醇磷脂：肌醇替代胆碱主要存在于肝脏和心肌中。双磷脂酰甘油（心磷脂）含有二个磷脂酸分子，磷酸基团分别与一个甘油分子的碳原子上的羟基以酯键相连。主要存在于细菌细胞膜、真核细胞线粒体内膜等。磷脂酸分子磷脂酸分子甘油骨架、常见的甘油磷脂缩醛磷脂：以一个长碳氢链取代脂肪酸以醚键与甘油羟基相连，存在于细胞膜，特别是肌肉和神经细胞的膜中。、醚甘油磷脂2、血小板活化因子（PAF）嗜碱性粒细胞释放，引起血小板凝集和血管扩张嗜碱性粒细胞释放，引起血小板凝集和血管扩张、醚甘油磷脂、鞘磷脂 鞘氨醇鞘氨醇有有6060多种，动物中常见的是多种，动物中常见的是D D-鞘氨醇鞘氨醇；植物中；植物中二氢鞘氨醇二氢鞘氨醇和和4 4-羟二氢鞘氨醇羟二氢鞘氨醇 神经酰胺神经酰胺脂肪酸通过酰胺键与鞘氨醇的脂肪酸通过酰胺键与鞘氨醇的-NHNH4 4相连，形成神经酰胺相连，形成神经酰胺、鞘磷脂 鞘磷脂鞘磷脂（鞘氨醇磷脂类鞘氨醇磷脂类）神经酰胺被磷酰胆碱或乙醇氨酯化神经酰胺被磷酰胆碱或乙醇氨酯化鞘磷脂极性头部是磷酯酰胆碱或磷酰乙醇氨鞘磷脂极性头部是磷酯酰胆碱或磷酰乙醇氨鞘磷脂是高等动物组织中含量最丰富的鞘酯类鞘磷脂是高等动物组织中含量最丰富的鞘酯类C16、C18、C24烷酸、鞘磷脂四、萜和固醇类化合物无脂肪酸无脂肪酸、组织含量较少组织含量较少，有极其重要的生物学功能有极其重要的生物学功能、萜类萜类异戊二烯的衍生物异戊二烯的衍生物含有含有二二个异戊二烯单位的萜个异戊二烯单位的萜称称单萜单萜，三三个称个称倍半萜倍半萜，四四个称二萜个称二萜。植物中如柠檬油中植物中如柠檬油中，含有的含有的柠檬苦素柠檬苦素、薄荷中含有的薄荷中含有的薄薄荷荷、樟脑油中含有的樟脑油中含有的樟脑樟脑、类固醇概述概述类固醇类化合物广泛分布于生物界类固醇类化合物广泛分布于生物界。生物功能生物功能作为激素起某种代谢调节作用；作为激素起某种代谢调节作用；作为乳化剂有助于脂肪的消化和吸收；有抗炎症作为乳化剂有助于脂肪的消化和吸收；有抗炎症的作用的作用。类固醇可分为固醇和固醇衍生物两大类类固醇可分为固醇和固醇衍生物两大类。固醇的结构特点固醇的结构特点甾核上的甾核上的C3C3常为羟基或酮基常为羟基或酮基C17C17上可以是上可以是羟基、酮基或其它形式的侧链羟基、酮基或其它形式的侧链C4C4-C5C5或或C5C5-C6C6之间常是双键之间常是双键A A环在某些化合物上常是苯环，而且无环在某些化合物上常是苯环，而且无C19C19-角甲基角甲基、类固醇胆固醇和非动物固醇胆固醇和非动物固醇 胆固醇胆固醇细胞膜的成分之一，与膜的通透性有关细胞膜的成分之一，与膜的通透性有关胆固醇是神经髓鞘的绝缘物质胆固醇是神经髓鞘的绝缘物质可以解除某种毒素对细胞的毒害作用可以解除某种毒素对细胞的毒害作用、类固醇 非动物固醇非动物固醇植物细胞的重要组分，不能为动物吸收植物细胞的重要组分，不能为动物吸收主要为豆固醇、麦角固醇、菜油固醇、谷固醇主要为豆固醇、麦角固醇、菜油固醇、谷固醇、类固醇麦角固醇经日光或UV照射可以转化为维生素D27-脱氢固醇经日光或UV照射可以转化为维生素D3、固醇衍生物1 1、胆汁酸胆汁酸肝中合成肝中合成，可以从胆可以从胆汁中分离汁中分离胆汁中有三种不同的胆汁中有三种不同的胆汁酸：胆汁酸：胆酸胆酸、脱氧脱氧胆酸胆酸、鹅脱氧胆酸鹅脱氧胆酸胆汁酸是一种乳化剂，胆汁酸是一种乳化剂，增加油物质与消化液增加油物质与消化液中的脂肪酶的接触面中的脂肪酶的接触面积，便于油脂消化和积，便于油脂消化和吸收吸收、固醇衍生物 激素：孕酮、睾丸激素、激素：孕酮、睾丸激素、肾上腺皮质激素、盐皮质激素肾上腺皮质激素、盐皮质激素五、二十烷类化合物前列腺素前列腺素、前列环素前列环素、凝血凝血噁噁烷烷和和白三烯白三烯等是二十烷类化合物，等是二十烷类化合物，原位低浓度产生疼痛、发热参与调节血压，血液凝聚和再生原位低浓度产生疼痛、发热参与调节血压，血液凝聚和再生花生四烯酸花生四烯酸为重要二十烷类前体物质为重要二十烷类前体物质炎症和过敏紊乱（哮喘）有关前列环素前列环素凝血噁烷凝血噁烷前列腺素前列腺素白三烯白三烯花生四烯酸花生四烯酸Aspirin and Ibuprofen belong to Non-steroidal anti-inflammatory drugs,NSAIDs.