生物化學(xué)脂質(zhì)與生物膜環(huán)境

生物化學(xué)脂質(zhì)與生物膜環(huán)境第1頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一①單純脂質(zhì)②復(fù)合脂質(zhì)（結(jié)合脂）③衍生脂質(zhì)甘油三酯、磷脂、膽固醇和糖脂等（2）分類按化學(xué)結(jié)構(gòu)可分三類第2頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一B．蠟:長鏈脂肪酸和長鏈醇或固醇組成。

蠟是浮游生物代謝燃料的主要貯存形式。①單純脂質(zhì)：由各種高級脂肪酸與醇生成的酯。A．三酰甘油或稱甘油三酯：3分子脂肪酸＋1分子甘油第3頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一A．磷脂：其非脂成分是磷酸和含氮堿(如膽堿、乙醇胺)磷脂根據(jù)醇成分的不同,又可分為甘油磷脂和鞘氨醇磷脂(簡稱鞘磷酯)。②復(fù)合脂質(zhì)脂與其它生物分子形成的復(fù)合物分子中除脂肪酸和醇外，還有其他非脂成分。B.糖脂：糖與脂類以糖苷鍵連接起來的化合物非脂成分是糖(如單已糖,二已糖)。也可根據(jù)醇成分分為甘油糖脂(如半乳糖基二?；视?和鞘糖脂(如腦苷脂)；鞘氨醇磷脂與鞘糖脂合稱為鞘脂類。C.脂蛋白：脂類與蛋白質(zhì)非共價(jià)結(jié)合的產(chǎn)物，如血中的幾種脂蛋白，VLDL、LDL、HDL、VHDL是脂類的運(yùn)輸方式。第4頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一A．取代烴：主要是脂肪酸及其堿性鹽（皂）和高級醇B．固醇類：包括固醇、膽酸和一些激素。C．萜：天然色素、香精油等D．其他脂質(zhì)：VitA、D、K、E，脂酰CoA，類二十碳烷（前列腺素）等。③衍生脂質(zhì)由單純脂質(zhì)和復(fù)合脂質(zhì)衍生而來。第5頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一1.儲(chǔ)存脂質(zhì)－最佳的能量儲(chǔ)存方式。（3）脂質(zhì)的生理功能2.結(jié)構(gòu)脂質(zhì)－磷脂作為生物膜的主要成分,參與構(gòu)成生物膜的骨架。3.活性脂質(zhì)－激素、輔酶類等。4.電與熱的絕緣體－神經(jīng)細(xì)胞的鞘細(xì)胞。第6頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一三酰甘油或甘油三酯,俗稱油脂。5.1.1三酰甘油的結(jié)構(gòu)5.1三酰甘油R1、R2及R3分別代表三分子脂肪酸的主鏈。第7頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一5.1.2三酰甘油的理化性質(zhì)無色,無嗅,無味,不溶于水而溶于脂溶劑(如苯,乙醚等)。（1）水解與皂化水解:脂肪在酸、脂酶、蒸汽條件下的反應(yīng),產(chǎn)生脂肪酸和醇。皂化:脂肪在堿性條件下的反應(yīng),產(chǎn)物是脂肪酸鹽和醇。皂化值:皂化1g脂肪所需要KOH的mg數(shù)。TG平均Mr=3×56×1000/皂化值第8頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一（2）氫化與鹵化碘值表示不飽和程度的一種指標(biāo)，不飽和程度愈大，碘值愈高。第9頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一（3）自動(dòng)氧化與酸敗作用酸值:中和1g油脂中自由脂酸所需KOH的mg數(shù)。酸敗:油脂在空氣中暴露過久可被氧化，產(chǎn)生難聞的臭味，稱為酸敗。酸敗程度一般用酸值（價(jià)）來表示。第10頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一5.2脂肪酸5.2.1脂肪酸的種類區(qū)別：①碳原子數(shù)目②雙鍵數(shù)目和位置簡寫方式：先寫出碳原子數(shù)目,再寫出雙鍵的數(shù)目,最后表明雙鍵的位置。亞油酸

