2第二章 脂类
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第二章脂类化学一、填充题1.脂类是由醇和脂肪酸等所组成的酯类及其衍生物。
2.脂类化合物具有以下三个特征溶于脂溶剂、为酯类及其衍生物、能被生物体利用。
3.固醇类化合物的核心结构是环戊烷多氢菲。
4.磷脂酰胆碱(卵磷脂)分子中磷酰胆碱为亲水端,脂肪酸碳氢链为疏水端。
5.磷脂酰胆碱(卵磷脂)是由甘油、脂肪酸、磷酸和胆碱组成。
6.哺乳动物的必需脂肪酸是亚油酸和亚麻酸。
7.鞘磷脂分子由鞘氨醇、脂肪酸和磷脂酰胆碱三部分组成。
8. 叶绿醇含4个异戊二烯单位属二萜化合物。
9. 植物中含三个双键的脂肪酸有α-亚麻酸、γ-亚麻酸及桐油酸。
二、是非题1.自然界中常见的不饱和脂酸多具有反式结构。
×2.磷脂是中性脂。
×3.天然存在的磷脂是L-构型。
√4.植物油和动物脂都是脂肪。
√5.脂肪的皂化价高表示含低相对分子质量的脂酸少。
×6.胆固醇为环状一元醇,不能皂化。
√7.脂肪和胆固醇都属脂类化合物,它们的分子中都含有脂肪酸。
×8.磷脂和糖脂都属于两亲化合物。
√9.胆固醇分子中无双键,属于饱和固醇。
×10.所有脂类均含有脂酰基。
×11. 哺乳动物体中也能合成不饱和脂肪酸。
√12. 某些类固醇类化合物具有激素功能,对代谢有调节作用。
√13. 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。
√14. 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。
×15. 构成萜类化合物的基本成分是异戊二烯分子。
√三、选择题1.下列有关甘油三酯的叙述,哪一个不正确?(B )(A)甘油三酯是由一分子甘油与三分子脂酸所组成的酯(B)任何一个甘油三酯分子总是包含三个相同的脂酰基(C)在室温下,甘油三酯可以是固体,也可以是液体(D)甘油三酯可以制造肥皂2.脂肪的碱水解称为( C )(A)酯化(B)还原(C)皂化(D)水解3.卵磷脂含有的成分为(B )(A)脂酸,甘油,磷酸,乙醇胺(B)脂酸,磷酸,胆碱,甘油(C)磷酸,脂酸,丝氨酸,甘油(D)脂酸,磷酸,胆碱4.下列哪个是饱和脂酸?( D )(A)油酸(B)亚油酸(C)花生四烯酸(D)棕榈酸5、关于脂肪酸的叙述,错误的是( A )(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6.关于甘油磷脂的叙述,错误的是( C )(A)在pH7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(E)甘油磷脂与鞘磷脂的主要差别在于所含醇基不同7.关于油脂的化学性质,错误的是( B )(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,其分子巾所含的羟基也多(E)氢化作用可防止油脂的酸败四、名词解释:1.酸值2.碘值3.乙酰值4.皂化值5.脂质五、计算题:1.已知一软脂酰二硬脂酰甘油的相对分子质量为862,计算其皂化价。
第二章脂类Lipids一、脂类的概念不溶于水而能被乙醚、氯仿、苯等非极性有机溶剂抽提出的化合物,统称脂类。
脂类包括油脂(甘油三脂)和类脂(磷脂、蜡、萜类、甾类)。
二、分类(1)单纯脂:脂肪酸与醇类形成的酯,甘油酯、鞘脂、蜡(2)复合脂:甘油磷脂、鞘磷脂。
(3)萜类和甾类及其衍生物:不含脂肪酸,都是异戊二烯的衍生物。
(4)衍生脂:上述脂类的水解产物,包括脂肪酸及其衍生物、甘油、鞘氨醇等。
(5)结合脂类:糖脂、脂蛋白三、脂类的生物学功能脂类的生物学功能也多种多样:①生物膜的结构组分(甘油磷脂和鞘磷脂,胆固醇、糖脂);②能量贮存形式(动物、油料种子的甘油三酯);③激素、维生素和色素的前体(萜类、固醇类);④生长因子;⑤抗氧化剂;⑥化学信号(如);⑦参与信号识别和免疫(糖脂);⑧动物的脂肪组织有保温,防机械压力等保护功能,植物的蜡质可以防止水分的蒸发。
