二软脂酰胆碱 O O CH O - C - R 2 1 O X为胆碱 R C - O - CH 2 R1、R2为软脂酸 CH O - P - O X 2 O- 由Ⅱ型肺泡上皮细胞合成,可降低肺泡表面张力。 1.4.3 磷脂酰乙醇胺(脑磷脂) O R1C O CH2 HO CH2CH2-NH2 乙醇胺 R2C O CH O O + H2C O P O CH2CH2-NH3 O 由于碘与碳碳双键加成较为困难,测定时通常用ICl 或IBr作试剂,再折算成碘的质量。 3. 酸败 ICl 熔点:α型27.17℃,不吸潮 。 油脂和含油脂的食品,在贮存过程中经微生物、 酶、空气中的氧的作用,而发生变色、气味改变 等变化,称为油脂酸败。 常可造成不良的生理反应或食物中毒。 原因是: OH O O R 1.1 脂肪酸 饱和脂肪酸:软脂酸(16C)、硬脂酸(18C)。 脂肪酸 含1个双键 (单不饱和脂肪酸) 不饱和脂肪酸 含2个及以上双键(多不饱和脂肪酸) 脂肪酸的名称的简写 注明烃链的长度,双键的数目和位置。 硬脂酸 18:0 亚油酸 18:2 9,12 生物脂肪酸的结构特点 1.绝大多数含偶数的碳原子,直链; 2.双键多是顺式结构,且不共轭。 生物脂肪酸的物理、化学性质 1.水溶性小,密度比水小; 2.饱和脂肪酸12:0~24:0,在常温下是固体;同样链 25 24 26 28 21 22 20 18 12 11 19 9 10 8 7 6 14 15 13 17 16 25 24 26 29 27 28 27 23 16 2 1 HO 3 4 5 HO 3 4 5 麦角固醇 酵母(28碳) 可转化为维生素D2前体 β -谷固醇 植物(29碳) 可抑制胆固醇的吸收 1.6.3 胆酸 A/B cisH CH3 1.4.6 磷脂酰甘油 O R1C O CH2 OH HO CH2CHCH2OH 甘油 R2C O CH OH O O H2C O P O CH2CHCH2OH O 极性头部 净电荷为 -1 磷脂酰甘油在细菌的细胞膜中含量丰富。 1.4.7 二磷脂酰甘油(心磷脂) O R1C O CH2 O H2C O CR1 R2C O CH HC O CR2 OH O O O O H2C O P O CH2CHCH2 O P O CH2 O O 极性头部 净电荷为 0 脑磷脂和卵磷脂是细胞膜中最丰富的脂质。 1.4.4 磷脂酰丝氨酸 O R1C O CH2 R2C O CH COO O O + H2C O P O CH2CH-NH3 O H3N + H C H2C COOOH 丝氨酸 极性头部 净电荷为 -1 常见于血小板膜中,当组织受损血小板被激活时,膜 中的磷脂酰丝氨酸从内侧转向外侧,作为催化剂与其 软脂酸钠 C17H35COONa 硬脂酸钠 肥皂 油脂的碱性水解称为皂化。后将其推广为酯的碱 性水解反应均称为皂化反应。 皂化值:工业上把1g油脂完全皂化所需的KOH的 质量(单位:mg),称为皂化值。 皂化值反映出油脂的平均相对分子质量。显 然,皂化值↑,油脂的平均相对分子质量↓。 (为什么?) 2. 加成反应与碘值 含有不饱和酸的油脂,分子中的碳碳双键可与 极性头 非极性尾 磷脂酸是甘油磷 脂的母体化合物 1.4.2 磷脂酰胆碱(卵磷脂) O R1C O CH2 HO CH2CH2-N(CH3)3 + R2C O CH O O + H2C O P O CH2CH2-N(CH3)3 O 胆碱 极性头部 净电荷为 0 卵磷脂和胆碱有防止脂肪肝形成的作用,在蛋黄 和大豆中含量丰富。 O OH + HO-R OH OH O CHO H2 C O O O H C R + R C R + R C OH 酸败的结果导致油脂的酸性增加。 酸值是评定油品酸败程度的指标之一,它是指中和 1 g油脂中游离脂肪酸所消耗的氢氧化钾的质量(mg)。 酸值与皂化值有何差异? 完全避免酸败是不可能的,只能采取措施减慢: (1)水分:一般认为油脂含水量超过0.2%,水解酸 败作用会加强。所以,在油脂的保管和调运中,要严 格防止水分的浸入。 (2)空气:空气中的氧气是引起酸败变质的主要因 素,因此,应充氮及严格密封储存。 (3)光照:日光中的紫外线有利于氧的活化和油脂 中游离基的生成,加快油脂氧化酸败的速率,因此, 油脂应尽量避光保存。 PAF,血小板激活因子 1.4.9 甘油磷脂的水解 磷脂酶A1 磷脂酶A2 O R1C R2C O 研究充分,可 选择性利用 磷脂酶C O CH2 O CH H2C O O P O O X 磷脂酶D 1.5 鞘脂类 ——由1分子脂肪酸,1分子鞘氨醇或其衍生物, 以及1分子极性头基团组成。 鞘磷脂类 鞘脂类 脑苷脂类 (糖鞘脂) 神经节苷脂类 长的不饱和脂肪酸则是液体。 3.双键可以发生氢化而饱和;双键间的-CH2-可以 被氧化为自由基。 植物和细菌可以利用乙酰CoA合成所需的全部脂肪酸。 哺乳动物既可以从食物中获得大部分脂肪酸,也可以 合成饱和脂肪酸和一些单不饱和脂肪酸(16:1,18:1)。 必需脂肪酸 但是,亚油酸(18:2)和亚麻酸(18:3)必须从 植物中获取,也称为哺乳动物的必需脂肪酸。 油脂乳化,便于水溶性的脂酶发挥作用,促进 油脂和脂溶性维生素的吸收。 1.6.5 固醇激素 OH O H H H O HO 睾丸甾酮 OH 雌酮 CH3 C O H H HO H O -雌二醇 黄体酮(孕甾酮) §2 生物膜 细胞膜以及各种细胞器的外膜通称为生物膜。 它是一个具有特殊结构和功能的选择性通透膜, 主要功能可归纳为: H2C -3H2O HC H2C O O O O C O C O C R1 R2 R3 当R1≠R3,C2有手性;D,L 在室温下呈液态的称为油,如豆油、桐油和花生油等; 固态或半固态的称为脂肪,如:牛油、猪油等 1.2.2 化学反应 O ' R-C-O CH H2C H2C O OCR 油脂的化学反应主要表 O OCR" 极性头部 净电荷为 -2 磷脂酸 二磷脂酰甘油最先在心肌线粒体膜中找到。 1.4.8 醚甘油磷脂 H R1 H O 特殊的磷脂 醚键 CH2 1 R2 C O CH 2 O O + H2C O P OCH2CH2NH3 3 O 缩醛磷脂,人中枢神经中富含 醚键 1 O CH2 H3C C O CH 2 O O + H2C O P OCH2CH2N(CH3)3 3 O NH H C4 C 5 6 O C OH 中性鞘糖脂 β-D-半乳糖基 非极性尾 半乳糖脑苷脂 18 1.5.3 神经节苷脂 GM1 GM2 Mono,Di,Tri GM3 D-半乳糖 N-乙酰-D-半乳糖胺 D-半乳糖 D-葡萄糖 酸性鞘糖脂 在神经末梢 中含量丰富 N-乙酰神经氨酸 硬脂酸 神经酰胺 1.6 类固醇(甾醇) 是环戊烷多氢菲的衍生物,由于含有羟基故命名为“醇”。 5 3 12 CH3 23 5 -系 OH 7 - OOC 24 OH OH 3, 7, 12-三羟基-5-胆烷-24-酸 是胆固醇的代谢物之一,胆酸一面亲水,另一 面疏水,具有增溶作用。 1.6.4 牛磺胆酸 OH 12 CONHCH2CH2SO3- 5 HO 3 H 7 OH 是更强的表面活性剂,能溶于脂-水界面处,使 主要参与细胞膜的组成,是第二大类膜脂。 OH H2C 1 +NH 2 OH H C CH 3 3 OH H 4 5 6 OH H C CH 3 2 H2C 1 H 4 5 6 C C H 反式 NH C H C C O 鞘脂前体 鞘氨醇 18 神经酰胺 18 + 1.5.1 鞘磷脂 磷 酸 胆 碱 CH2N(CH3)3 CH2 O P OO H2C 物质运送、能量转换、信号识别与传导、细胞免疫等。 生物膜结构是细胞结构的基本形式,对细胞内很多 生物大分子的有序反应和整个细胞的‘区室化’都 提供了必需的结构基础,使整个细胞活动有条不紊、 协调一致地进行。 2.1 生物膜的组成和结构 生物膜的组成 磷脂:甘油磷脂和鞘磷脂 脂质 胆固醇 糖脂 外周蛋白 蛋白质(包括酶) 内在蛋白 sn-甘油-3-磷酸的衍生物 饱和脂肪酰链16:0,18:0 O C O CH2 1 不饱和脂肪酰链18:1 9,18:2,18:3 C O CH 2 O O H2C O P O (X) 3 O 非极性尾 极性头 主要参与细胞膜的组成,是第一大类膜脂。不同 的磷脂,其磷酸酯基组成也不相同。 