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脂类与生物膜

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第8章脂质和生物膜

第8章脂质和生物膜

→→ 内吞过程
←←外排过程
吞噬细胞消除外来的细菌获病毒
细菌以基团转移方式吸收乳糖 磷酸化 乳糖 E3 PE3
乳 糖
乳糖 E2
细胞内
PHPr
HPr
细 胞 膜 细胞外
磷酸烯 醇式丙 酮酸
E1
PE1
丙酮酸
能量转换
氧化磷酸化：通过生物氧化作用，将食物分子中存储
的化学能转变成生物能，即将化学能转换成ATP分子的
锚蛋白 阴离子通道 血型糖蛋白
生物膜的功能
1 物质转运-----转运功能
细胞或细胞器需要经常与外界进行物质交换以维 持其正常的功能。
细胞或细胞器通过生物膜，从膜外选择性地
吸收所需要的养料，同时也要排出不需要的物质。 在各种物质跨膜转运过程中，细胞膜起着重要 的调控作用。
简单扩散（ simple diffusion）：生物膜是 半透膜,不允许极性分子或生物大分子通过。只
全顺-二十二碳-4-7-10-13-16-19六烯酸 22：6 △4c，7c，10c， 13c，16c，19c
n- 十 六 酸 n- 十 八 酸 n- 二 十 酸
18：1△9c， 18：2△9c，12c 18：3△9c，12c，15c
油酸 亚油酸 α-亚麻酸 花生四烯酸
二十二碳六烯酸
2 生物脂肪酸的结构特点
内吞作用和外排作用
内吞（endocytosis）：细胞从外界摄取大分子物质或 颗粒的过程称为内吞。
外排（exocytosis）:细胞将细胞内的物质排到细胞外的 过程称为外排。
内吞固体物质称为“吞噬”，例如：淋巴吞噬细 胞的吞噬作用。 吞液态物质称为“胞饮” 原核生物在它们的质膜和外膜中含有多成分的输出系统， 使得它们能够将某些蛋白质（往往是些毒素或酶）分泌到 细胞外介质中。

第五章 脂类和生物膜

第五章 脂类和生物膜

功能：选择性透过物质运输通道，信息识别受体。
以非共价键结合
静电力结合
Pr分子末端片段插入膜中
以单一a螺旋跨膜
以多段a螺旋跨膜
通过共价键结合的脂插膜
（三）糖类
质膜：糖类占质膜2-10%，大多与膜蛋白结合，少数与膜脂结合。 内膜系统
分布于质膜表面的糖残基形成一层多糖-蛋白质复合物（细胞外壳-糖萼）
糖蛋白功能：糖蛋白与大多数细胞的表面行为有关，细胞与周围环境的 相互作用都涉及到糖蛋白，在接受外界信息及细胞间相互识别方面有重 要作用。 二、生物膜的分子结构 （一）生物膜中的分子作用力 1、静电力：一切极性和带电基团之间，相互吸引或排斥 2、疏水作用：对维持膜结构起主要作用 3、范德华力：使膜中分子彼此靠近，在膜结构中也很重要。
四、脂质过氧化作用对机体的损伤 1、中间产物自由基导致蛋白质分子的聚合 2、脂质过氧化终产物可与蛋白质的氨基发生作用导致多肽 链的链内交联和链间交联。被修饰了的蛋白质和酶失去生 物活性，导致代谢异常。 3、脂质过氧化对膜的伤害 脂质过氧化的直接结果是不饱和脂肪酸减少，膜脂的 流动性降低。 4、脂质过氧化和动脉粥样硬化 5、脂质过氧化和衰老 老年斑、老年色素、脂褐素、黑色素
（二）膜蛋白 20-25%蛋白质与膜结构相联系，根据在膜上的定 位可分为膜周边蛋白质和膜内在蛋白质。 1、膜周边蛋白质（占膜蛋白的20-30%—外周蛋白 分布于膜的脂双层表面，通过静电力或非共价键与 其它膜蛋白相互作用连接到膜上，膜周边蛋白易于 分离，改变离子强度或金属螯合剂可提取，这类蛋 白质溶于水。 2、膜内在蛋白质（占膜蛋白的70-80%）
②协助扩散—溶质在顺浓度梯度扩散时，依赖于特定载体。 这些载体主要是镶嵌在膜上的多肽或蛋白质，属于透性酶 系，通过载体构象的变化完成运输，如：红细胞膜对葡萄 糖的运输。 两者的区别：协助扩散具有明显的饱和效应。 （二）主动运输（运送） 定义：凡物质逆浓度梯度的运输过程。 特点：①专一性（有的细胞膜只能运输氨基酸,不能运输葡 萄糖）；②运输速度可达到饱和状态（需载体蛋白）；③ 方向性（细胞总是向外运输Na+，向内运输K+以维持正常的 生理功能）④选择性抑制（乌本苷抑制Na+向外运输，根皮 苷抑制肾细胞对G的运输）⑤需提供能量 主动运输过程发生需要两个体系：一是参与运输的传递体、 二是酶系组成的能量传递系统。

