《脂质与生物膜》PPT课件.ppt

第十一章第十一章 脂质脂质2脂质脂质(Lipid)：一类低溶于水而溶于非极性一类低溶于水而溶于非极性 溶剂的有机分子溶剂的有机分子 大多数脂质是脂肪酸酯及其衍生物大多数脂质是脂肪酸酯及其衍生物 脂肪酸：脂肪酸：四四碳以上的长链一元羧酸碳以上的长链一元羧酸 醇：甘油、鞘氨醇、高级一元醇和固醇醇：甘油、鞘氨醇、高级一元醇和固醇一一 引言引言(一一)定义定义3（二）分类（二）分类1 1、单纯脂质：、单纯脂质：甘油酯：脂肪酸的甘油酯甘油酯：脂肪酸的甘油酯 蜡：长链脂肪酸和长链醇或固醇组成蜡：长链脂肪酸和长链醇或固醇组成2 2、复合脂、复合脂 按照化学组成分类按照化学组成分类复复合合脂脂糖脂糖脂鞘氨醇磷脂：鞘磷脂等鞘氨醇磷脂：鞘磷脂等鞘糖脂：脑苷脂，神经节苷脂等鞘糖脂：脑苷脂，神经节苷脂等甘油糖脂甘油糖脂磷脂磷脂鞘鞘脂脂类类甘油磷脂：磷脂酸、磷脂酰胆碱等甘油磷脂：磷脂酸、磷脂酰胆碱等4（二）分类（二）分类3 3、衍生脂质：、衍生脂质：由单纯脂质或复合脂衍生而来由单纯脂质或复合脂衍生而来 脂肪酸；固醇类（胆酸、性激素、肾上脂肪酸；固醇类（胆酸、性激素、肾上 腺皮质激素）；萜类，如天然色素（胡腺皮质激素）；萜类，如天然色素（胡 萝卜素）和其他脂质，如维生素萝卜素）和其他脂质，如维生素A、D、E，前列腺素，脂蛋白，前列腺素，脂蛋白5（三）生物学作用（三）生物学作用 1、贮存能量：、贮存能量：负责能储的脂质称为贮存脂质负责能储的脂质称为贮存脂质 三酰甘油三酰甘油:1克油脂克油脂 37kJ能量能量 1克糖克糖 17kJ能量能量 2、作为生物膜的骨架成分、作为生物膜的骨架成分 屏障作用，使膜两侧的亲水物质不屏障作用，使膜两侧的亲水物质不 能自由通过，这部分脂质也称能自由通过，这部分脂质也称结构脂质结构脂质 3、具有专一和重要的生物活性、具有专一和重要的生物活性 含量少，具有重要的生物活性，称含量少，具有重要的生物活性，称 活性脂质：活性脂质：如类固醇激素；维生素类；如类固醇激素；维生素类；萜类化合物；前列腺素（萜类化合物；前列腺素（PG）等）等 6二、脂肪酸二、脂肪酸(一一)结构特点结构特点1.碳链：碳链：4-36个个C，偶数，偶数2.饱饱和与不和与不饱饱和两种形式和两种形式 饱和脂肪酸饱和脂肪酸：动物脂肪酸中饱和脂肪酸为多：动物脂肪酸中饱和脂肪酸为多不饱和脂肪酸不饱和脂肪酸单不饱和脂肪酸单不饱和脂肪酸：双键在：双键在C9-C10间间(9)，顺顺 式式(cis)，个别为，个别为trans多不饱和脂肪酸多不饱和脂肪酸：以：以9为中心，双键位于为中心，双键位于9 和末位和末位C之间之间，往往，往往不共轭不共轭 如：如：-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-CH2-7 通俗名通俗名 系统名系统名 简写符号简写符号 硬脂酸硬脂酸 n-十八酸十八酸 18:0 油酸油酸 十八碳十八碳-9-烯酸烯酸 18:19 亚油酸亚油酸 十八碳十八碳-9,12-二烯酸二烯酸 18:29,12 -亚麻酸亚麻酸 十八碳十八碳-9,12,15-三烯酸三烯酸 18:39,12,15 -亚麻酸亚麻酸 十八碳十八碳-6,9,12-三烯酸三烯酸 18:36,9,12 EPA 二十碳二十碳-5,8,11,14,17-五烯酸五烯酸 20:55,8,11,14,17 DHA 二十二碳二十二碳-4,7,10,13,16,19-六烯酸六烯酸 22:64,7,10,13,16,19 反油酸反油酸 