第四章脂类和生物膜第一节脂类的概念、分类和生物学功能第二节三酰甘油和蜡第三节甘油磷脂第四节鞘脂第五节简单脂类第六节脂蛋白第七节脂质的提取、分离与分析第八节生物膜第一节脂类的概念、分类和生物学功能一、脂类的概念●脂类是一类低溶于水而高溶于非极性溶剂的生物有机分子。
对大多数脂质而言，其化学本质是脂肪酸和醇所形成的酯类及其衍生物。
●其脂肪酸多是4碳以上的长链一元酸，醇成分包括甘油、鞘氨醇、高级一元醇和固醇。
●生物体含有的脂类主要有脂肪、磷脂、糖脂、固醇等。
●脂类的元素组成主要是碳、氢、氧，有些尚有氮、磷及硫。
二、脂类的分类按化学组成可分为三大类：1.单纯脂类(simple lipid)是由脂肪酸和甘油形成的酯。
又分为：（1）三酰甘油由3分子脂肪酸和1分子甘油组成。
（2）蜡主要由长链脂肪酸和长链醇或固醇组成。
2.复合脂类(compound lipid)除含脂肪酸和醇外,尚有非脂成分,按非脂成分可分为: (1)磷脂非脂成分是磷酸和含氮碱(胆碱,乙醇胺)。
根据醇成分的不同,又分为甘油磷脂和鞘磷脂。
(2)糖脂非脂成分是糖(单己糖、二己糖等),并因醇成分不同,又分为甘油糖脂和鞘糖脂。
鞘磷脂和鞘糖脂合称为鞘脂类（sphingolipid）。
（3）衍生脂类（derived lipid）是由单纯脂质和复合脂质衍生而来或与之关系密切，但也具有脂质一般性质的物质。
如：（1）取代烃主要是脂肪酸及其碱性盐和高级醇，少量脂肪醛、脂肪胺和烃。
（2）固醇类包括固醇、胆酸、性激素等。
（3）萜包括许多天然色素、香精、橡胶等。
（4）其他脂质如维生素A、D、E,类十二碳烷等。
按脂类的皂化性质分：●可皂化脂类：能被碱水解生成皂。
一、脂肪：甘油一脂，甘油三脂等。
二、磷脂类：甘油磷脂和鞘磷脂。
三、蜡：长链脂肪酸与长链醇形成的脂。
●非皂化脂类：不能被碱水解生成皂。
一、萜类（异戊二烯的衍生物）二、类固醇类（环戊烷多氢菲的衍生物）三、前列腺素（20碳不饱和脂肪酸的衍生物）按极性可分为非极性脂质和4类极性脂质●非极性脂质：水不溶，不能形成单分子层。
如胆甾烷、长链脂肪酸和长链一元醇形成的酯等。
●Ⅰ类极性脂质：能参入膜，但自身不能形成膜。
如三酰甘油、胆固醇等。
●Ⅱ类极性脂质：能形成膜，形成双分子层和微囊。
如磷脂和鞘糖脂。
●III类极性脂质：具可溶性，低浓度时可形成单分子层,但不稳定,高浓度时形成微团。
如脂肪酸盐、胆质酸盐等。
IIIA类有长链脂肪酸的盐；阴离子、阳离子和非离子去污剂；溶血磷脂酸；脂酰CoA等。
IIIB类有胆汁酸、皂苷等。
III类极性脂质：Ⅱ类极性脂质水洞微团脂质体双分子层三、脂类的生物学作用（一）储能和供能的主要物质●脂肪组织储存脂肪, 约占体重10～20%，具有保护作用和御寒作用。
●1g脂肪在体内彻底氧化供能约37KJ，而1g糖彻底氧化仅供能17KJ。
合理饮食脂肪氧化供能占15～25%。
空腹脂肪氧化供能占50% 以上。
禁食1～3天脂肪氧化供能占85%。
饱食、少动脂肪堆积，发胖。
(二)生物膜的重要结构成分磷脂、糖脂、固醇是生物膜的基质。
(三)参与代谢调控1.具有维生素和激素的功能。
如胆固醇转化为类固醇激素、VD3，花生四烯酸转化为前列腺素等生物活性物质。
2.作为酶的辅因子、电子载体、光吸收色素、疏水稳定体、乳化剂。
3.作为细胞表面物质，与细胞识别、免疫等密切相关。
如鞘脂类是人类血型A、B、O的决定因子；神经节苷脂具有结合霍乱毒素的作用。
4.作为细胞内信号。
如磷脂酰肌醇转变为三磷酸肌醇、甘油二酯（第二信使）。