第09章 生物膜

第09章 生物膜

（二）脂酰甘油是甘油的脂肪酸酯
脂肪酸的羧基与甘油的羟基缩合、脱水形成 酯，即为脂酰甘油。
1. 脂酰甘油种类 单脂酰甘油 二脂酰甘油 三脂酰甘油（甘油三酯）
分子式
三脂酰甘油
Q0235301.mov
2. 脂酰甘油的物理和化学性质 (1)溶解度 不溶于水 (2)熔点
与脂肪酸组成有关。 （脂酰甘油俗称油脂）
蜡（浮游生物代谢燃料、皮毛保护） 2. 结构脂类(structural lipid) 3. 活性脂类(active lipid)
维生素A、D、E、K 类固醇：激素
脂肪酸
Q0272301.mov
第二节 生物膜的化学组成与结构
细胞的膜系统
任何细胞都以一层6-10nm的薄膜将其内含物与 环 境 分 开 , 这 层 膜 叫 细 胞 膜 ( 质 膜 plasma membrane).
3. 饱和与不饱和脂肪酸有不同构象
烃链30度刚性弯曲
4. 脂肪酸的活化反应 脂酰CoA是脂肪酸的活化形式。
5. 不饱和脂肪酸过氧化作用
自由基(radical): 具有未成对电子的原子或原子团. 如: 羟自由基( • OH )
过氧化作用对机体的损伤: 不饱和脂肪酸的减少影响膜的流动性. 引起蛋白质分子的聚合.
第九章 脂类与生物膜 （lipid and biological membrane）
脂类定义
是一类低溶于水而高 溶于非极性溶剂的生 物有机分子。
脂类种类： 1. 单纯脂（脂肪酸+醇类） 2. 复合脂（脂肪酸+醇类+非脂成分） 3. 衍生脂类
萜类、固醇类、维生素A、D、E、K
第一节 生物体内的脂类 一、脂酰甘油类（acyl glycerols ）

第二章脂类和生物膜(给学生)

第二章脂类和生物膜(给学生)

3、水解作用
• 酸、碱、酶
O O R2 CH2 O C O R3 CH2 O C R1 C O CH
皂和皂化作用
补充：脂的分类（按能否皂化分）
• 可皂化脂类
– 能被碱水解而产生 皂（脂肪酸盐）的 称为可皂化脂类
• 不可皂化脂类
– 不能被碱水解而产 生皂（脂肪酸盐） 的称为不可皂化脂 类，主要有不含脂 肪酸的萜类和固醇 类
第二章 脂类
本章总结
• • • • • • 脂类的种类 甘油三酯 脂肪酸 油脂的理化性质和鉴定 甘油磷脂、鞘磷脂、固醇 生物膜结构及功能
需要掌握的单词（1）
• lipid • • • • palmitic acid stearic acid oleic acid lipase
• • • • •
triacylglycerol monodiglycerol fatty acid
• 请按照简写符号写出下列脂肪酸的结构 式: • C18:0 C18:1Δ9 C18:3 Δ6,9,12
第二节 磷脂
一、甘油磷酸酯类
• 极性头和非极性尾
补充：卵磷脂
2、磷脂的水解（磷脂酶）
• 溶血磷脂
3、磷脂分子层
二、神经鞘磷脂
• 植物和动物细胞膜的重要组分 • 不含甘油 • 由一分子脂肪酸、一分子鞘氨醇和一分子 极性头基团组成
3、微生物固醇
• 微生物固醇以麦角固醇最多，经过日光和 紫外线照射可以被转化为维生素D2
二、类固醇
• 固醇的衍生物 • 胆酸盐
– 是体内天然的乳化剂 – 促进肠道内脂肪、胆固醇以及脂溶性维生素的 乳化
第四节
生物膜化学
细胞膜
含大量脂类、蛋白质的双分子层结构 使细胞成型，有通透、屏蔽等作用

《生物化学》 第4章 脂类和生物膜

《生物化学》 第4章 脂类和生物膜

4.2.2 膜的化学组成
化学分析结构表明生物膜几乎都是由脂类和蛋 白质两大类物质组成。此外尚含有少量糖（ 白质两大类物质组成。此外尚含有少量糖（糖 蛋白和糖脂） 以及金属离子等， 蛋白和糖脂 ） 以及金属离子等 ， 水分一般占 15.20包括磷脂、固醇及其他脂类， 生物膜的脂类主要包括磷脂、固醇及其他脂类， 其中包括磷脂酰胆碱（ PC） 其中包括磷脂酰胆碱 （ PC ） ， 磷脂酰乙醇胺 PE） 磷脂酰丝氨酸（ PS） （ PE ） ， 磷脂酰丝氨酸 （ PS ） ， 磷脂酰肌醇 PI ） 鞘磷脂（ SM ） （ PI） ， 鞘磷脂 （ SM） 等 。 膜脂对膜的结构 和膜功能均有重大影响。 和膜功能均有重大影响。
4.2 生物膜
4.2.1 细胞中的膜系统
生物的基本结构和功能单位是细胞。任何细胞都 生物的基本结构和功能单位是细胞。 是以一层薄膜将其内容物与环境分开， 是以一层薄膜将其内容物与环境分开，这层薄膜 称为细胞的质膜。 称为细胞的质膜。此外大多数细胞中还有许多内 膜系统， 膜系统，他们组成具有各种特定功能的亚细胞结 构和细胞器如细胞核、线粒体、内质网、溶酶体、 构和细胞器如细胞核、线粒体、内质网、溶酶体、 高尔基体、过氧化酶体等。 高尔基体、过氧化酶体等。
②膜蛋白
膜中蛋白质根据其在膜结构中的分步大体可分为两大类， 膜中蛋白质根据其在膜结构中的分步大体可分为两大类， 外周蛋白与内嵌蛋白。 外周蛋白与内嵌蛋白。 外周蛋白的主要特点是分布于膜的外表， 外周蛋白的主要特点是分布于膜的外表，通过静电作用 及离子键作用等较弱的非共价键与膜的外表相结合。 及离子键作用等较弱的非共价键与膜的外表相结合。 内嵌蛋白的主要特征为水不溶性， 内嵌蛋白的主要特征为水不溶性，他们分布在磷脂的脂 双分子层中， 双分子层中，有时横跨全膜或者以多酶复合物形式由内 嵌蛋白和外周蛋白结合， 嵌蛋白和外周蛋白结合，或者以疏水和亲水两部分分别 与磷脂的疏水和亲水部分两结合。 与磷脂的疏水和亲水部分两结合。 膜蛋白对物质代谢（酶蛋白） 物质传送、细胞运动、 膜蛋白对物质代谢（酶蛋白）、物质传送、细胞运动、 信息的接受与传递、支持与保护均有重要意义。 信息的接受与传递、支持与保护均有重要意义。

