1、第三章脂类（第三章脂类（LipidsLipids）研究生生物化学脂类研究生生物化学脂类Contentl生物学功能和组成生物学功能和组成l脂酰甘油类脂酰甘油类l磷脂类磷脂类l萜类和类固醇萜类和类固醇l结合脂结合脂研究生生物化学脂类研究生生物化学脂类1 1、生物学功能和组成、生物学功能和组成n构成生物膜：构成生物膜：如磷脂；如磷脂；n作为膜表面物质，与细胞识别、种特异性和组织免疫有关：作为膜表面物质，与细胞识别、种特异性和组织免疫有关：糖脂类糖脂类n机体贮能机体贮能n机体表面脂类防护和保温功能：机体表面脂类防护和保温功能：皮下缓冲、蜡质保湿防水、皮下缓冲、蜡质保湿防水、脂肪保温等。脂肪保温等。n其
2、他营养代谢及调节功能：其他营养代谢及调节功能：供给机体必需的脂肪酸和脂溶性供给机体必需的脂肪酸和脂溶性维生素（维生素（A、D、E、K）、激素类（类固醇类）、电子传递体）、激素类（类固醇类）、电子传递体（CoQ）。）。研究生生物化学脂类研究生生物化学脂类n共同特征：共同特征：低溶于而易溶于非极性溶剂的一类生物有机分子低溶于而易溶于非极性溶剂的一类生物有机分子（注：界面溶解性和容积溶解性，注：界面溶解性和容积溶解性，P80P80）n生物体内的脂质按组成可分为五类：生物体内的脂质按组成可分为五类：单纯脂：单纯脂：脂肪酸与醇所形成的酯，其中甘油三酯通称为油脂，脂肪酸与醇所形成的酯，其中甘油三酯通称为油
3、脂，而高级醇的脂肪酸酯称为蜡而高级醇的脂肪酸酯称为蜡复合酯：复合酯：除醇和脂肪酸以外，还含有其他物质，如磷脂，鞘除醇和脂肪酸以外，还含有其他物质，如磷脂，鞘磷脂等。磷脂等。衍生脂：衍生脂：萜类和类固醇及其衍生物；取代烃（上述脂质的水萜类和类固醇及其衍生物；取代烃（上述脂质的水解、氧化或取代产物）；其他脂质解、氧化或取代产物）；其他脂质研究生生物化学脂类研究生生物化学脂类 脂肪酰甘油（脂肪酰甘油（acyl glycerols)分为单脂酰、二脂酰和三分为单脂酰、二脂酰和三脂酰甘油，其中三脂酰甘油又称为甘油三酯。脂酰甘油，其中三脂酰甘油又称为甘油三酯。CH2CHOCCH2OOR1CCR3R2OOO2
4、 2、脂酰甘油类、脂酰甘油类研究生生物化学脂类研究生生物化学脂类n饱和脂肪酸：饱和脂肪酸：硬脂酸（硬脂酸（1818碳脂肪酸）、软脂酸（碳脂肪酸）、软脂酸（1616碳脂肪酸）、碳脂肪酸）、花生酸（二十碳酸）等。花生酸（二十碳酸）等。n不饱和脂肪酸：不饱和脂肪酸：油酸（油酸（1818碳一烯酸碳一烯酸99）、亚油酸（）、亚油酸（1818碳二烯酸碳二烯酸99，1212）、亚麻酸（）、亚麻酸（1818碳三烯酸碳三烯酸99，1212，1515或或6 6，9 9，1212）、花生四）、花生四烯酸（二十碳四烯酸）、二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸。烯酸（二十碳四烯酸）、二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸。n必需脂肪酸：
5、必需脂肪酸：哺乳动物正常生长所需的，其体内又不能合成的脂哺乳动物正常生长所需的，其体内又不能合成的脂肪酸，如：肪酸，如：亚油酸亚油酸(18:2(18:2 9,129,12)，a-a-亚麻酸亚麻酸(18:3(18:3 9,12,159,12,15),r-),r-亚亚麻酸麻酸(18:3(18:3 6,9,126,9,12)。功能：合成动物的激素，如前列腺素。功能：合成动物的激素，如前列腺素（1 1）Fatty acidFatty acid研究生生物化学脂类研究生生物化学脂类附：高等动植物脂肪酸的共性附：高等动植物脂肪酸的共性n脂肪酸链长多为脂肪酸链长多为14-2014-20个碳原子，都是偶数。个碳
