生物化學(xué)王鏡巖第三版

1、1,第二章　脂類（lipid）,第一節(jié)　引　言第二節(jié)　脂肪酸第三節(jié)　脂酰甘油類第四節(jié)　磷脂、糖脂、萜類和類固醇類第五節(jié)　脂蛋白第六節(jié)　細(xì)胞膜,2,第一節(jié)　引　言　 第79頁,一、脂質(zhì)的定義二、脂質(zhì)的分類　三、脂質(zhì)的生物學(xué)作用,3,一、脂質(zhì)的定義,是指那些低溶于水而高溶于非極性有機(jī)溶劑（乙醚、氯仿、石油醚苯等）的生物有機(jī)分子。共性是：脂溶性化學(xué)元素組成主要是： C. H. 0. N. P,4,二、脂質(zhì)的分類,1.按化

2、學(xué)組成分：單純脂質(zhì)：脂肪酸和醇形成。（脂、油、蠟）復(fù)合脂質(zhì)：除含脂肪酸和醇外，尚含其它非脂成分。衍生脂質(zhì)：如取代烴、類固醇、萜、脂溶性V等。結(jié)合脂：脂與糖或蛋白形成的脂多糖和脂蛋白。2.能否被堿水解：可皂化脂質(zhì)不可皂化脂質(zhì)（類固醇和萜）3.在水中和水界面的行為不同：非極性脂質(zhì)極性脂質(zhì),5,脂質(zhì)在空氣－水界面和水系統(tǒng)中自發(fā)形成的幾種常見結(jié)構(gòu),,6,,,7,三、脂質(zhì)的生物學(xué)作用,1．貯存脂質(zhì)：能量的主要貯存形式；抗低溫；

3、2．結(jié)構(gòu)脂質(zhì)：構(gòu)成生物膜的骨架。3．活性脂質(zhì)：是少量的細(xì)胞成分，具有專一的重要生物活性。,8,第二節(jié)　脂肪酸（fatty acid，F(xiàn)A）　第82頁,脂肪酸及種類必需多不飽和脂肪酸脂肪酸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)脂肪酸的物理和化學(xué)性質(zhì),9,一、脂肪酸及種類,1.是一羧酸，少數(shù)以游離形式存在2.常見的脂肪酸：軟脂酸、硬脂酸、油酸3.根據(jù)脂肪酸碳鏈結(jié)構(gòu)的不同（83頁表）飽和脂肪酸不飽和脂肪酸（1~4,少數(shù)有6個）含羥基和酮基的脂肪酸含

4、分支和環(huán)狀結(jié)構(gòu)的脂肪酸表2－2,CH3－（CH2）n－COOH,10,二、必需多不飽和脂肪酸,動物不能合成亞油酸，必須從食物中才能獲得這種必需脂肪酸?！営退幔?,12－十八碳二烯酸）和　亞麻酸（9,12,15- 十八碳三烯酸）　　　　　　花生四烯酸　　　　　　　　　　　　　　　DHA（5，8，11，14-二十碳四烯酸AA）（ 4，7，10，13，16,19-二十二碳六烯酸）　　　　　　　　　　　是人的大腦發(fā)育、成

5、長的重要物質(zhì)之一,,,,,11,練習(xí)題,糖原和支鏈淀粉結(jié)構(gòu)上很相似,都由許多___組成.結(jié)構(gòu)上的差別主要是糖原分子__、_　和_　_。纖維素分子是由　　　糖組成。瓊脂有哪些用途？　　　　　　人血液中含量最豐富的糖是__,肝臟中含量最豐富的糖是_　,肌肉中含量最豐富的糖　_。糖胺聚糖是一類含__和___的雜多糖,其代表性化合物有____、　　、　　、等。從人體營養(yǎng)角度考慮必需脂肪酸包括　、、、。,12,三、脂肪酸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),天然

6、脂肪酸幾乎都是偶數(shù)碳，多數(shù)在12－24碳，最常見的是16C和18C雙鍵數(shù)目一般為1~4個非共軛雙鍵系統(tǒng)、共軛雙鍵系統(tǒng)、順式與反式構(gòu)型（多為順式）?！　。瑿H2－CH＝ CH－ CH2 －CH＝ CH － CH2－　?。瑿H2－CH＝ CH－ CH＝ CH － CH＝ CH －CH2－,13,幾種脂肪酸的立體結(jié)構(gòu),,14,1.溶解度:在水中的不同2.溶點(diǎn)：同等鏈長的不飽和的比飽和的溶點(diǎn)低，雙鍵愈多溶點(diǎn)低。順式比反式低。,四、脂肪