4脂类和生物膜(答案)

4脂类和生物膜(答案)

4脂类化学和生物膜一、名词解释1、外周蛋白：在细胞膜的细胞外侧或细胞质侧与细胞膜表面松散连接的膜蛋白，易于用不使膜破坏的温和方法提取。

2、内在蛋白：整合进入到细胞膜结构中的一类蛋白，它们可部分地或完全地穿过膜的磷脂双层，通常只有用剧烈的条件将膜破坏才能将这些蛋白质从膜上除去。

3、同向协同：物质运输方向与离子转移方向相同4、反向协同：物质运输方向与离子转移方向相反5、内吞作用：细胞从外界摄入的大分子或颗粒，逐渐被质膜的小部分包围，内陷，其后从质膜上脱落下来而形成含有摄入物质的细胞内囊泡的过程。

6、外排作用：细胞内物质先被囊泡裹入形成分泌泡，然后与细胞质膜接触、融合并向外释放被裹入的物质的过程。

7、细胞识别：细胞通过其表面的受体与胞外信号物质分子选择性地相互作用，从而导致胞内一系列生理生化变化，最终表现为细胞整体地生物学效应的过程。

二、填空1、膜蛋白按其与脂双层相互作用的不同可分为内在蛋白与外周蛋白两类。

2、根据磷脂分子中所含的醇类，磷脂可分为甘油磷脂和鞘磷脂两种。

3、磷脂分子结构的特点是含一个极性的头部和两个非极性尾部。

4、神经酰胺是构成鞘磷脂的基本结构，它是由鞘氨醇以酰胺键与脂肪酸相连而成。

5、磷脂酰胆碱(卵磷脂)分子中磷酰胆碱为亲水端，脂肪酸的碳氢链为疏水端。

6、磷脂酰胆碱(卵磷脂)是由甘油、脂肪酸、磷酸和胆碱组成。

7、脑苷脂是由鞘氨醇、脂肪酸和单糖（葡萄糖/半乳糖）组成。

8、神经节苷脂是由鞘氨醇、脂肪酸、糖和唾液酸组成。

9、生物膜内的蛋白质疏水氨基酸朝向分子外侧，而亲水氨基酸朝向分子内侧。

10、生物膜主要由膜脂和膜蛋白组成。

11、膜脂一般包括磷脂、糖脂和固醇，其中以磷脂为主。

三、单项选择题鞘1、神经节苷脂是（）A、糖脂 B、糖蛋白 C、脂蛋白 D、脂多糖2、下列关于生物膜的叙述正确的是（）A、磷脂和蛋白质分子按夹心饼干的方式排列。

B、磷脂包裹着蛋白质，所以可限制水和极性分子跨膜转运。

C、磷脂双层结构中蛋白质镶嵌其中或与磷脂外层结合。

生物化学第二章 脂类和生物膜

生物化学第二章 脂类和生物膜

（一）种类： 1、按脂肪酸种类分： 饱和脂肪酸 如：软脂酸(16C)、 硬脂酸(18C)。 不饱和脂肪酸 如：油酸、亚油酸。
（二）命名
脂肪酸的俗名主要反映其来源和特点。系统名反映其碳原 子数目、双键数和位置。如：硬脂酸的系统名是十八烷酸， 用18：0表示，其中“18”表示碳链长度，“0”表示无双键； 油酸是十八碳-9-烯酸，用18：1 Δ9c表示，“1”表示有一 个双键。反油酸用18：1Δ9,trans表示。 天然脂肪酸中的双键多为顺式结构，少数为反式结构， 如：反油酸等。大多数单不饱和脂肪酸中双键的位置在C9 和C10之间（ Δ9），多不饱和脂肪酸通常有一个双键在 Δ9，其余双键在Δ9和烃链末端甲基之间。
另外，根据是否能被碱水解而产生皂，分为皂化 脂质和不可皂化脂质。非皂化脂 包括类固醇、萜 类和前列腺素类。 不含脂肪酸，不能被碱水解。 根据脂质在水中和水界面上的行为分为：非极性 和极性。
3、脂质的生物学作用
（1）贮存脂质 机体代谢燃料和储能形式； 三酰甘油主要分布在皮下、胸腔、腹腔、肌肉、骨髓 等处的脂肪组织中，是储备能源的主要形式。 保护作用；绝缘保温、缓冲压力、减轻摩擦振动 （2）结构脂质 磷脂、糖脂、胆固醇等极性脂是构 成生物膜的重要组分； （3）活性脂质 具营养、代谢及调节功能；与细胞 识别、种特异性、组织免疫等密切相关。 肾上腺皮质激素和性激素的本质是类固醇；各种脂溶 性维生素是脂类得的衍生物。
（三）饱和与不饱和脂肪酸的构象
柔性大，完全伸展
一个双键有30°的 刚性弯曲
（四）脂肪酸盐与乳化作用
脂肪酸盐属于Ⅲ类极性脂质，具有亲水基团和疏水基 团，是典型的两亲化合物，是一种离子型的去污剂， 如：天然的胆汁盐酸、人工合成的十二烷基硫酸钠 （SDS）。