十八碳十八碳-9-烯酸（反）烯酸（反）18:19(t)不饱和脂肪酸的表示方法：不饱和脂肪酸的表示方法：碳碳数数和和双双键键数数之之间间用用冒冒号号隔隔开开，双双键键位位置置用用右标数字表示，若双键为反式右标数字表示，若双键为反式trans，以，以t为符号为符号8棕榈酸棕榈酸硬脂酸硬脂酸油酸油酸亚油酸亚油酸亚麻酸亚麻酸花生四烯酸花生四烯酸9(二二)多不饱和脂肪酸多不饱和脂肪酸1、必需多不饱和脂肪酸、必需多不饱和脂肪酸(PUFA)指人体需要而自身不能合成的指人体需要而自身不能合成的脂肪酸脂肪酸 长链脂肪酸中长链脂肪酸中9以后的双键人体不能合成以后的双键人体不能合成 主要有两种：亚油酸和亚麻酸主要有两种：亚油酸和亚麻酸 亚油酸和亚麻酸必须从膳食中摄取亚油酸和亚麻酸必须从膳食中摄取亚油酸亚油酸-亚麻酸亚麻酸-6家族家族-3家族家族-x:最后一个双键位于距末端最后一个双键位于距末端CH3第第x个个C上上10食物食物亚油酸亚油酸 -亚麻酸亚麻酸 花生四烯酸花生四烯酸 类二十烷类二十烷 花生四烯酸：维持细胞膜的结构和功能花生四烯酸：维持细胞膜的结构和功能 类二十烷化合物：众多生理活性物质类二十烷化合物：众多生理活性物质 由亚油酸产生的所有由亚油酸产生的所有PUFAPUFA均为必需脂肪酸均为必需脂肪酸 哺乳动物从食物中获取哺乳动物从食物中获取-亚麻酸，在体内能合亚麻酸，在体内能合成成-3系列中的系列中的20C和和22C成员，包括二十碳五烯酸成员，包括二十碳五烯酸EPA和二十二碳六烯酸和二十二碳六烯酸DHA-3PUFA-6PUFA-3PUFA：使甘油三酯下降，降低胆固醇能力不高使甘油三酯下降，降低胆固醇能力不高-6PUFA：使血清胆固醇水平下降，降低甘油三酯使血清胆固醇水平下降，降低甘油三酯 能力一般能力一般11-6和和-3多不饱和脂肪酸的来源多不饱和脂肪酸的来源 亚油酸亚油酸 植物油（葵花籽、大豆、棉籽、植物油（葵花籽、大豆、棉籽、玉米胚、芝麻、花生、油菜籽）玉米胚、芝麻、花生、油菜籽）-亚麻酸和花生四烯酸亚麻酸和花生四烯酸 肉类，玉米胚油等肉类，玉米胚油等(或由亚油酸合成或由亚油酸合成)-6-3-亚麻酸亚麻酸 油脂（芝麻、胡桃、大豆、小麦胚、油脂（芝麻、胡桃、大豆、小麦胚、油菜籽）油菜籽）种子，坚果（芝麻、大豆、胡桃）种子，坚果（芝麻、大豆、胡桃）EPA和和DHA 人乳人乳 海洋动物：鱼、贝类，甲壳类等海洋动物：鱼、贝类，甲壳类等 (或由或由-亚麻酸合成亚麻酸合成)12(二二)多不饱和脂肪酸多不饱和脂肪酸2 2、类二十碳烷、类二十碳烷 也称类二十烷酸，是也称类二十烷酸，是一类含有一类含有2020个个C C、双键、双键数数 3 3的的PUFAPUFA的俗称的俗称 生理活性极高，生理活性极高，能在很低浓度能在很低浓度(nmol/Lnmol/Lpmol/Lpmol/L)很短时间内使生物体有很高响应，所很短时间内使生物体有很高响应，所以也叫局部激素以也叫局部激素 这类这类PUFAPUFA中，包含几类信号分子：中，包含几类信号分子：前列腺素、凝血噁烷和白三烯前列腺素、凝血噁烷和白三烯13(二二)多不饱和脂肪酸多不饱和脂肪酸1 1）前列腺素（）前列腺素（prostaglandinprostaglandin，PGPG）一类具有类似化学结构的二十碳烷的总称一类具有类似化学结构的二十碳烷的总称 源自前列腺，所以叫作源自前列腺，所以叫作PGPG分为分为7类：类：A、B、D、E、F、G（H）、）、I14 同同一一种种PGPG对对不不同同细细胞胞有有不不同同作作用用。