第一节脂肪酸及其衍生物一、脂肪酸绝大多数的脂肪酸含有偶数个碳原子,形成长而不分支的链(也有分支的或含环的脂肪酸)。
不饱和脂肪酸有顺式和反式两种异物体。
但生物体内大多数是顺式结构。
不饱和脂肪酸中,反式双键会造成脂肪酸链弯曲,分子间没有饱和脂肪酸链那样结合紧密。
因此,不饱和脂肪酸的熔点低。
脂肪酸(主要是豆蔻酸与棕榈酸)可以与蛋白质共价相连,形成脂酰蛋白(acyloted protein),脂酰基团能促进膜蛋白与疏水环境间的相互作用。
1、结构特点:(1)天然脂肪酸通常偶数碳原子,一般12-22个碳。
(2)脂肪酸有饱和、单不饱和和多不饱和。
不饱和双键一个处于C9-C10之间,且为顺式(cis),为反式必须加t(trans)。
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。
但是,哺乳动物不能合成多不饱和脂肪酸(如亚油酸和亚麻酸),称为必需脂肪酸。
亚油酸和亚麻酸必须从植物中获取。
花生四烯酸可由亚油酸在体内合成。
亚油酸: 第一个双键离甲基末端6个碳,为ω-6系列。
γ-亚麻酸:第一个双键离甲基末端3个碳,为ω-3系列。
3、皂化值(评估油的质量)完全皂化1克油脂所需KOH的毫克数,称皂化值(价),用来评估油脂的质量,即三酰甘油(TG)的平均相对分子质量。
TG平均Mr=﹙3×56×1000﹚/皂化值4、酸值(酸败程度)中和1克油脂中的游离脂肪酸所消耗的KOH毫克数。
5、碘值(不饱和键的多少)指100克油脂卤化时所能吸收碘的克数。
6、乙酰值(羟化程度)指中和从1g乙酰化产物中释放的乙酸所需的KOH的mg数。
二、类二十烷酸也称类花生酸(eicosanoid),包括前列腺素类(prostaglandin),凝血恶烷类(thromboxane)和白细胞三烯类(leucotriene)是一大类由许多哺乳动物组织产生的激素类的物质。
它们只在产生的器官中起作用,所以称为自泌调控分子,而不是激素。
大多数的类二十烷酸是花生四烯酸的衍生物。
花生四烯酸也称5,8,11,14-二十碳四烯酸(eicosatetraenoio acid),是由亚油酸合成后加上一个二碳单位、引入两个双键。
1、前列腺素类前列腺素类是花生四烯的衍生物。
前列腺素类有一个环戊烷结构,C11、C15位点各有一个-OH。
PGE在C9位上有一个C=O(carbonyl group),PGF在C9上有一个-OH。
角注数学表明分子中双键的数目,PG2类前列腺素是人类中最重要的前列腺素。
前列腺素参与许多生理过程的调节控制,促进炎症反应,参与生殖过程(如排卵、受孕和分娩时子宫的收缩),参与消化。
2、凝血恶烷类(thromboxanes)凝血恶烷类也是花生四烯酸的衍生物。
与其他类二十烷酸不同的是凝血恶烷类有环醚的结构。
凝血恶烷A2(TxA2)是该类化合物中最重要的一种,它主要由血小板产生,促进血小板凝聚和平滑肌收缩。
3、白细胞三烯(leucotriene,LT)是花生四烯酸的羟基脂肪酸衍生物。
最初是在白细胞中发现的,并且有三烯结构,故名白细胞三烯。
LTC4、LTD4和LTE4是过敏性反应的慢反应物质的组分,在炎症反应起积极作用,促进白细胞趋向破坏组织。
第二节脂酰甘油因为不带电荷,有时也称中性脂(neutral fats)结构:(一)甘油的sn命名(1)甘油结构用Fisher投影式表示,C2的-OH写在左边。
(2)三个碳原子顺序编号1.2.3(立体专一编号)用sn写在化合物名称前面(二)甘油磷脂一般性质:(1)纯品为白色蜡状固体,溶于大多数含水非极性溶剂,难溶于无水丙酮。
(2)属于两亲物质,可成膜。
P81 图2-1画出脂质几种常见结构单分子层、双分子层、微团、微囊。
(3)被磷脂酶专一水解。
磷脂酶A1,A2,C,D作用甘油磷脂不同位置(P105),如磷脂酶A1,A2,分别专一除去sn-1位和sn-2位上的脂肪酸。
简单三脂酰甘油混合三脂酰甘油第三节磷脂磷脂是重要的两亲物质,它们是生物膜的重要组分、乳化剂和表面活性剂(表面活性剂是能降低液体,通常是水的,表面张力,沿水表面扩散的物质)。