7、酸的物理和化學(xué)性質(zhì) 87頁,植物中脂肪常溫下為液態(tài)稱油,動物脂常溫下為固態(tài)稱為脂。？,15,3.脂肪酸鹽與乳化作用,脂肪酸鹽： CH3－（CH2）n－COO－K＋去污劑：都是兩性分子，具有親水基和疏水基，是兩親化合物。乳化作用：88頁…油滴被裹上一層去污劑分子，處于微團(tuán)中，油滴作為親水物體懸于水中而成乳膠。,16,幾種常用去污劑的結(jié)構(gòu)　　　　87頁,脂肪酸鹽十二烷基硫酸鈉（SDS，人工合成）膽汁酸辛基葡糖苷脫氧

8、膽酸鈉聚乙二醇辛基苯基醚 (T riton X-100 ),17,去污劑在生化領(lǐng)域的應(yīng)用,高濃度時能使蛋白變性。若高于臨界微團(tuán)濃度時可使生物膜溶解；若低于臨界微團(tuán)濃度時不引起蛋白質(zhì)變性，能從膜中溶解膜結(jié)合蛋白，有利于進(jìn)行膜蛋白分離純化；,18,第三節(jié)　三酰甘油（脂肪、真脂，fat）　第91頁,脂肪的組成及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)三酰甘油的化學(xué)性質(zhì),19,一、組成及結(jié)構(gòu)特點(diǎn),單脂酰甘油(MG)、二脂酰甘油(DG)、三脂酰甘油(脂肪，TG) R2

9、多是不飽和脂肪酸動、植物油脂中主要是三酰甘油（TG）自然界動植物油脂多為混酸甘油三酯、同酸甘油三酯的復(fù)雜混合物,20,二、脂肪的化學(xué)性質(zhì)　　　第94頁,1.無色、無味的稠性液體或蠟狀固體。2.水解與皂化3.氫化和鹵化4.油脂酸敗、油脂干燥5.脂質(zhì)過氧化作用,21,水解（在酸堿酶作用下均可發(fā)生）,皂化作用（saponification）：油脂的堿水解過程。皂化價：指完全皂化1克油脂所需的氫氧化鉀的毫克數(shù)稱為?！】捎迷砘禉z

10、測油脂的純度。其大小可推知脂肪中所含脂肪酸的平均相對分子質(zhì)量。,22,氫化,應(yīng)用：植物油?固態(tài)脂（氫化油）,,23,鹵化作用,碘值：指100g油脂鹵化時所能吸收碘的克數(shù)。根據(jù)油脂碘價的高低，可將油分為三類，干性油碘價在130以上半干性油在100~130之間不干性油在100以下,24,自動氧化,油脂酸敗　　　是油脂中不飽和脂肪酸分子雙鍵受空氣中氧的作用，逐漸發(fā)生了變化，產(chǎn)生一種難聞的臭味現(xiàn)象（光熱、濕氣、銅、鐵等促進(jìn)行氧化）

11、酸敗程度用酸值表示：酸值是指中和1克油脂中游離脂肪酸所需的氫氧化鉀的毫克數(shù)。油脂干燥　　　含高度不飽和脂肪酸的油類(如桐油，亞麻油)經(jīng)空氣氧化后，可形成一層堅(jiān)硬不溶而富于彈性的薄膜. 脂肪酸的不飽和程度愈高，愈容易形成氧化膜。,25,脂質(zhì)過氧化作用　　　　96頁,脂質(zhì)過氧化：指多不飽和脂肪酸或脂質(zhì)的氧化變質(zhì)，產(chǎn)生過氧化物。是活性氧參與的自由基鏈反應(yīng)。自由基：共價鍵均裂而產(chǎn)生。含奇數(shù)價電子，反應(yīng)性強(qiáng)，易反應(yīng)生成穩(wěn)定分子，壽命短。（輻

12、射誘導(dǎo)，熱誘導(dǎo)，單電子氧化還原）活性氧自由基：O2 ? －　　H O2 ? 　　HOO ?　 ? OH　　1O2，、　化學(xué)性質(zhì)活潑，能發(fā)生抽氧（氫）、歧化、化合、取代、加成等反應(yīng)。自由基鏈反應(yīng)：引發(fā)、增長和終止　100頁,－CH＝CH－CH2－CH＝CH－　　LH ＋ ? OH －?L? ＋ H2 O　　　 L? ＋ O2 －? LOO ? 　　LOO ? ＋ LH －? LOO H ＋ L? 　　　 L? ＋ L? －?