6、原子，都是偶数。n最常见的脂肪酸是软脂酸最常见的脂肪酸是软脂酸 C C1616、硬脂酸、硬脂酸 C C1818，以及油酸，以及油酸1818：1(9)1(9)；n高等植物和低温生活的动物中，不饱和脂肪酸含量高于饱和脂高等植物和低温生活的动物中，不饱和脂肪酸含量高于饱和脂肪酸。肪酸。n不饱和脂肪酸的熔点比同等链长的饱和脂肪酸的低？不饱和脂肪酸的熔点比同等链长的饱和脂肪酸的低？n单不饱和脂肪酸的双键位置一般在单不饱和脂肪酸的双键位置一般在 C9-10 C9-10 C C之间，多不饱和脂之间，多不饱和脂肪酸的双键分别位于肪酸的双键分别位于 C9-10C9-10 和和 C12-13C12-13；n不饱和
7、脂肪酸，几乎都是不饱和脂肪酸，几乎都是顺式顺式的几何构型，少数的几何构型，少数反式反式。研究生生物化学脂类研究生生物化学脂类（2 2）GlycerolGlyceroll可与水或乙醇以任何比例互溶，可与水或乙醇以任何比例互溶，但不溶于乙醚、氯仿及苯。但不溶于乙醚、氯仿及苯。l可作为化工溶剂或热介，具有可作为化工溶剂或热介，具有良好的持水能力，广泛地应用良好的持水能力，广泛地应用于化妆品和医药工业；于化妆品和医药工业；研究生生物化学脂类研究生生物化学脂类(3)(3)甘油脂及其性质甘油脂及其性质l溶解度：溶解度：去污剂和表面活性剂去污剂和表面活性剂l熔点熔点:油和脂的区别油和脂的区别l光学活性：光学
8、活性：l皂化和皂化值：皂化和皂化值：l酸败和酸值：酸败和酸值：l氢化：氢化：l氯化：氯化：l乙酰化值乙酰化值：测定羟基：测定羟基研究生生物化学脂类研究生生物化学脂类附：脂质过氧化作用附：脂质过氧化作用lRadical&Reactive OxygenRadical&Reactive Oxygen：自由基又称游离基自由基又称游离基，指含，指含有奇数价电子的原子或原子团，具有顺磁性、反应性强和有奇数价电子的原子或原子团，具有顺磁性、反应性强和寿命短的特点。寿命短的特点。含氧自由基的一类高反应活性分子，含氧自由基的一类高反应活性分子，如：如：O O2 2/H/H2 2O O2 2/OH/OH/1 1O
9、 O2 2（单线态氧）（单线态氧）l产生自由基的途径：产生自由基的途径：辐射诱导、热诱导、单电子氧化还原辐射诱导、热诱导、单电子氧化还原（Fenton reaction:Fenton reaction:H H2 2O O2 2+Fe+Fe2+2+=OH OH）l脂质过氧化作用对机体的损害：脂质过氧化作用对机体的损害：导致蛋白质分子聚合，进导致蛋白质分子聚合，进而引发：损害生物膜，动脉粥样硬化；与酶、金属离子共而引发：损害生物膜，动脉粥样硬化；与酶、金属离子共同作用导致黑色素沉积（老年斑），影响同作用导致黑色素沉积（老年斑），影响RNARNA代谢，导致代谢，导致细胞凋亡。细胞凋亡。研究生生物化学
10、脂类研究生生物化学脂类附：抗氧化剂的保护作用附：抗氧化剂的保护作用lAntioxidant&Free Antioxidant&Free RacicalRacical Scavenger Scavenger：具有还原性而具有还原性而能够抑制靶分子自动氧化（抑制自由基链式反应）的物质；能够抑制靶分子自动氧化（抑制自由基链式反应）的物质；直接还原自由基生成非自由基的抗氧化剂。直接还原自由基生成非自由基的抗氧化剂。l典型抗氧化剂：典型抗氧化剂：SuperoxidaeSuperoxidae dismutasedismutase(SOD)(SOD)CatalaseCatalase(过氧化氢酶过氧化氢酶)：