生物化学 5 脂类与生物膜

生物化学 5 脂类与生物膜

脂肪酸简写原则：
FA名称+碳数:双键数△双键位数 如:亚油酸18:2△9,12
亚麻酸18:3△9,12,15 亚油酸是ω-6系 亚麻酸是ω-3系
必需脂肪酸(FA)：人和哺乳动物生长所需的但不 能合成，必须由膳食提供的不饱和脂肪酸，亚油 酸、亚麻酸。
油： Oils 常温下呈液态(不饱和脂肪酸) 脂: Fats 常温下呈固态(饱和脂肪酸)
外
极性
非极性
非极性
内
极性
“三明治”结构模型
该假设认为，两层磷脂分子的脂肪酸羟链伸向膜 中心，其极性一端则面向膜两侧水相。蛋白质分 子以单层覆盖两侧。形成“蛋白质-脂质-蛋白质” 的“三明治”式结构。
磷脂
球蛋白
脂相
Davson-Danielli模型
单位膜模型
Robertson发现，除细胞质膜外，其他如内质网、 线粒体、叶绿体和高尔基体在电镜下观察都呈现相 似的三层结构，为反映这种结构的普遍性，提出了 “单位膜”模型。这一模型与Davson-Danielli模 型不同之处在于脂双层两侧蛋白分子体系以β折叠形 式存在，而且呈不对称性分布。
非极性尾— 不易溶于水
CH3(CH2)12
OH HN CCCC HHHH
鞘磷脂
极性头— 易溶于水
O CRO H2 COP X
O
磷酰
神经
胆碱 头部
酰胺
鞘 磷 脂
鞘 氨 醇
（3）糖脂
糖脂是一类含糖类残基的结合脂质。 糖脂分为两大类：鞘糖氨脂、甘油糖脂。 鞘糖氨脂分:中性糖鞘脂和酸性糖鞘脂。
① 鞘糖氨脂 ② 甘油糖脂
的功能）。
二、生物膜的结构与功能
❖ 细胞中的生物膜系统 ❖ 生物膜的化学组成 ❖ 生物膜的结构 ❖ 生物膜的功能

4、脂类和生物膜

4、脂类和生物膜

不饱和脂肪酸
羟酸
主要
环酸
一、脂类
1、 三酰甘油（脂肪）
脂肪酸
一、脂类
1、 三酰甘油（脂肪）
不饱和脂肪酸的顺反式构型 含两个或两个以上双键的脂肪酸称为不饱和脂 肪酸。
CH3（CH2）7CH HOOC（CH2）7CH CH3（CH2）7CH
HC（CH2）7COOH
顺油酸
反油酸
一、脂类
2、甘油磷酸脂
二、生物膜
1、细胞中的膜系统
膜的化学组成 生物膜几乎都是脂 类和蛋白质两大类物质 组成。此外尚含有少量 糖（糖蛋白和糖脂）以 及金属离子等，水分一 般占15.20%。
糖蛋白
磷脂双分子 蛋白质分子
二、生物膜
2、膜的化学组成
膜脂 磷脂（最丰富、50% ）、胆固醇和糖脂为主， 膜脂是兼性分子，能自动形成双分子层（自我组 装）。 磷脂甘油酯（PC、PE、PS、PI） 磷脂 鞘氨醇磷脂（SM） 胆固醇 中性糖鞘脂 糖脂 酸性糖鞘脂 神经酰胺的衍生物 甘油糖脂
CHOH R= CHOH
CH2OH
GM1神经节苷脂
唾液酸（NANA ）分子结构
一、脂类
4、固醇类
固醇类都是环戊烷多氢菲的衍生物，由于含有醇 基故命名为固醇。
环戊烷
菲
环戊烷多氢菲
一、脂类
4、固醇类
胆固醇（cholesterol） 一端有极性头部基团羟基因而亲水，分子的另 一端具有烃链及固醇的环状结构而疏水。
CH3 (CH2)12CH=CH—CHOH R—C—NH —CH O
鞘氨醇
脂肪酸
O
CH2O ——P—O—CH2CH2N+(CH3)3 OH
磷酸胆碱

脂类与生物膜

脂类与生物膜
2A
9
10 B 8
3 4
HO
5
7
6
胆固醇
二、固醇类
1.胆固醇——甾体活性物质前体 存在于动物细胞和组织中，属两性分子。 胆固醇与长链脂肪酸形成的胆固醇酯是血浆蛋白及
细胞外膜的重要组分。 参与神经兴奋传导、脂类代谢，也是一些类固醇物
质的前体物质； 测定：与毛地黄糖苷结合生成沉淀； 三氯甲烷溶液中与乙酸酐、浓硫酸作用呈蓝绿色，
皂化值=56.1Vc/m V为滴定用HCl体积,mL；c为HCl的浓度；56.1为
KOH的相对分子质量；m为测定所用油脂质量。
二、油脂的性质
皂化值的大小可以推知脂肪中所含脂肪酸的平 均相对分子质量。
5g三酰甘油需要0.5mol/L KOH 36.0mL才能使之 完全水解并将其脂肪酸转变为肥皂。试计算样 品中脂肪酸的平均相对分子质量。
内吞作用 胰岛素的作用
氧化磷酸化
吞噬作用
脂质体（liposome）
脂质体可用于转基因或制备的药物，它可以 与细胞膜融合，将药物送入细胞内部。
本章小结
脂类的结构组成和油脂的性质； 生物膜的组成和结构； 生物膜的功能和特性。
谢谢大家
生产计划部
必需脂肪酸（ essential fatty acid ）
必需脂肪酸是哺乳动物生长所必需的、而体内又 不能合成的脂肪酸必须从食物中获得 。如亚油酸 和-亚麻酸。 植物能够合成亚油酸和-亚麻酸，所以植物是这 些脂肪酸的最初来源。
脂肪的存在形式
不饱和脂肪酸的加成反应
与氢或卤素起加成反应，生成饱和脂肪酸。 可用于推断油脂中脂肪酸的不饱和程度，用碘值
颗粒使之均匀地分散在水中。
二、油脂的性质
4.自动氧化——脂肪的自动氧化及其防止 油脂在空气中暴露过久，就会产生一种难闻的臭