磷脂有两类:甘油磷脂和鞘氨醇磷脂。
甘油磷脂由甘油、脂肪酸、磷酸和一分子氨基醇(如胆碱、乙醇胺、丝氨酸或肌醇)组成。
鞘氨醇磷脂只是以鞘氨醇代替了甘油。
一、甘油磷脂天然存在的甘油磷脂都是L—构型。
1、结构与分类(1)磷脂酰胆碱(卵磷脂)(PC)HO—CH2CH2N+(CH3)3(胆碱)1,2-二酰基-sn-甘油-3-磷酰胆碱,又称卵磷脂,3-sn-磷脂酰胆碱,为细胞膜中最丰富的脂质。
头基胆碱,代谢中一种甲基供体,可归为B族维生素。
卵磷脂和胆碱可防止脂肪肝,一般从大豆油和蛋黄中提取。
植物:大豆等,动物:脑、精液、肾上腺、红细胞,蛋卵黄(8-10%)。
作用:控制肝脂代谢,防止脂肪肝的形成。
(2)磷脂酰乙醇胺(脑磷脂)(PE)HO—CH2CH2—N+H3(乙醇胺)参与血液凝结。
又称脑磷脂,头基为乙醇胺,又称胆胺。
为细胞膜中另一种最丰富的脂质。
(3)磷脂酰丝氨酸(PS)头基丝氨酸。
分子净电荷-1,(PC、PE均为0)。
可引起损伤表面凝血酶活化。
PC,PE,PS 之间在体内可互相转化。
(4)磷脂酰肌醇(PI)PIP2磷脂酰肌醇-4,5-双磷酸,可将许多细胞外信号转化为细胞内信号。
(5)磷脂酰甘油(PG)头基为甘油,且常与Lys相连。
在细菌细胞膜中常见。
(6)双磷脂酰甘油(心磷脂)2、甘油磷脂的性质①极性:极性头、非极性尾②带电性(可用于分离纯化)第四节鞘脂类鞘脂类也是动植物生物膜的重要组分。
鞘脂类含有一个长的氨基醇。
一、鞘氨醇神经酰胺的1位伯羟基被磷酰胆碱等酯化,结构见P108。
二、神经酰胺鞘脂类的核心结构是神经酰胺(ceramide),由鞘氨醇氨基以酰胺键与长链(18—26C)脂肪酸的羟基相连。
在鞘磷脂中,神经酰胺1位的-OH被磷酸胆碱(phosphorylcholine)或磷酸乙醇胺(phosphorylethanolamine)的磷酸基因酯化。
除了动物细胞膜外,鞘磷脂在神经细胞的髓鞘中含量最丰富。
脂肪酸通过酰胺键与鞘氨醇的-NH2相连,结构上与二酰甘油相似,见P108。
第五节结合脂类1、糖脂的生物学功能糖脂的功能还不十分清楚,有些动物细胞膜上的糖脂分子能与细菌毒素以及细菌细胞结合,起受体的作用。
(1)细胞结构的刚性(2)抗原的化学标记血型抗原人的A、B、O血型差异在于糖链末端残基。
现在临床上正研究用酶促降解B—抗原或A抗原的末端残基Gal或GalNAc,从而增加O—抗原的血液来源。
(3)细胞分化阶段可鉴定的化学标记可能与糖链的长短有关(4)调节细胞的正常生长与正常细胞转化成肿癌细胞有关。
肿癌Cell的神经节苷脂糖链比正常Cell的短。
(5)授予细胞与其它生物活性物质的反应性倾向。
二、脂蛋白lipoprotein血浆脂蛋白根据密度来分类:重要(1)乳糜微粒,密度非常低,运输甘油三酯和胆固醇脂,从小肠到组织肌肉和adipose组织。
(2)极低密度脂蛋白VLDL(0.95-1.006g/cm3),在肝脏中生成,将脂类运输到组织中,当VLDL被运输到全身组织时,被分解为三酰甘油、脱辅基蛋白和磷脂,最后,VLDL被转变为低密度脂蛋白。
(3)低密度脂蛋白(LDL,1.006-1.063g/cm3),把胆固醇运输到组织,经过一系列复杂的过程,LDL与LDL受体结合并被细胞吞食。
(4)高密度脂蛋白(HDL,1.063-1.210g/cm3),也是在肝脏中生成,可能负责清除细胞膜上过量的胆固醇。
当血浆中的卵磷脂:胆固醇酰基转移酶(Lecithin cholesterolacyltransferase, LCAT)将卵磷脂上的脂肪酸残基转移到胆固醇上生成胆固醇脂时,HDL将这些胆固醇脂动输到肝。
肝脏将过量的胆固醇转化为胆汁酸。
三、固醇衍生物填空双向选择)1、胆汁酸多数脊椎动物的胆酸,能以肽键与Gly或牛磺酸结合。
胆酸与脂肪酸或其他脂类结合(胆固醇,胡萝卜素)成盐,乳化肠腔内油脂,增加脂肪酶作用位点,便于油脂消化吸收。
2、类固醇激素(1)肾上腺皮质激素(7种)(2)性激素雄性激素:睾丸酮雌性激素:雌二醇、、黄体酮。