5.为动物体提供溶解于其中的必需脂肪酸和脂溶性维生素。
第二节三酰甘油和蜡1．三酰甘油的组成和结构脂肪（fat ）：甘油三酯，三酰甘油。
酯键αα′β一、三酰甘油triacylglycerol (TG)●单纯三酰甘油命名时称为三某脂酰甘油如三硬脂酰甘油。
混合三酰甘油用α、β和α′分别表示不同脂肪酸的位置。
如α-硬脂酰-β-软脂酰-α′-油酰甘油。
●三酰甘油在室温下为固态的称为脂，为液态的称为油，因此三酰甘油也称油脂或中性脂。
●自然界的脂肪多数是由多种混合三酰甘油的混合物，单纯三酰甘油极少。
三脂酰甘油主要作为贮存物质，以脂肪小滴形式存在于细胞中。
TG 的空间构象烷醚酰基甘油:其中一个α碳以醚键与长链烷基相连。
不同种类的油脂所含的脂肪酸是不相同的。
同一种油脂，由于动物或植物的品种不同或生长等情况不同也有差别。
2.三酰甘油的命名Nomenclature of Triacylglycerols(TG)CH 3(CH 2)7CH=CH(CH 2)7COOCH ||CH 2OOC(CH 2)14CH 3CH 2OOC(CH 2)16CH 3HO-C-H Sn-2|CH 2-OH Sn-3|CH2-OH Sn-1甘油三酰基甘油Sn 命名法(Stereospecific Numbering)甘油Glycerol●碳原子编号自上而下为1~3。
●C2上的羟基写在左边。
CH 3(CH 2)7CH=CH(CH 2)7COOCH ||CH 2OOC(CH 2)14CH 3CH 2OOC(CH 2)16CH 3HO-C-H Sn-2|CH 2-OH Sn-3|CH2-OH Sn-1甘油三酰基甘油①数字命名:Sn-16:0-18:1-18:0②英文缩写命名:Sn-POSt③中文命名:Sn-1-棕榈酸-2-油酸-3-硬脂酸甘油酯二、脂肪酸（fatty acid ，FA ）●脂肪酸是许多脂的成分：其中95%左右以脂肪形式结合，只有少量以游离状态存在。
●脂肪酸是由一条长的烃链(“尾”)和一个末端羧基(“头”)组成的羧酸。
不同脂肪酸之间的主要区别在于烃链的长度、双键数目和位置。
脂肪酸饱和脂肪酸：软脂酸（16C ）、硬脂酸（18C ）不饱和脂肪酸含1个双键(单不饱和脂肪酸，油酸)含2个双键（亚油酸）含3个双键（亚麻酸）含4个双键（花生四烯酸）多不饱和脂肪酸，PUFA1. 脂肪酸的种类WHO,FAO,中国营养协会推荐饱和脂肪酸单不饱和脂肪酸多不饱和脂肪酸1：1：1脂酸的空间构象1. 系统命名法CH 3(CH 2)7CH=CH(CH 2)7COOH 9-十八烯酸2. 数字命名法n:m （n-碳数, m-双键数）例：18:0；18:1Δ9c 18:2Δ9c ，12c 18:3Δ9c ，11t ，13t 3. 俗名或普通名4. 英文缩写1.1 脂肪酸的命名18: 1 ω9ωH 3C (CH 2)n CC CO OH αβ123CH 3(CH 2)7CH=CH(CH 2)7COO H表1 一些常见脂肪酸的命名数字命名系统命名俗名或普通名英文缩写4: 0 丁酸酪酸（Butyric acid）B 6: 0 己酸己酸(Caproic acid) H 8: 0 辛酸辛酸(Caprylic acid) Oc 10: 0 癸酸癸酸(Capric acid) D 12: 0 十二酸月桂酸(Lauric acid) La 14: 0 十四酸肉豆蔻酸(Myristic acid) M 16: 0 十六酸棕榈酸(Palmtic acid) P 16: 1 9-十六烯酸棕榈油酸(Palmitoleic