11、谷胱甘肽过氧化物酶谷胱甘肽过氧化物酶 (glutathione(glutathione peroxidaseperoxidase)Vitamin EVitamin E：生育酚，与：生育酚，与VCVC协同作用，可循环作用。协同作用，可循环作用。研究生生物化学脂类研究生生物化学脂类n磷脂：磷脂：分子中含磷酸的复分子中含磷酸的复合脂，可根据所含醇的不合脂，可根据所含醇的不同，分为同，分为甘油磷脂类甘油磷脂类和和鞘鞘氨醇磷脂类氨醇磷脂类n所含醇的种类：所含醇的种类：甘油和鞘甘油和鞘氨醇氨醇(sphingosine)(sphingosine)n鞘氨醇：鞘氨醇：见见P60P60，2-2-氨氨-4-4-十八
12、碳烯十八碳烯-1-1，3-3-二醇二醇3 3、磷、磷 脂脂 类类研究生生物化学脂类研究生生物化学脂类l电荷和极性：电荷和极性：呈兼性离子形式，净电荷各不相同；呈兼性离子形式，净电荷各不相同；l水解作用：水解作用：弱碱或强碱可致其不同程度水解；弱碱或强碱可致其不同程度水解；l氧化作用：氧化作用：含的不饱和脂肪酸易被氧化成过氧化物聚合体；含的不饱和脂肪酸易被氧化成过氧化物聚合体；l磷脂分子中含有亲水性的磷酸酯基和亲脂性的脂肪酸链，是磷脂分子中含有亲水性的磷酸酯基和亲脂性的脂肪酸链，是优良的两亲性分子。优良的两亲性分子。磷酸甘油二脂在水溶液中主要是形成双层脂膜，这种性质使磷酸甘油二脂在水溶液中主要是
13、形成双层脂膜，这种性质使它具有形成生物膜（双层脂膜）的特性。它具有形成生物膜（双层脂膜）的特性。研究生生物化学脂类研究生生物化学脂类(1)(1)甘油磷脂甘油磷脂(Glycerophospholipid)(Glycerophospholipid)磷酸甘油二脂磷酸甘油二脂甘甘油中第油中第1 1，2 2位碳原子与脂位碳原子与脂肪酸酯基（肪酸酯基（主要是软脂酸主要是软脂酸和和18C18C油酸油酸）相连，第）相连，第3 3位位碳原子则与磷酸酯基相连。碳原子则与磷酸酯基相连。极性端极性端非极性端非极性端研究生生物化学脂类研究生生物化学脂类C CH H2 2O OC CC CH HC CH H2 2O OO
14、 OC CR R1 1R R2 2O OO OP P O OO OH HO OX X附：磷脂的结构类型附：磷脂的结构类型O OH H2 2C CC CH HC CH H2 2O OO OC CO OC CR R3 3R R4 4O O P PO OO O-O OP PO O-O OC CH H2 2C CH HC CH H2 2O OO OH HX X=H HX X=C CH H2 2C CH H2 2N N(C CH H3 3)2 2X X=C CH H2 2C CH H2 2N NH H2 2X X=C CH H2 2C CH H(O OH H)C CH HO OH HX X=C CH H
15、2 2C CH H(N NH H2 2)C CO OO O-X X=X X=OH OHOHOH OH磷脂酸磷脂酰胆碱（卵磷脂）磷脂酰乙醇胺磷脂酰甘油磷脂酰丝氨酸磷脂酰肌醇二磷脂酰甘油脂研究生生物化学脂类研究生生物化学脂类(2)(2)鞘磷脂鞘磷脂(Sphingomyelin)(Sphingomyelin)l由鞘氨醇、脂肪酸和磷酰胆碱组成：由鞘氨醇、脂肪酸和磷酰胆碱组成：长的不饱和长的不饱和氨基醇氨基醇(不是甘油不是甘油)以以酰胺键酰胺键连接脂肪酸，其羟基连接脂肪酸，其羟基以以酯键酯键与与磷酸胆碱磷酸胆碱相连。相连。l典型种类：典型种类：鞘氨醇鞘氨醇(sphingosine)(sphingosin