第四章--脂类与生物膜化学

第四章--脂类与生物膜化学

第四章脂类和生物膜第一节脂类脂类包括的范围很广，是生物体内一大类重要的有机化合物，脂类是脂肪和类脂及其它们的衍生物的总称。

脂肪：（甘油三酯或三酯酰甘油）分布于皮下结缔组织、大网、肠系膜、肾内脏周围——脂库，含量随营养状态变动，称可变脂。

脂类类脂：磷脂、糖脂、固醇类，分布在生物膜和神经组织中——组织脂，含量稳定，称为固定脂。

这些物质在化学组成和化学结构上有很大差异，但是它们都有一个共同的特性，即不溶于水而易溶于乙醚、氯仿、苯等非极性溶剂（故可用乙醚和石油醚等提取）。

用这类溶剂可将脂类物质从细胞和组织中萃取出来。

脂类的这种特性主要由构成它的碳氢结构成分所决定。

脂类具有重要的生物功能，它是构成生物膜的重要物质，细胞所含有的磷脂几乎都集中在生物膜中。

脂类物质，主要是油脂，是机体代谢所需燃料的贮存形式和运输形式。

脂类物质也可为动物机体提供溶解于其中的必需脂肪酸和脂溶性维生素。

某些萜类及类固醇类物质，如维生素A、D、E、K，胆酸及固醇类激素具有营养、代谢及调节功能。

在机体表面的脂类物质有防止机械损伤与防止热量散发等保护作用。

脂类作为细胞的表面物质，与细胞识别、种特异性和组织免疫等有密切关系。

具有生物活性的某些维生素和激素也是脂类物质。

一、脂酰甘油类脂酰甘油（acyl glycerols），又可称为脂酰甘油酯（acyl glycerides），即脂肪酸和甘油所形成的酯。

根据参与产生甘油酯的脂肪酸的分子数，脂酰甘油分为单脂酰甘油、二脂酰甘油和三脂酰甘油三类。

三脂酰甘油(triacylglycerols)又称为甘油三酯(triglycerides)，是脂类中含量最丰富的一大类，其结构如下：194CH2OHC H HOCH2OHHO COR1HO COR2HO COR3+COR1OCH2CCOR2O HO COR32甘油脂肪酸甘油三酯（R1，R2和R3可以相同，也可不全相同甚至完全不同）它是甘油中的三个羟基和三个脂肪酸分子缩合、失水后形成的酯。

脂类与生物膜

脂类与生物膜

由磷脂形成的双层脂膜的示意图
在水溶液中两性的磷脂分子为避免疏水部分接触 水分子而定向排列，形成脂双层结构。脂双层中， 磷脂分子的疏水基团在内部而亲水的头部在表面。
2.1.2膜蛋白 膜蛋白是膜功能的主要承担者，依据膜蛋白与脂双层相互
作用方式不同，分为外周蛋白和内在蛋白。
分布于膜的脂双层外表面，通过极性氨基酸残基以离子 键、氢键、范德华力等次级键与膜脂极性头部或与内嵌蛋 白的亲水部分结合。
传导作用是一种化学能转化为电能的过程，肌肉收缩是化 学能转化为机械能，光合作用是光能转化为化学能，呼吸 作用是将营养物质在氧化分解过程中释放的化学能转变成 另一种高能键化学能的结果。
1. 脂类
1.1 脂类也称脂质，是一类性质微溶或不溶于水，但能溶 于非极性有机溶剂的有机化合物，绝大多数脂类是由脂肪 酸和醇所形成的酯及其衍生物。
1.2 根据其分子组成和化学结构特点：
单纯脂类
脂类 复合脂类
甘油三酯 蜡
磷脂
糖脂
衍生脂类
1.3脂类的生物学功能
贮存脂类——重要的贮能供能物质，每克脂肪氧化时可释放 出38.9 kJ 的能量，每克糖和蛋白质氧化时释放的能量仅分别 为17.2 kJ和23.4 kJ。蜡是海洋浮游生物体内能量物质的主要 储存形式。
1.维生素A（视黄醇）
理化性质： Vit A和胡萝卜素均耐热、酸、碱； 溶于脂肪，不溶于水，一般烹调加工不易破坏 易被氧化和被紫外线破坏； 食物中含有磷脂、Vit E、Vit C和其它抗氧化物质 时，Vit A和胡萝卜素均较稳定。
作用：
（1）. 构成视觉细胞内的感光物质——视紫红质： 白天感到光刺眼，必须带墨镜；眼睛外突，
我是不是你最疼 爱的人！
2.维生素D（阳光维生素） 理化性质：

