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1、天津大学生物化学天津大学生物化学0303第三第三章课件脂类与生物膜章课件脂类与生物膜第一节第一节 脂类脂类1 1脂脂类类单单脂脂复复脂脂脂肪脂肪甘油甘油脂肪酸脂肪酸磷脂磷脂糖脂糖脂固醇类固醇类脑苷磷脂脑苷磷脂神经节苷脂神经节苷脂饱和脂肪酸饱和脂肪酸不饱和脂肪酸不饱和脂肪酸甘油磷脂甘油磷脂鞘氨醇磷脂鞘氨醇磷脂软脂酸（十六烷酸）软脂酸（十六烷酸）1.1.结构结构4 4（组成常见油脂的重要脂肪酸（组成常见油脂的重要脂肪酸2 2）硬脂酸（十八烷酸）硬脂酸（十八烷酸）1.1.结构结构4 4（组成常见油脂的重要脂肪酸（组成常见油脂的重要脂肪酸3 3）油酸（十八烯酸）油酸（十八烯酸）1.1.结构结构4 4（
2、组成常见油脂的重要脂肪酸（组成常见油脂的重要脂肪酸4 4）2.2.性质性质1 1（总）（总）（1 1）溶解性）溶解性（2 2）皂化作用）皂化作用（3 3）乳化作用）乳化作用（4 4）自动氧化）自动氧化2.2.性质性质2 2（1 1）溶解性）溶解性）三酰甘油不溶于水三酰甘油不溶于水,可溶于乙醚、可溶于乙醚、丙酮、氯仿等非极性溶剂。二酰甘油因丙酮、氯仿等非极性溶剂。二酰甘油因有游离羟基，可成微粒或微团。有游离羟基，可成微粒或微团。2.2.性质性质2 2（2 2）皂化作用）皂化作用）C C3 3H H5 5(OCOR)(OCOR)3 3+3H+3H2 20 03RCOOH+C3RCOOH+C3 3H
3、 H5 5(OH)(OH)3 3脂肪脂肪 脂肪酸脂肪酸 甘油甘油RCOOH+NaOHRCOONa+HRCOOH+NaOHRCOONa+H2 20 0脂肪酸脂肪酸 肥皂肥皂 2.2.性质性质1 1（3 3）乳化作用）乳化作用）油脂虽然不溶于水，但在乳化剂的油脂虽然不溶于水，但在乳化剂的作用下，变成很细小的颗粒，均匀分散作用下，变成很细小的颗粒，均匀分散在水里而形成稳定的乳状液，叫乳化作在水里而形成稳定的乳状液，叫乳化作用。日常生活中肥皂去污就是典型的乳用。日常生活中肥皂去污就是典型的乳化作用。化作用。2.2.性质性质1 1（4 4）自动氧化）自动氧化）油脂在空气中暴露过久，就会产油脂在空气中暴露
4、过久，就会产生一种难闻的气味，这种现象为油脂生一种难闻的气味，这种现象为油脂的酸败。酸败的化学本质一方面是油的酸败。酸败的化学本质一方面是油脂中不饱和脂肪酸的双链在空气中氧脂中不饱和脂肪酸的双链在空气中氧的氧化作用下，成为过氧化物的氧化作用下，成为过氧化物,过氧化过氧化物继续分解生成有臭味的低级醛、酮物继续分解生成有臭味的低级醛、酮等衍生物。等衍生物。二、磷脂二、磷脂1 11 1概念：概念：是指分子中含磷酸的复合脂。是指分子中含磷酸的复合脂。2 2分类：分类：（1 1）甘油磷脂）甘油磷脂 （2 2）鞘氨醇磷脂）鞘氨醇磷脂 2 2分类分类1 1(1)(1)甘油磷脂甘油磷脂)形成：形成：甘油的第三