13、 L－ L,脂質(zhì)過氧化物自由基、環(huán)過氧化物和環(huán)內(nèi)過氧化物自由基斷裂生成各種醛類（丙二醛）、酮、羧酸和烴類。,26,脂質(zhì)過氧化作用對機(jī)體的損傷 101頁,中間產(chǎn)物自由基導(dǎo)致蛋白質(zhì)分子的聚合。終產(chǎn)物丙二醛導(dǎo)致蛋白質(zhì)分子的交聯(lián)丙二醛可與蛋白質(zhì)分子的氨基發(fā)生作用導(dǎo)致多肽鏈的鏈內(nèi)交聯(lián)和鏈間交聯(lián)。醛類產(chǎn)物也能與蛋白質(zhì)的巰基反應(yīng)，使其失去生物活性。脂質(zhì)過氧化對生物膜的損害：生物膜是生命系統(tǒng)中最容易發(fā)生脂質(zhì)過氧化的場所。脂質(zhì)過氧化與動脈粥樣

14、硬化脂質(zhì)過氧化與衰老：脂褐素和黑色素組成。脂褐素：是氧化了的不飽和脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和其他細(xì)胞降解物的聚合物，是在自由基、酶和金屬離子的參與下膜分子發(fā)生裂解和過氧化的結(jié)果。,27,幾種重要的抗氧化劑（antioxidant）,抗氧化劑 凡具有還原性性而能抑制靶分子自動氧化即抑制自由基鏈反應(yīng)的物質(zhì)稱為。超氧化物歧化酶（SOD） 歧化反應(yīng)：O2 ? －?。?H＋?。?　H2O2＋O2　 H2O2 能穿透細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞，產(chǎn)生

15、反應(yīng)性極強(qiáng)的　 ? OH 　過氧化氫酶　　　　　2H2O2 －?　2H2O ＋O2　谷胱甘肽過氧化物酶（GSHPX）　　　　　2GSH ＋H2O2 －?　GSSH ＋ 2H2O維生素E（生育酚）,28,第四節(jié)　磷脂、糖脂、萜和類固醇　第103頁,磷脂糖脂萜和類固醇,29,一、磷脂（phospholipid）,指含磷酸基團(tuán)的脂類，主要參與細(xì)胞膜系統(tǒng)的組成。少量存在于細(xì)胞的其它部分。甘油磷脂醚甘油磷脂鞘磷脂,30,1.甘

16、油磷脂組成與結(jié)構(gòu)（磷酸甘油脂，L－ α－甘油磷脂）,結(jié)構(gòu)通式:甘油＋脂肪酸＋磷酸＋X（其它）,X,極性頭部,非極性尾部,,31,磷脂酸（天然的屬于L-型Sn-甘油-3-磷酸）,,32,幾種常見甘油磷脂（pH7，104頁),,33,磷脂酰膽堿（卵磷脂，lecithin）,有防止脂肪肝形成的作用，食品工業(yè)上廣泛用作乳化劑。不溶于丙酮，溶于乙醚及乙醇。,34,磷脂酰乙醇胺(PE，腦磷脂),不溶于丙酮及乙醇，但溶于乙醚。與凝血有關(guān)。（凝血酶

17、致活由腦磷脂和蛋白質(zhì)組成）,,,35,2.甘油磷脂的一般性質(zhì)　第105頁,難溶于無水丙酮，用氯仿－甲醇混合液可從細(xì)胞和組織中提取磷脂。是兩親分子，在水中能形成微團(tuán)和微囊。,36,二、糖脂　第110頁,糖脂：指糖（1或1以上個分子）通過其半縮醛羥基以糖苷鍵與脂質(zhì)連接的化合物。分為鞘氨醇糖脂甘油醇糖脂,37,,,38,三、萜和類固醇 110頁,一般不含脂肪酸屬不可皂化脂質(zhì)，在生物體內(nèi)含量不多，是重要的生物活性物質(zhì)。,39,1.萜

18、　(terpene),屬于異戊二烯系脂類，不含脂肪酸，屬不皂化物?？煞譃椋簡屋?、雙萜、三萜、四萜、多萜。,40,2. 類固醇（甾醇，steroid）,核心結(jié)構(gòu)：環(huán)戊烷多氫菲環(huán)大多數(shù)真核細(xì)胞膜中存在，也可游離或與脂肪酸成酯。,41,膽固醇(cholesterol),兩親特性使對膜中脂質(zhì)的物理　狀態(tài)具有調(diào)節(jié)作用。與脂代謝、細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)、其它類固醇物質(zhì)有關(guān)。動物體內(nèi)固醇：膽固醇、7－脫氫膽固醇植物體內(nèi)固醇：麥角固醇、谷固醇、豆固醇。,