acid) Po 18: 0 十八酸硬脂酸(Stearic acid) St 18: 1 ω9 9-十八烯酸油酸(Oleic acid) O 18: 2 ω6 9,12-十八二烯酸亚油酸(Linoleic acid) L 18: 3 ω3 9,12,15-十八三烯酸α-亚麻酸(Linolenic acid) α-Ln 18: 3 ω6 6, 9,12-十八三烯酸γ-亚麻酸(Linolenic acid) γ-Ln 20: 0 二十酸花生酸(Arachidic acid) Ad 20: 4 ω6 5,8,11,14-二十碳四烯酸花生四烯酸(Arachidonic acid) An 20: 5 ω3 5,8,11,14,17-二十碳五烯酸(Eicosapentanoic acid) EPA 22: 1 ω9 13-二十二烯酸芥酸(Erucic acid) E 22: 6 ω3 4,7,10,13,16,19-二十二碳六烯酸(Docosahexanoic acid) DHA1.2 常见的脂肪酸16：018：018：1Δ9c烃链越长，溶解度越低；双键越多，熔点越低。
18：2Δ9c，12c18：3Δ9c，12c，15C20：4Δ5c，8c，11C，14C1.3 必需脂肪酸essential fatty acid●哺乳动物能够合成饱和脂肪酸和单不饱和脂肪酸，但不能合成多不饱和脂肪酸。
维持哺乳动物正常生长所需而体内又不能合成的脂肪酸称为必需脂肪酸。
如亚油酸（18：2Δ9c，12c,是ω-6家族的原初成员）和亚麻酸（18：3Δ9c，12c，15C是ω-3家族的原初成员，能合成ω-3 系列的二十碳五烯酸EPA和二十二碳六烯酸DHA），而植物中含量非常丰富。
花生四烯酸是亚油酸合成的，植物体中并不存在。
●人体内ω-6和ω-3PUFA不能互相转变。
功能：①降低血清胆固醇（ω-6）和甘油三酯（ω-3）的作用。
②ω-6PUFA缺乏将导致皮肤病变。
③ω-3PUFA缺乏导致神经、视觉疑难症和心脏疾病。
④PUFA还会引起生长停滞，生殖衰退和肾、肝功能紊乱。
1.4 类二十碳烷●类二十碳烷是由20碳PUFA衍生而成的，包括前列腺素、凝血烷和白三烯等，合成的前体主要是花生四烯酸。
●前列腺素存在广泛，种类较多，不同的前列腺素或同一前列腺素作用于不同的细胞，产生不同的生理效应，如升高体温，促进炎症，控制跨膜转运，调整突触传递，诱导睡眠，扩张血管等。
●凝血烷最早从血小板分离获得，能引起动脉收缩，诱发血小板聚集，促进血拴形成。
●白三烯最早从白细胞分离获得，能促进趋化性，炎症和变态反应。
●阿司匹林消炎、镇痛、退热的原因是抑制前列腺素的合成，也抑制凝血烷合成，因而有抗凝血作用。
花生四烯酸白三烯前列腺素凝血烷2. 天然脂肪酸的结构特点1.来自动物脂肪酸的碳骨架为线形，双键数一般为1-4个；植物中的不饱和脂肪酸比饱和脂肪酸丰富，植物脂肪酸除含烯键外，可含炔键、羟基、酮基、环氧基或环戊烯基等。
细菌所含的脂肪酸多数是饱和的，少数为单烯酸，有些含有分支的甲基，环丙烷环或环丙烯环。
2.碳原子数目几乎是偶数，但在某些海洋生物中有相当量奇数碳原子的脂肪酸存在。
3.长度多数为12-24个，最常见的为16和18，低于14碳的脂肪酸主要存在于乳脂中。
4.在大多数单不饱和脂肪酸中双键的位置在C9和C10之间。
5.天然脂肪酸中的双键多为顺式构型，少数是反式构型。
6.饱和脂肪酸中烃链处于完全伸展的构象，不饱和脂肪酸烃链由于双键的不旋转性，出现一个或多个结节。