脂类

脂类

3 H2
Ni
O CH2 O C (CH2)16CH3 O CH O C (CH2)16CH3 O CH2 O C (CH2)16CH3
（5）乙酰化值
油脂中含羟基的脂肪酸可与乙酸酐或其他 酰化剂形成相应的酰。 1g乙酰化的油脂所分解出的乙酸用KOH中 和时，所需KOH的mg数。
甘油三酯的物理性质
（1）溶解度： 水不溶性，也无形成高度分散的倾向， 甘油二酯和甘油单酯含-OH，可形成高度分散态。
3.分类 按化学组成： 单纯脂：是脂肪酸和醇类所形成的酯。
复合脂：除脂肪酸和醇类外还含有其它物质。 磷脂、糖脂 衍生脂：取代烃类、固醇类、萜等。
能否被解。
脂类物质的基本构成
甘油三酯
甘 油 FA FA FA 甘 甘油磷脂 (phosphoglycerides) 油 FA FA
天然甘油酯多为混合甘油酯，形成甘油酯 的脂肪酸种类很多，可以是饱和的，也可 以是不饱和的。
含不饱和脂肪酸较多的甘油酯室温下为液 体，被称为油（oil），多见于植物体； 含饱和脂肪酸较多的甘油酯室温下为固体， 被称为脂肪（fat），后者多见于动物体。
脂肪酸与甘油形成的最简单的脂类是 甘油三酯，也称为三脂酰甘油、脂肪 O O 或中性脂肪。甘油与单个脂肪酸所形 CH2 OH CH2 O C R1 R1 C OH 成的脂称为甘油单酯（单脂酰甘油）， O O 与2 个脂肪酸形成的酯称为甘油二酯 CH OH CH O C R2 R1 C OH O O （二脂酰甘油）。
多不饱和脂酸是人体不可缺乏的营养素，不能自身合 成，需从食物摄取，故称必需脂酸。
2.脂肪酸的特点 （1）分子骨架碳原子数为偶数； （2）高等动、植物的不饱和脂肪酸，几乎都 具有顺式结构； （3）哺乳动物体内能够合成饱和、单不饱和 脂肪酸，但不能合成亚油酸和亚麻酸。 （4）饱和脂肪酸构象有多种形式。

4-脂类和生物膜

4-脂类和生物膜

• 是变化最多、最复杂的糖脂， 其头部包含一个或几个唾液酸 和糖的残基。 • 存在：是中枢神经系统神经元 质膜中具有特征性的成分，存 在于大脑灰质中；非神经组织 也有少量存在
• 功能：可能与神经传导、组织 免疫、细胞识别等有关
GM1神经节苷脂
唾液酸：N-乙酰基神 经酸
（四）固醇（甾醇）类
固醇类都是环戊烷多氢菲的衍生物。
生物的基本结构和功能单位是细胞，任何细胞外 的薄膜称为细胞的质膜。大多数细胞还有内膜。 细胞膜组成具有各种特定功能的亚细胞结构和细 胞器（细胞核、线粒体、内质网、溶酶体、高尔 基体等）。
细胞膜在电镜下表现出大体相同的形态、厚度 6~9nm左右的3片层结构。
膜的化学组成
脂类（磷脂）、蛋白质（包括酶）和糖类 水、金属离子等。 1. 膜脂：主要是磷脂、固醇和鞘脂——两性分 子。当磷脂分散于水相时，可形成脂质体。 脂质体：当磷脂分散于水相时，分子的疏水尾部倾 向于聚集在一起，避开水相而亲水头部暴露在水相， 形成具有双分子层结构的封闭囊泡。
膜的结构
• 双层脂分子构成（E. Gorter, F.Grendel, 1925) • 三明治式结构模型(H.Davson, J.F.Danielli, 1935) • 单位膜模型(J.D.Robertson, 1959) • 流动镶嵌模型(S.J.Singer, G.Nicolson, 1972)
锚定膜蛋白
内嵌蛋白
糖脂
胆固醇
卵磷脂
膜的流动镶嵌模型结构要点
1.膜结构的连续主体是极性的脂质双分子层。 2.脂质双分子层具有流动性。 4.外周蛋白与脂质双分子层的极性头部连接。 5.双分子层中的脂质分子之间或蛋白质组分与脂 质之间无共价结合。 6.膜蛋白可作横向运动。

生物化学-脂类物质

生物化学-脂类物质
第四章 脂类和生物膜
本章主要内容
一、脂类物质 1、脂类的定义 2、脂类的种类 3、脂类的生理功能 4、脂类的结构（重点）
（1） 油脂 （2） 磷脂 （3）固醇（4）鞘脂 二、生物膜 1、化学组成（重点） 2、生物膜的结构（重点） 3、生物膜的生理功能
一、 脂类的定义、种类、功能和结构
（一）定义： 多数脂质，化学本质是脂肪酸和醇所形成酯类及其
如：
磷脂的两亲性结构
磷脂分子中含有亲水性的磷酸酯基和亲脂的脂 肪酸链，是优良的两亲性分子
N+ (CH3)3 CH2 CH2 O O P OO CH2 CH CH2
OO C OC O R1 R2
极性端 非极性端
磷脂在膜的位置
磷酸甘油二脂在水溶液中主要是形成双层脂膜
3、鞘脂类
鞘脂类是植物和动物细胞膜的重要组分，在神经组织、
O
CH2O C R1
R2 C O CH O
CH2O P O X
OH
磷脂酰胆碱（卵磷脂）
磷脂酰乙醇胺（脑磷脂
磷脂酰甘油
X= CH2CH(NH2)COO-
OH OH
磷脂酰丝氨酸 磷脂酰肌醇
X=
OH
O
OH OH
CH2O C R3
X=
O P
OCH2CHCH2 O
OP
CH O OH2C
C O
R4 二磷脂酰甘油酯
脾脏、肺及血液中含量较高
结构：
CH2OH
OH
OO
OH
NH CH2 CH
O
CR
R:脂肪酸
CH CH=CH (CH2)12 CH3
OH
OH
半乳糖
神经鞘氨醇
半乳糖脑苷脂