在在同同一一种种组组织织中中，不不同同PGPG也也有有不不同同影影响响，它它的的化化学学结结构构的的微微小小变变化化会会导导致致生生理理效效应应的的很很大大差别差别 PGPG对对全全身身系系统统均均有有作作用用，且且有调节其它激素的作用的功能有调节其它激素的作用的功能15(二二)多不饱和脂肪酸多不饱和脂肪酸2 2）凝血噁烷（）凝血噁烷（thromboxanethromboxane，TXTX）合成和代谢性质与合成和代谢性质与PGPG相似相似 区别：区别：氧原子参与成环氧原子参与成环 功能：功能：引起动脉收缩，诱引起动脉收缩，诱 发血小板聚集，促发血小板聚集，促 进血凝和血栓形成进血凝和血栓形成 16(二二)多不饱和脂肪酸多不饱和脂肪酸3 3）.白三烯白三烯 (leukotriene(leukotriene，LT)LT)功能：功能：促进炎症和过敏反应，引发哮喘的作用比促进炎症和过敏反应，引发哮喘的作用比 组胺大组胺大1000倍倍 17(二二)多不饱和脂肪酸多不饱和脂肪酸抑制剂抑制剂：阿司匹林阿司匹林(aspirin)乙酰水杨酸乙酰水杨酸作作 用用：消炎、镇痛、退热：消炎、镇痛、退热机机 制制：酰基化：酰基化PGH合酶活性中心的合酶活性中心的Ser 530，不可，不可 逆地抑制合酶，阻断逆地抑制合酶，阻断PG合成合成 同时也抑制同时也抑制TXA的合成，所以阿司匹的合成，所以阿司匹 林既是强抗炎药，又是强抗凝剂，可防止林既是强抗炎药，又是强抗凝剂，可防止 过度血凝过度血凝18三、磷脂三、磷脂 甘油磷脂 磷脂 细胞膜的组成 鞘磷脂 (一一)甘油磷脂的结构甘油磷脂的结构1、甘油的、甘油的Sn命名法命名法 甘甘油油分分子子的的-C是是潜潜手手性性C，必必须须对对C1和和C3加以区别加以区别19(一一)甘油磷脂的结构甘油磷脂的结构立体专一编号立体专一编号(stereospecific number)SnSn系统规则系统规则：1）C1位为潜手性位为潜手性S碳，碳，C3位是潜手性位是潜手性R碳碳 Fisher投影式，投影式，C2-OH在左，三个在左，三个C顺序编号顺序编号 2）Sn写在母体化合写在母体化合 物甘油前面物甘油前面20(一一)甘油磷脂的结构甘油磷脂的结构2、甘油磷脂的结构、甘油磷脂的结构 通式：通式：磷脂酸磷脂酸(phosphatidic acid)：甘油磷脂的母体化合物，是甘油甘油磷脂的母体化合物，是甘油磷脂生物合成的中间体磷脂生物合成的中间体21(一一)甘油磷脂的结构甘油磷脂的结构 磷磷酸酸基基的的游游离离-OH会会再再缩缩合合形形成成-OX，称称磷磷脂脂酰酰，X一一般般为为胆胆碱碱，乙乙醇醇胺胺，肌肌醇，甘油和糖醇，甘油和糖等。如磷脂酰胆碱等。如磷脂酰胆碱22(二二)甘油磷脂的一般性质甘油磷脂的一般性质 1、为白色蜡状固体，溶于大多数含水非极、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。见空气易氧性溶剂，难溶于无水丙酮。见空气易氧 化，变成黑褐色化，变成黑褐色 2、两亲物质，可成膜、两亲物质，可成膜 脂质几种常见结构：脂质几种常见结构：单分子层、双分子层、微团、微囊单分子层、双分子层、微团、微囊24(二二)甘油磷脂的一般性质甘油磷脂的一般性质3、被磷脂酶专一水解、被磷脂酶专一水解 磷脂酶：磷脂酶：A1，A2，C，D 分别作用于甘油磷脂不同的键分别作用于甘油磷脂不同的键蛇毒中含蛇毒中含磷脂酶磷脂酶A225（三）、常见的甘油磷脂（三）、常见的甘油磷脂26（三）、常见的甘油磷脂（三）、常见的甘油磷脂27（三）、常见的甘油磷脂（三）、常见的甘油磷脂 1 磷磷脂脂酰酰胆胆碱碱（Phosphatidyl choline PC）学名，学名，1,2-二酰基二酰基-sn-甘油甘油-3-磷酰磷酰 胆碱，俗称卵磷脂（胆碱，俗称卵磷脂（lecithin），），3-sn-磷脂酰胆碱，为细胞膜中最丰富的脂质磷脂酰胆碱，为细胞膜中最丰富的脂质 之一。