18:2△9,12亞麻酸

18:3△9,12,15第11頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一（4）飽和FA的每個(gè)單鍵可自由旋轉(zhuǎn),有多種構(gòu)像,不飽和脂肪酸的雙鍵不能旋轉(zhuǎn),只有一種或少數(shù)幾種構(gòu)像。5.2.2天然脂肪酸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（1）鏈長為12－24個(gè)碳，16、18碳最為常見，所含C多為偶數(shù)。（2）不飽和脂肪酸的雙鍵多為順式,雙鍵位置一般在C9－C10間。（3）相同鏈長的脂肪酸,雙鍵愈多熔點(diǎn)愈低。第12頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一5.2.3必需脂肪酸哺乳動(dòng)物體內(nèi)能夠自身合成飽和及單不飽和脂肪酸。自身不能合成必須由膳食提供的脂肪酸。第13頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一生物膜的主要成分。（1）結(jié)構(gòu)5.3磷脂5.3.1甘油磷脂

由甘油、脂肪酸、磷酸、含氮堿或其它醇類組成。第14頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一（2）性質(zhì)磷脂分子都具有親水基團(tuán)（磷酸羥基、含氮氨基）和親脂基團(tuán)（脂肪酸鏈烴殘基）。水溶液表面：脂單層水系統(tǒng)中：脂雙層第15頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一5.3.2幾種重要的甘油磷脂磷脂酰膽堿（卵磷脂）：細(xì)胞膜中含量最為豐富的脂類物質(zhì)。磷脂酰乙醇胺（腦磷脂）：含量僅次于磷脂酰膽堿。磷脂酰絲氨酸：大腦細(xì)胞膜的重要組分之一。第16頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一鞘氨醇衍生物（不含甘油結(jié)構(gòu)）。

由鞘氨醇、脂肪酸、磷酸及膽堿各一分子組成,是一種不含甘油的磷脂。鞘氨醇X＝磷酸膽堿5.4鞘脂類5.4.1鞘磷脂類第17頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一糖脂也是構(gòu)成細(xì)胞膜的重要成分,主要存在于腦組織中,故又名腦苷脂。含半乳糖腦苷脂、葡萄糖腦苷脂。半乳糖極性頭部5.4.2腦苷脂類是含一個(gè)糖殘基的糖鞘脂。第18頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一其在神經(jīng)末梢中含量豐富，種類很多，在神經(jīng)沖動(dòng)的傳遞中起著重要作用。5.4.3神經(jīng)節(jié)苷脂一種酸性糖脂，糖基部分含有唾液酸。第19頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一常見的有膽固醇、膽酸、植物固醇等。α型固醇β型固醇5.5類固醇環(huán)戊烷多氫菲的衍生物第20頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一膽固醇

Liebermann-Burchard反應(yīng)（鑒定膽固醇）動(dòng)物組織中含量最豐富的固醇類化合物在氯仿溶液中與乙酸酐及濃硫酸反應(yīng)產(chǎn)生藍(lán)綠色第21頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一

生物膜是一個(gè)具有特殊結(jié)構(gòu)和功能的選擇性通透膜。5.6生物膜

細(xì)胞、細(xì)胞器和其環(huán)境接界的所有膜結(jié)構(gòu)的總稱。

質(zhì)膜、細(xì)胞核膜、線粒體膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜溶酶體膜、高爾基體膜等。第22頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一蛋白質(zhì)5.6.2生物膜的化學(xué)組成

脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、糖類和金屬離子。脂質(zhì)：磷脂、膽固醇及糖脂。外周膜蛋白～30％內(nèi)在膜蛋白～70％糖類：主要是寡糖類物質(zhì)，大多與膜蛋白結(jié)合,少數(shù)與膜脂結(jié)合。在信息傳遞和相互識(shí)別方面具有重要作用。第23頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一生物膜的結(jié)構(gòu)第24頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一雙分子層：生物膜的基質(zhì)是極性脂質(zhì)：磷脂、膽固醇和糖脂。磷脂的分子形態(tài)包括一個(gè)親水性的極性頭部和疏水性的脂肪酰鏈尾部。這種兩親性特性維持了膜結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。親水性頭部朝向水相，疏水性尾部彼此聚集。（1）膜脂化學(xué)組成：磷脂為主，還有固醇、糖脂。第25頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一（2）膜脂的多態(tài)性以磷脂為例水-空氣界面傾向與形成單分子層，達(dá)到飽和，形成微團(tuán)或脂雙層形式。在水溶液中自發(fā)組裝成脂雙層結(jié)構(gòu)，稱為脂質(zhì)體。第26頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一（3）膜蛋白外周蛋白－－受體內(nèi)在蛋白－－酶、通道外周蛋白和內(nèi)在蛋白生物膜的種種功能均與膜蛋白有關(guān),因此膜蛋白種類多于脂質(zhì)。第27頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一①物質(zhì)運(yùn)輸:作為“載體”將物質(zhì)帶入或帶出細(xì)胞；②外界信息的接受與傳遞:有些膜蛋白是激素或其他化學(xué)物質(zhì)的特異受體;③作為各種酶(蛋白質(zhì)),使特異的化學(xué)反應(yīng)能在膜上進(jìn)行;④細(xì)胞的識(shí)別；⑤維持細(xì)胞結(jié)構(gòu)膜蛋白的作用第28頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一（4）膜糖類膜中的糖常以寡糖鏈形式與蛋白質(zhì)或脂類結(jié)合,形成糖蛋白或糖脂。第29頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一生物膜是由膜脂、膜蛋白和膜糖定向、定位排列、高度組織化的分子裝配體。5.6.3生物膜的結(jié)構(gòu)（1）生物膜的不對稱性①膜脂組分的不對稱性；②膜蛋白組分的不對稱性。不對稱性賦予了膜作用具有方向性！第30頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一（2）生物膜的流動(dòng)性指膜脂和膜蛋白所作的各種形式的運(yùn)動(dòng)。膜脂的流動(dòng)性主要決定于磷脂分子和膽固醇。膜蛋白可沿與膜平面垂直的軸作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和沿膜表面作側(cè)向擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)。膜的流動(dòng)性主要是膜脂的流動(dòng)性、膜蛋白可移動(dòng)性以及在固醇的運(yùn)動(dòng)相互作用下進(jìn)行的。①脂肪酰鏈C一C鍵的“反式-扭轉(zhuǎn)式”異構(gòu)化；②繞整個(gè)分子軸的旋轉(zhuǎn)擴(kuò)散；③在膜平面上的側(cè)向擴(kuò)散；④脂肪酰鏈的片斷運(yùn)動(dòng)；⑤內(nèi)、外層分子的翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。第31頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一（3）生物膜的結(jié)構(gòu)模型流動(dòng)鑲嵌模型①膜的基質(zhì)或膜結(jié)構(gòu)的連續(xù)主體是極性的脂質(zhì)雙分子層；②脂肪酸在細(xì)胞的正常溫度下呈液體狀態(tài)；④膜內(nèi)在蛋白表面為疏水的氨基酸側(cè)鏈基團(tuán)，沉浸在雙分子層核心；⑤膜外周蛋白表面為親水的氨基酸側(cè)鏈基團(tuán)，漂浮在雙分子層表面；③膜蛋白可做橫向移動(dòng)；第32頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一（4）生物膜的功能②保護(hù)作用①物質(zhì)運(yùn)輸

③信息的傳遞

④細(xì)胞識(shí)別

⑤能量轉(zhuǎn)換第33頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一細(xì)胞或細(xì)胞器需要經(jīng)常與外界進(jìn)行物質(zhì)交換以維持其正常的功能。細(xì)胞或細(xì)