脂类与生物膜

脂类与生物膜
与过去模型的主要差别 突出了膜的流动性 显示了膜蛋白分布的不对称性
脂类与生物膜
㈠ 膜分子结构的不对称性
1、膜脂的分布不对称，即膜脂双分子层内外两 侧的脂种类、含量不同，如人红细胞质膜： 内
❖ 膜的外层卵磷脂、鞘磷脂较多
❖ 膜的内层脑磷脂、磷脂酰丝氨酸较多
2、膜蛋白的分布不对称
如线粒体内膜中的NADH电子传递链各组分： ❖ Cyt氧化酶 、琥珀酸脱氢酶在线粒体内膜内侧 ❖ Cytc在线粒体内膜外侧
糖蛋白
3. 糖类 生物膜中的糖类大多与膜蛋白结合
糖蛋白（信息识别） 少数与膜脂结合 糖脂
脂类与生物膜
糖类在膜上的分布
非对称的，全部分布在膜的非细胞质 一侧。
质膜上的糖
脂类与生物膜
细胞内膜的糖
脂类与生物膜
三、 生物膜的分子结构模型
流体镶嵌模型 1972年美国Singer和Nicolson提出
膜脂的流动性是不均匀的,在一定温度下,有的膜 脂处于凝胶态,有的则呈液晶态,处于液晶态的各 膜脂的流动性也不完全相同.
第四章 脂类与生物膜
脂类与生物膜
脂的分类与功能
甘油三酯 单纯脂 （脂肪酸+醇） 蜡（长链脂肪酸+长链醇或固醇）
磷脂
复合脂
（含有非脂成分）
糖脂 鞘脂
脂类与生物膜
提问：脂类有哪些功能？
皮下脂肪细胞 （黄、白色）
1.能量物质
三酰甘油脂又称油脂，每克的发热值比同质量的糖、蛋白脂质肪高滴2.3 脂肪倍滴，并且不溶于水，在细胞内易于聚集，储存，故而被普遍作为
HH
H3C-(CH2)12-C C- C- C- CH2-O-半乳糖
鞘氨醇
H OH N-H
OC R1
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第二章脂类及生物膜习题
一、选择题(指出下列各题中哪个是错的)
1、关于脂肪酸的叙述
a．不饱和脂肪酸的第一个双键均位于9—10碳原子之间b．高等植物中的不饱和脂肪酸属顺式结构
c．花生四烯酸在植物中不存在
d．膜脂肪酸的过氧化作用破坏了膜的结构和功能
e．细菌中只存在单不饱和脂肪酸
2．关于甘油磷脂的叙述
a．在pH 7时卵磷脂和脑磷脂以兼性离子存在
b．用弱碱水解甘油磷脂可生成脂肪酸金属盐
c．甘油磷脂可用丙酮提取
d．将甘油磷脂置于水中，可形成微团结构
e．甘油磷脂与鞘磷脂的主要差别在于所含醇基不同3．关于油脂的化学性质
a．油脂的皂化值大时说明所含的脂肪酸分子小
b．酸值低的油脂其质量也差
c．向油脂中加入抗氧化剂是为了除去氧分子
d．油脂的乙酰化值大时，其分子中所含的羟基也多
c．氢化作用可防止油脂的酸败
4．关于固醇类的叙述
a．人体内存在的胆石是由胆固醇形成的
b．胆固醇可在人体合成也可从食物中摄取
c．在紫外线作用下，胆固醇可转变为维生素D2
d．人体不能利用豆类中的豆固醇和麦类中的麦固醇
e．羊毛脂是脂肪酸和羊毛固醇形成的酯
5．关于生物膜的特性，下列说法哪个是正确的
a．膜的功能越复杂，含蛋白质的种类及数量越多
b．组成膜的脂质分子均是双亲性分子
c．蛋白质分子在膜的脂双层中可以进行旋转、翻转、侧向移动等运动
d．胆固醇在膜相变温度以下可以增加膜的流动性，在相变温度以上则降低膜的流动性。

e．膜脂和膜蛋白分布不对称
二、判断是非(正确的写对，错误的写错)
1．在动植物组织中大部分脂肪酸以结合形式存在。

√
2．所有脂类均含有脂酰基。

3．哺乳动物体中也能合成不饱和脂肪酸。

√·
4．天然存在的甘油磷脂均为D构型。

5．鞘磷脂在pH7的溶液中以兼性离子存在。

√
6．氧自由基及羟自由基作用于脂肪酸双键时产生氢过氧化物。

√
7．甘油与脱水剂五氧化二磷作用可产生丙醛。

8．某些类固醇类化合物具有激素功能，对代谢有调节作用。

√
9．胆汁酸是固醇的衍生物，是一种重要的乳化剂。

√
10．含有三个双键的脂肪酸是人体必需脂肪酸。

11．多不饱和脂肪酸中均含有共轭双键。

12．动物体中花生四烯是由亚油酸合成的。

√
13．顺式和反式油酸均是天然存在的脂肪酸。

14．。

α—及Y—亚麻酸的三个双键位置均在Δ9碳原子以上。

15．在体温下，三软脂酰甘油为液态，三硬脂酰甘油为固态；
16．植物油中熔点最低的是玉米油，动物中是人体脂肪；√
17．油脂酸败后具有刺鼻的臭味，是因为产生了醛类和酮类物质√
18．甘油磷脂中，甘油的第二个碳原子羟基常与饱和脂肪酸结合.
19．心磷脂分子中含有两分子甘油。