它的头基为胆碱，是代谢中的一之一。它的头基为胆碱，是代谢中的一 种甲基供体，种甲基供体，可归为可归为B族族 维生素维生素28（三）、常见的甘油磷脂（三）、常见的甘油磷脂2 磷脂酰乙醇胺磷脂酰乙醇胺(Phosphatidyl ethanolamine PE)又称脑磷脂又称脑磷脂(cephalin),),头基为头基为 乙醇胺，又称胆胺乙醇胺，又称胆胺(colamine)。C1 位主要是棕榈酸和硬脂酸，位主要是棕榈酸和硬脂酸，C2位位 含多不饱和脂肪酸含多不饱和脂肪酸(PUFA),为细胞为细胞 膜中另一种最丰富的脂质膜中另一种最丰富的脂质29（三）、常见的甘油磷脂（三）、常见的甘油磷脂 3 磷脂酰丝氨酸（磷脂酰丝氨酸（Phosphatidyl serine PS）头基是丝氨酸头基是丝氨酸,分子净电荷分子净电荷-1 它是血小板膜中带负电荷的酸性它是血小板膜中带负电荷的酸性 磷脂，亦称血小板第三因子，可与凝磷脂，亦称血小板第三因子，可与凝 血因子一起致使损伤表面凝血酶活化血因子一起致使损伤表面凝血酶活化 PC，PE，PS之之间间在体内可互相转化在体内可互相转化30（三）、常见的甘油磷脂（三）、常见的甘油磷脂 4 磷脂酰肌醇磷脂酰肌醇(PI)(phosphatidylinositol)磷酸基与肌醇的磷酸基与肌醇的C1-OH缩合成酯，缩合成酯，在细胞内在细胞内PIP2(磷脂磷脂酰酰肌醇肌醇-4,5-双磷酸）双磷酸）可将许多细胞外信号转化为细胞内信号可将许多细胞外信号转化为细胞内信号 31（三）、常见的甘油磷脂（三）、常见的甘油磷脂5 磷脂酰甘油磷脂酰甘油(PG)(phosphatidylglycerol)头基为甘油，常与头基为甘油，常与Lys相连相连,在细在细 菌细胞膜中常见菌细胞膜中常见 32（四）醚甘油磷脂（四）醚甘油磷脂 通式：通式：33（四）醚甘油磷脂（四）醚甘油磷脂 sn-1位含顺位含顺-,不饱和醚不饱和醚(cis),头基可为胆碱、头基可为胆碱、乙醇胺和乙醇胺和Ser。脊椎动物心脏中富含缩醛磷脂。脊椎动物心脏中富含缩醛磷脂 1 缩醛磷脂缩醛磷脂34（四）醚甘油磷脂（四）醚甘油磷脂 2 血小板活化因子血小板活化因子(platelet activating factor,PAF)PAF能引起血小板凝集和血管扩能引起血小板凝集和血管扩 张张,是炎症和过敏反应的有效介体是炎症和过敏反应的有效介体 35(五五)鞘磷脂鞘磷脂(sphingomyelin)鞘氨醇磷脂鞘氨醇磷脂(phosphosphingolipid)，在高等动物的脑髓鞘和红细胞膜中特别丰在高等动物的脑髓鞘和红细胞膜中特别丰富富鞘磷脂鞘磷脂鞘氨醇鞘氨醇脂肪酸脂肪酸磷酰胆碱或磷酰乙醇胺磷酰胆碱或磷酰乙醇胺36(五五)鞘磷脂鞘磷脂(sphingomyelin)1、鞘氨醇、鞘氨醇(sphingosine)37(五五)鞘磷脂鞘磷脂(sphingomyelin)2、神经酰胺（、神经酰胺（ceramide，Cer）神经酰胺神经酰胺是鞘磷脂是鞘磷脂和鞘糖脂和鞘糖脂共同的基共同的基本结构本结构 38(五五)鞘磷脂鞘磷脂(sphingomyelin)3、鞘磷脂、鞘磷脂 神经酰胺神经酰胺C1位的位的-OH与磷酰胆碱或与磷酰胆碱或 磷酰乙醇胺缩合而成的化合物叫磷酰乙醇胺缩合而成的化合物叫鞘磷脂鞘磷脂 39四、糖脂四、糖脂 糖糖的的半半缩缩醛醛羟羟基基以以糖糖苷苷键键与与脂脂质质连连接接而而成成的化合物称作糖脂的化合物称作糖脂 包括鞘糖脂，甘油糖脂和类固醇衍生的糖脂包括鞘糖脂，甘油糖脂和类固醇衍生的糖脂 神经酰胺的神经酰胺的C1-OH糖基化形成的糖苷化合物糖基化形成的糖苷化合物 结构特点：结构特点：以神经酰胺为母体，可与鞘磷脂一起归为以神经酰胺为母体，可与鞘磷脂一起归为鞘脂类鞘脂类 1.1.