如布洛芬如布洛芬Ibuprofen inhibits the same step,probably by mimicking the structure of the substrate or an intermediate in the reaction.Aspirin inhibits the cyclooxgenase activity of COX by acetylating an essential Ser residue on the enzyme.The Nobel Prize in Physiology and Medicine 1982for their discoveries concerning prostaglandins andrelated biologically active substancesSune K.BergstrmBengt I.SamuelssonJohn R.VaneSwedenSwedenUnited Kingdom b.1916b.1934b.1927六、脂复合物、脂多糖革兰氏阴性菌细胞壁的特有结构成分，构成外膜的主要物质，表面亲水，该脂多糖释放后能引起哺乳动物宿主产生多种生物学效应，多是毒性效应。、糖脂糖通过其半缩羟基以糖苷键与脂质连接的化合物 鞘糖脂：以神经酰胺为母体与糖形成的糖脂糖：D-葡萄糖、D-半乳糖、N-乙酰葡糖胺、-乙酰半乳糖胺、岩藻糖和唾液酸、糖脂中性鞘糖脂糖基：半乳糖基神经酰胺、葡糖糖基神经酰胺、乳糖基神经酰胺等酸性鞘糖脂硫酸鞘糖脂，糖基部分被硫酸化；唾液酸鞘糖脂，糖基部分含有唾液酸，神经节苷脂神经酰胺神经酰胺胆碱鞘磷脂胆碱鞘磷脂葡萄糖苷神经酰胺葡萄糖苷神经酰胺乳糖苷神经酰胺乳糖苷神经酰胺神经节苷脂神经节苷脂H基因编码岩基因编码岩藻糖基转移酶藻糖基转移酶IA基因编码糖基基因编码糖基转移酶转移酶IB基因编码糖基基因编码糖基转移酶转移酶i 基因不编码糖基因不编码糖基转移酶基转移酶血型血型物质物质结合结合到脂到脂质或质或蛋白蛋白质上质上甘油糖脂，存在与植物和微生物中、糖脂、糖脂 糖脂的生物学功能糖脂的生物学功能 细胞结构的刚性细胞结构的刚性 抗原的化学标记抗原的化学标记血型抗原血型抗原 细胞分化阶段可鉴定的化学标记细胞分化阶段可鉴定的化学标记 调节细胞的正常生长调节细胞的正常生长 授予细胞与其它生物活性物质的反应性倾向授予细胞与其它生物活性物质的反应性倾向举例说明糖脂的上述生物学功能？脂类和蛋白质的复合物脂类和蛋白质的复合物，细胞膜结合蛋白细胞膜结合蛋白，血浆脂蛋白等血浆脂蛋白等血浆脂蛋白可以把脂类血浆脂蛋白可以把脂类(三酰甘油三酰甘油、磷脂磷脂、胆固醇胆固醇)从一个器官运输到另一个器官从一个器官运输到另一个器官。、脂蛋白Lipoprotein超离心法分类超离心法分类 乳糜微粒乳糜微粒，运输甘油三酯和胆固醇脂，从小肠到组织肌肉，运输甘油三酯和胆固醇脂，从小肠到组织肌肉等组织，密度最小，不带电荷。等组织，密度最小，不带电荷。极低密度脂蛋白极低密度脂蛋白VLDLVLDL在肝脏中生成，将脂类从肝脏运输到在肝脏中生成，将脂类从肝脏运输到特定组织中特定组织中 中间密度脂蛋白中间密度脂蛋白IDLIDL，甘油三酯和胆固醇脂，甘油三酯和胆固醇脂 低密度脂蛋白低密度脂蛋白LDLLDL，把胆固醇从肝脏运输到组织，把胆固醇从肝脏运输到组织，高密度脂蛋白高密度脂蛋白(HDL(HDL，1.0631.063-1.210g/cm1.210g/cm3 3)，也是在肝脏中生，也是在肝脏中生成，清除细胞膜上过量的胆固醇。成，清除细胞膜上过量的胆固醇。脂蛋白脂蛋白密度密度/(g cm-3)颗粒直径颗粒直径/nm脂质脂质蛋白质蛋白质功能功能CM0.9610050098%(主要为主要为TG)2%运输外源性的运输外源性的TG到体内到体内VLDL（前（前-脂蛋白）脂蛋白）0.951.006308091%(主要为主要为TG)812%运输内源性的运输内源性的TG LDL（-脂蛋脂蛋白）白）1.0061.063182875%(主要主要为胆固醇和为胆固醇和胆固醇酯胆固醇酯)25%运输内源性胆固醇运输内源性胆固醇HDL（-脂蛋白）脂蛋白）1.0631.21 515 50%（主主要为磷脂要为磷脂、胆固醇胆固醇）50%吸收周围细胞的胆固醇，吸收周围细胞的胆固醇，对脂蛋白酯酶、卵磷脂对脂蛋白酯酶、卵磷脂一胆固醇酰基转移酶有一胆固醇酰基转移酶有激活作用激活作用血浆脂蛋白的分类、组分及主要功能血浆脂蛋白的分类、组分及主要功能七、脂类分析方法