19、42,第五節(jié)　脂蛋白（lipoprotein） 　第116頁,脂蛋白：是脂質(zhì)與蛋白質(zhì)非共價鍵結(jié)合而成。包括血漿脂蛋白和細(xì)胞脂蛋白載脂蛋白：脂蛋白中的蛋白質(zhì)部分。在肝和小腸中合成并分泌的。大多數(shù)蛋白質(zhì)的密度為1.3-1.4g/cm3脂質(zhì)聚集體密度為 0.8-0.9g/cm3,43,一、血漿脂蛋白（脂蛋白復(fù)合體，117頁）,是脂類在血漿中的運(yùn)輸形式。以疏水性脂類為核心圍繞著極性脂類和載脂蛋白組成。,44,血漿脂蛋白的結(jié)構(gòu),核心（疏

20、水脂）和外殼（極性脂和載脂蛋白）兩部分載脂蛋白質(zhì)的主要作用是：117－118頁作為疏水脂質(zhì)的增溶劑作為脂蛋白受體的識別部位（細(xì)胞導(dǎo)向信號）,45,血漿脂蛋白的分類（合成部位不同，所運(yùn)的脂是有區(qū)別的）,乳糜微粒：小腸上皮細(xì)胞合成。極低密度脂蛋白(VLDL)：肝細(xì)胞合成。中間密度脂蛋白（IDL)低密度脂蛋白(LDL)：來自肝臟。高密度脂蛋白(HDL)：來自肝臟。,46,練習(xí)題,1. 卵磷脂是由___、__、 __、 和___組

21、成。2.所有的磷脂分子中都含有甘油基.3.要將膜蛋白分子完整地從膜上溶解下來，可以用 A.蛋白水解酶 　 B.脂肪酶 C.去垢劑 D.糖苷水解酶4.自然界中常見的不飽和脂酸多具有反式結(jié)構(gòu)。5.不同來源的油脂溶點(diǎn)不同是因所含脂肪相對分子質(zhì)量不同。6.脂類在血漿中是以　　　形式運(yùn)輸。,47,第六節(jié)　細(xì)胞膜（plasma membrane，589頁 ),膜的化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)膜結(jié)構(gòu)

22、特點(diǎn)膜的功能,48,一、膜的化學(xué)組成與結(jié)構(gòu),1.膜脂：主要是磷脂、固醇。2.膜蛋白：內(nèi)在蛋白和外周蛋白3.膜糖類：糖脂和糖蛋白,甘油磷脂,是雙親媒性分子,49,二、膜結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及特性（流動鑲嵌模型，1972年）,1.膜結(jié)構(gòu)的連續(xù)主體是極性的脂質(zhì)雙分子層。2.膜蛋白分布不對稱性。3. 脂質(zhì)分子之間或蛋白質(zhì)組分與脂質(zhì)之間無共價結(jié)合。4.膜蛋白和膜脂的流動性5.選擇性滲透作用,50,膜的流動性,相變溫度：指生物膜從液晶態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槟z

23、狀態(tài)時的溫度。流動性取決于①不飽和脂肪酸含量及碳鏈長度②膽固醇含量（不改變相變溫度，但影響膜的流動性）膜質(zhì)的流動性變化會影響膜蛋白的構(gòu)象和功能。,51,固醇對膜流動性的影響　　　　591頁,在相變溫度以上：干擾脂酰鏈的旋轉(zhuǎn)，降低膜的流動性。在相變溫度以下：阻止脂酰鏈的有序排列，降低相變溫度，防止向凝膠化轉(zhuǎn)變，保持膜的流動性。,52,三、膜的功能,1.物質(zhì)傳遞作用。2.保護(hù)作用。3.信息傳遞作用。4.細(xì)胞識別作用。5.能

24、量轉(zhuǎn)換作用（線粒體內(nèi)膜和葉綠體類囊體膜）。6.蛋白質(zhì)合成與運(yùn)輸（糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜）。7.內(nèi)部運(yùn)輸（高爾基體膜）。8.核質(zhì)分開（核膜）。,53,,,54,思考題,常見的硬脂酸、軟脂酸和亞油酸、亞麻酸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)？去污劑？乳化作用？必需多不飽和脂肪酸？雙親分子？脂肪、甘油磷脂結(jié)構(gòu)通式，膽固醇的結(jié)構(gòu)？卵磷脂和腦磷脂的分子組成？質(zhì)脂過氧化作用？抗氧化劑？當(dāng)生長在20度的細(xì)菌轉(zhuǎn)移到30度生長時，它們合成的膜脂　（1）是含飽和脂肪酸更多還