鞘糖脂鞘糖脂(glycosphingolipid)40(一一)、鞘糖脂、鞘糖脂 重要的鞘糖脂有两种重要的鞘糖脂有两种 1)、脑苷脂脑苷脂(cerebroside)：一种中性鞘糖脂，为半乳糖基一种中性鞘糖脂，为半乳糖基 神经酰胺，占脑干重的神经酰胺，占脑干重的11%41(一一)、鞘糖脂、鞘糖脂 2)、神经节苷脂神经节苷脂(ganglioside)：酸性鞘糖脂，糖基部分含唾液酸酸性鞘糖脂，糖基部分含唾液酸 神经节苷脂是最重要的鞘糖脂，在神经节苷脂是最重要的鞘糖脂，在 神经系统，特别是神经末梢中含量丰富神经系统，特别是神经末梢中含量丰富,可能在神经冲动传递中起重要作用可能在神经冲动传递中起重要作用 42(二二)、甘油糖脂、甘油糖脂 甘甘油油糖糖脂脂也也称称糖糖基基甘甘油油酯酯，主主要要存存在在于于植植物物和和微微生生物物中中。最最常常见见的的甘甘油油糖糖脂脂是单半乳糖基二酰甘油是单半乳糖基二酰甘油2.2.甘油糖脂甘油糖脂(glyceroglycolipid)43五、类固醇五、类固醇 也叫甾类类固醇，是一类典型的不可皂化脂质也叫甾类类固醇，是一类典型的不可皂化脂质 1 1、结构：、结构：类固醇母体结构是甾核类固醇母体结构是甾核 结构特征：结构特征：C3：-OH，羰基，羰基C17：-OH，羰基或其它侧链，羰基或其它侧链C4-C5 或或 C5-C6位有双键位有双键 A A环有时是苯环，此时环有时是苯环，此时C19无角甲基无角甲基 甾核构象基本甾核构象基本是个刚性平面是个刚性平面2 2、立体结构、立体结构 六元环均为六元环均为椅式构象，椅式构象，B-CB-C，C-D C-D环反式稠环反式稠合，合，A-B A-B环有顺环有顺式稠合和反式稠式稠合和反式稠合两种合两种45五、类固醇五、类固醇3 3、胆固醇、胆固醇 结构特点结构特点：C3：OH,C17：8-10碳的烷烃碳的烷烃 性质：性质：熔点：熔点：148148，比重：，比重：胆胆固固醇醇存存在在于于人人体体几几乎乎所所有有的的器器官官中中，在在脑脑、肝肝、肾肾中中含含量量丰丰富富，脑脑髓髓和和神神经经组组织织内内含含量量特特别别高高，脑脑中中固固体体物物质质的的17%17%为为胆胆固固醇醇。胆胆固固醇醇是是脊脊椎椎动动物物细细胞胞的的重重要要成成分分，在在真真核核生生物物细细胞胞脂脂膜膜中中维维持持生生物物膜膜的的流流动动性性和和正正常常的的透透过过能力能力 46五、类固醇五、类固醇极性头基：极性头基：-OH，非极性部分：甾核和烷烃侧链，非极性部分：甾核和烷烃侧链47五、类固醇五、类固醇 胆固醇的两亲性使其可以调节生物膜中脂质的胆固醇的两亲性使其可以调节生物膜中脂质的 物理状态物理状态 胆固醇是血中脂蛋白复合体成分，与心血管疾胆固醇是血中脂蛋白复合体成分，与心血管疾病相关病相关 胆固醇除人体可合成外，还可从食物中获取，胆固醇除人体可合成外，还可从食物中获取，是生理需要物，但过多会引起疾病是生理需要物，但过多会引起疾病 胆固醇的合成前体是胆固醇的合成前体是7-脱氢胆固醇，存在于皮脱氢胆固醇，存在于皮肤，紫外线照射转化为肤，紫外线照射转化为VD3功能功能