16、e)神经酰胺神经酰胺(ceramide)(ceramide)鞘磷脂鞘磷脂(sphingolipids)(sphingolipids)研究生生物化学脂类研究生生物化学脂类附附2 2：糖脂：糖脂(Glycolipids)(Glycolipids)n单糖残基与脂类以糖苷键相连所形成的化合物。单糖残基与脂类以糖苷键相连所形成的化合物。n糖脂也是构成双层脂膜的结构物质，主要分布在细胞膜外糖脂也是构成双层脂膜的结构物质，主要分布在细胞膜外侧的单分子层中。动物细胞膜所含的糖脂主要是脑苷脂。侧的单分子层中。动物细胞膜所含的糖脂主要是脑苷脂。CH2CHNHCHCH=CHOH(CH2)12CH3神经鞘氨醇OOHC
17、H2OHOOHOHR:脂肪酸COR半乳糖半乳糖研究生生物化学脂类研究生生物化学脂类4 4、Terpene&SteroidTerpene&SteroidTerpene:Terpene:聚异戊二烯，构成番茄红素、胡萝卜素、聚异戊二烯，构成番茄红素、胡萝卜素、VAVA、紫菌素；使植物散发出香味；保护植物免受高温损伤。紫菌素；使植物散发出香味；保护植物免受高温损伤。Steroid:Steroid:又称为甾类，以环戊烷多氢菲为结构基础。又称为甾类，以环戊烷多氢菲为结构基础。存在形式有：存在形式有：胆固醇（胆固醇（cholesterolcholesterol）、胆汁酸（）、胆汁酸（bile bile ac
18、idacid）。）。存在于动物存在于动物（脑、肝、肾和蛋黄中脑、肝、肾和蛋黄中）和酵母内，）和酵母内，参与膜组成，与人类动脉硬化有关。参与膜组成，与人类动脉硬化有关。研究生生物化学脂类研究生生物化学脂类附：附：CholesterolCholesterolHOCHCH2CH2CH2CHCH3CH3CH3l是脊椎动物细胞的重要成分，以中性脂的形式分布在双层脂膜内，是脊椎动物细胞的重要成分，以中性脂的形式分布在双层脂膜内，对生物膜中脂类的物理状态有一定的调节作用，有利于保持膜的流对生物膜中脂类的物理状态有一定的调节作用，有利于保持膜的流动性和降低相变温度（动性和降低相变温度（液晶态液晶态）。）。l与
19、膜的透性、与膜的透性、神经髓鞘的绝缘物质及动物细胞对某种毒素的保护神经髓鞘的绝缘物质及动物细胞对某种毒素的保护作用有关。作用有关。研究生生物化学脂类研究生生物化学脂类5 5、结合脂、结合脂Lipoproteinsn脂与蛋白组成的复合物。脂与蛋白组成的复合物。n主要类型：主要类型：n核蛋白类：核蛋白类：如凝血酶致活酶，脂占如凝血酶致活酶，脂占50%50%，核酸占，核酸占18%18%；n磷蛋白类：磷蛋白类：如卵黄中的脂磷蛋白，脂占如卵黄中的脂磷蛋白，脂占18%18%n单纯蛋白类：单纯蛋白类：如：血浆脂蛋白，如：血浆脂蛋白，脑蛋白脂脑蛋白脂n如：血浆脂蛋白，临床医学可按五个密度范围分级，可如：血浆脂
20、蛋白，临床医学可按五个密度范围分级，可用于化验和诊断；用于化验和诊断；见见 P117P117研究生生物化学脂类研究生生物化学脂类附：脂质的分离与分析方法附：脂质的分离与分析方法l提取与分离：提取与分离：以非极性溶剂（乙醚、氯仿、苯）以非极性溶剂（乙醚、氯仿、苯）提取（酯、蜡和色素类），用极性有机溶（乙醛提取（酯、蜡和色素类），用极性有机溶（乙醛或甲醇）剂提取膜脂类（磷脂、糖脂和固醇类）或甲醇）剂提取膜脂类（磷脂、糖脂和固醇类）.l分离：分离：制备色谱，如：制备色谱，如：硅胶吸附层析硅胶吸附层析，以氯仿，以氯仿（非极性脂）、丙酮（不荷电极性脂）、甲醇（非极性脂）、丙酮（不荷电极性脂）、甲醇/乙乙醇（荷电极性脂）分级洗脱醇（荷电极性脂）分级洗脱l分析测定：分析测定：GLCGLC、MSMS、IRIR、UVUV、et al.et al.研究生生物化学脂类研究生生物化学脂类