1.4.1 磷脂酸 净电荷为-2 第二章 脂质与生物膜 §1 脂 质 (Lipid) 脂质----不溶于水,但能溶于非极性有机溶剂。 按生物学功能分: 三酰甘油 可代谢供能 贮存脂质 蜡 ------海洋浮游生物的能量储库 磷脂 基本脂,不代谢 不因饥饿或者病理状 态发生较大的变化 脂类wenku.baidu.com 结构脂质 (膜脂) 糖脂 固醇 活性脂质 前列腺素,脂溶性维生素 等 (4)温度:温度升高,则油脂酸败速度加快,温 度每升高10℃,酸败速度一般加快一倍。因此,油 脂应尽量低温保存。 1.3 蜡 蜡的主要成分——C16以上的含偶数碳原子的 高级脂肪酸的高级饱和一元醇酯。天然蜡中往往 含有一定量的游离脂肪酸、脂肪醇及高级烷烃。 在海洋浮游生物中,蜡是代谢燃料的主要贮存 形式。 也广泛存在于自然界中,如植物的茎叶和果实的外 部、昆虫的外壳、动物的毛皮以及鸟类的羽毛中。 他凝血因子一起促使凝血酶原的活化。 1.4.5 磷脂酰肌醇 PI OH 6 OH 5 4 OH O R1C O CH2 OH 1 OH OH 2 3 6 OH R2C O CH 5 OH HO O O O 4 OH H2C O P 2 OH 1 3 O 肌醇 极性头部 净电荷为 -1 肌醇的多磷酸化产物PIP2是胞内信使。 现在酯和双键结构上。 1. 皂化反应与皂化值 将油脂与NaOH溶液共热,可水解生成甘油和高级 脂肪酸的钠盐。如: CH2 OCOC17H33 CH OCOC15H31 + 3 NaOH CH2 OCOC17H35 CH2 OH CH OH + CH2 OH C17H33COONa 油酸钠 C15H31COONa C25H51COOC26H53 C15H31COOC30H61 C15H31COOC16H33 蜡酸蜡酯 (虫 蜡) 软脂酸蜂蜡酯 (蜂蜡) 软脂酸鲸蜡酯 (鲸蜡) 用途:制造蜡模、蜡纸、上光剂和软膏的基质等。 注意:石蜡与蜡尽管其物态、物性相似,但其 化学组成不同,石蜡是C20以上的高级烷烃的化 合物。 1.4 甘油磷脂 H2或X2加成。 如:将油在200℃以上、0.1~0.3MPa下,以Ni为催 化剂进行催化加氢,称为油的氢化或油的硬化。 工业上常通过该反应把液态的植物油转变为人造奶 油(氢化油脂),用于食品加工烹饪。 OH 可能含反式结构 O 碘值:100g油脂所能吸收的碘的质量(单位:g),称为 碘值(又称碘价) 。碘值↑,说明油脂的不饱和程度↑。 其性质由固醇骨架的取代基团以及碳-碳链间饱和或不饱和 的程度所决定。 结构及编号: 18 12 CH3 R 17 环戊烷(D)多氢菲(ABC) 16 15 19 1 2 11 CH3 9 10 C B 8 7 13 14 D 四个环加三条侧链 A 3 4 5 甾 6 1.6.1 胆固醇 18 12 11 1 2 19 9 10 3 4 5 8 7 6 糖类: 糖脂,糖蛋白 水和金属离子 生物膜的组成,因膜的种类不同而有很大的差别。 21 20 22 24 25 23 26 27 13 17 16 非极性尾 14 15 极性头 HO 胆固醇是动物质膜的重要组分。可自身合成,在脑、肝、 肾、蛋黄中含量很高。由于其既疏水又亲水,所以属于两 亲分子。刚性平面结构对膜的流动性具有调节作用。 1.6.2 植物固醇 21 20 18 12 11 1 2 10 19 9 8 7 6 14 15 13 17 22 23 1 O 极性头 OH 2 H C C CH 3 C C H H 4 5 6 净电荷为 0 NH O 鞘磷脂存在于动物细胞 的质膜中,特别是髓鞘 (包围某些神经元的轴 结构与磷 脂酰胆碱 相似 神经酰胺 18 非极性尾 突并使之绝缘)中。 1.5.2 脑苷脂 OH 极性头 CH2OH O OH O H2 H C C CH 3 H 1 2 OH 利用它们在 体内合成: AA(花生四烯酸)含4个双键 EPA(二十碳五烯酸)含5个双键 脑黄金 DHA(二十二碳六烯酸)含6个双键 一些常见油脂中高级脂肪酸含量 1.2 三酰甘油(TG) 1.2.1 三酰甘油的结构 1分子甘油和3分子脂肪酸结合而成的酯。 H2 C HC H2 C OH OH OH O HO C R1 O HO C R2 O HO C R3