20．类固醇类分子中均不含有脂肪酸。

21．构成萜类化合物的基本成分是异戊二烯分子。

√
22..细胞器膜蛋白多数分布在膜表面，糖链全部伸向膜外侧。

√
23.膜上的离子通道是由跨膜蛋白构成。

√
24.膜的流动性主要决定于蛋白质分子。

25.膜的识别功能主要决定于膜上的糖蛋白。

√
26.维持膜结构的主要作用力是疏水力。

√
27．同一细胞的质膜上各部分的流动性不同，有的处于凝胶态，有的处于液晶态。

√
三、填空题
1．带羟基的脂肪酸有—蓖麻酸—和—芥子酸—。

2．哺乳动物的必需脂肪酸是—亚油酸———和—亚麻酸—。

3．鞘磷脂分子由—鞘氨醇、脂肪酸、磷脂酰胆碱
三部分组成。

4．生物体内的糖脂主要有两类：—．甘油糖脂、鞘糖脂——。

5．含糖苷键的酰基甘油脂有—单半乳糖基二酰甘油、双半乳糖基二酰甘油
6．在叶绿体膜中主要的膜脂是—．单半乳糖基二酰甘油、双半乳糖基二酰甘油—7．植物中含三个双键的脂肪酸有—α—亚麻酸、Y—亚麻酸、桐油酸—、8．神经酰胺是由—鞘氨醇和脂肪酸—构成。

9．叶绿醇含4个异戊二烯单位属—二萜—萜化合物。

10．固醇类化合物的基本结构是—环戊烷多氢菲—。

11．膜中的脂质主要有三类，它们是—.甘油磷脂、鞘脂、固醇
四、名词解释
1．油脂；2．脂蛋白；3.酸败；4.必需脂肪酸；5.碘化价；6.胆固醇
五、计算题
1．棕榈二硬脂甘油酯的皂化值是多少?
2．250mg油脂完全皂化时需要47．5KOH，计算该油脂中甘油三酯的平均相对分子质量是多少?
参考答案
一、选择题
1． a 2． c 3． b 4． c 5. c
二、判断是非
I．对2．错3．对4．错5对6对7，错8．对9．对
10．错11．错12．对13．错14．错15．错16．对17．对18．错19．错20．错21．对22. 对23. 对24.错25. 对26. 对27. 对
三、填空题
1 蓖麻酸、芥子酸
2．亚油酸、亚麻酸
3．鞘氨醇、脂肪酸、磷脂酰胆碱
4．甘油糖脂、鞘糖脂
5．单半乳糖基二酰甘油、双半乳糖基二酰甘油
6．单半乳糖基二酰甘油、双半乳糖基二酰甘油
7．。

α—亚麻酸、Y—亚麻酸、桐油酸
8．鞘氨醇、脂肪酸
9．二萜
10．环戊烷多氢菲
11.甘油磷脂、鞘脂、固醇
四、名词解释
1．甘油三酯分子中含不饱和的脂肪酸较多时，在室温下为液态，称为油。

反之，若饱和脂肪酸较多时，则呈固态，称为脂。

因此甘油三酯又称为油脂。

2．脂蛋白主要是由蛋白质与脂类结合而成的生物高分子化合物，存在于生物膜和动物血浆中。

在脂蛋白中，蛋白质与脂类的结合，是通过脂类和蛋白质分子中的非极性(疏水)部分的相互作用而结合在一起。

因此，它们的结合是非共价的结合，用去污剂可将蛋白质和脂类分开。

组成脂蛋白的成分中，除蛋白质和脂类物质外，还含有其他一些物质，如核酸、糖类、磷酸、硫酸根等。

仅就脂类部分而言，也是比较复杂的，有糖脂、磷脂、硫脂、甘油三酯和固醇等成分。

脂蛋白不仅是构成生物膜的重要成分，还有运输功能。

如血浆脂蛋白就是一种具有运输功能的脂蛋白。

根据血浆脂蛋白的组成成分及密度大小的差别，一般分为四类：即乳糜微粒、极低密度脂蛋白、低密度脂蛋白、高密度脂蛋白。

四种脂蛋白在血液内运输不同的物质：乳糜微粒主要运输外源性脂肪；极低密度脂蛋白运输内源性脂肪；低密度脂蛋白运输胆固醇；高密度脂蛋白运输磷脂及胆固醇。

3.酸败：天然油脂暴露在空气中经相当时间后即败坏而发生臭味，这种现象称为酸败。

4.必需脂肪酸：是指对人体的功能不可缺少，但必须由膳食提供的两个多不饱和脂肪酸，亚油酸和a－亚麻酸。

5.碘化价：100克油脂吸收碘的克数。

6.胆固醇：胆固醇以游离及酯（棕榈酸、硬脂酸和油脂酸）形态存在于一切动物组织中，植物组织中无胆固醇。

其基本结构是环戊烷多氢菲。

五、计算题
1．解：皂化值是指皂化1．08甘油三酯所需的KOH的质量(mg)。

皂化1mol的甘油三酯需3mol的KOH，KOH的相对分子质量为56，棕榈二硬脂甘油酯的相对分子质量为862，则棕榈二硬脂甘油酯的皂化值m=3x56x1000/862=194.9mg
2．解：KOH的相对分子质量为56，则需要KOH的量
n=47．5x10-3/56=8.482x10-4mol
每摩尔甘油三酯的皂化需3mol的KOH，因此甘油三酯的量
n =8.482x10-4/3=2.827x10-4mol
所以甘油三酯平均相对分子质量
Mr=250x 10-3/2.827×104＝884。