5、个羟基被磷酸所酯化，其甘油的第三个羟基被磷酸所酯化，其他两个被脂肪酸酯化。他两个被脂肪酸酯化。特点：特点：具有极性的头部和非极性的尾部具有极性的头部和非极性的尾部,所所以，这类化合物又称为两性脂类或极性脂类，是以，这类化合物又称为两性脂类或极性脂类，是构成生物膜的结构基本特征之一。构成生物膜的结构基本特征之一。举例举例:磷脂酰胆硷（卵磷脂）、磷脂酰乙醇磷脂酰胆硷（卵磷脂）、磷脂酰乙醇胺（脑磷脂）。胺（脑磷脂）。（1 1）甘油磷脂）甘油磷脂1 1X极极 性性 头头 易溶于水易溶于水非非极极性性尾尾不不易溶于水易溶于水（1 1）甘油磷脂）甘油磷脂3 3（卵磷脂卵磷脂 磷脂酰胆碱磷脂酰胆碱11）C
6、CH H2 2O OC CC CH HC CH H2 2O OO OC CR R1 1R R2 2O OO OP PO OO OH HO OX XX前体为胆碱：前体为胆碱：HO-CHHO-CH2 2CHCH2 2N N+(CH(CH3 3)3 3即即即即X=CHCH2 2CHCH2 2N N+(CH(CH3 3)3 3（1 1）甘油磷脂）甘油磷脂4 4（脑磷脂（脑磷脂 磷脂酰乙醇胺磷脂酰乙醇胺）X前体为胆胺前体为胆胺：HO-CH2CH2-NH3+即即即即X=CH2CH2-NH3+C CH H2 2O OC CC CH HC CH H2 2O OO OC CR R1 1R R2 2O OO OP
7、 PO OO OH HO OX X（1 1）甘油磷脂）甘油磷脂3 3（卵磷脂（卵磷脂 磷脂酰胆碱磷脂酰胆碱22）（1 1）甘油磷脂）甘油磷脂2 2（组成的生物膜（组成的生物膜1 1）微团微团（1 1）甘油磷脂）甘油磷脂2 2（组成的生物膜（组成的生物膜2 2）脂质体脂质体（1 1）甘油磷脂）甘油磷脂2 2（组成的生物膜（组成的生物膜3 3）双分子层双分子层(2)(2)鞘氨醇磷脂鞘氨醇磷脂1 1 作用：作用：植物和动物细胞膜的重要组分。植物和动物细胞膜的重要组分。分布：分布：在神经组织和脑内含量较高。在神经组织和脑内含量较高。特点：特点：鞘脂类也具有一个极性头和两个鞘脂类也具有一个极性头和两个非
8、极性尾，但不含有甘油。它们是由一分非极性尾，但不含有甘油。它们是由一分子脂肪酸、一分子鞘氨醇或其衍生物以及子脂肪酸、一分子鞘氨醇或其衍生物以及一分子极性头醇组成。一分子极性头醇组成。(2)(2)鞘氨醇磷脂鞘氨醇磷脂2 2代表物：代表物：（1 1）鞘磷脂类：）鞘磷脂类：这类鞘脂类最简单，但在这类鞘脂类最简单，但在高等动物组织中含量最丰富。它们的极性高等动物组织中含量最丰富。它们的极性头是磷酰胆碱或磷酰乙醇胺。头是磷酰胆碱或磷酰乙醇胺。（2 2）脑苷脂类：）脑苷脂类：是糖脂的一种。糖脂是一是糖脂的一种。糖脂是一类具有一般脂类溶解性质的含糖脂质类具有一般脂类溶解性质的含糖脂质。而脑苷脂类包含在结合脂
9、类的糖脂中，不而脑苷脂类包含在结合脂类的糖脂中，不含有磷。由于极性头不带电荷故呈中性。含有磷。由于极性头不带电荷故呈中性。此类化合物含有一个或多个糖单位故常被此类化合物含有一个或多个糖单位故常被称为糖鞘脂。如半乳糖脑苷脂含有称为糖鞘脂。如半乳糖脑苷脂含有D-D-半乳半乳糖作为极性头基因，存在于脑细胞膜中。糖作为极性头基因，存在于脑细胞膜中。（2 2）鞘氨醇磷脂）鞘氨醇磷脂3 3（神经鞘磷脂（神经鞘磷脂 ）鞘氨醇磷酰胆碱（2 2）鞘氨醇磷脂）鞘氨醇磷脂4 4（脑苷脂）（脑苷脂）鞘氨醇葡萄糖脑苷三、固醇类三、固醇类1 11.1.结构：结构：环戊烷多氢菲的衍生物。环戊烷多氢菲的衍生物。2.2.特点：
10、特点：两性分子。两性分子。3.3.举例：举例：胆固醇、胆酸、麦角固醇等。胆固醇、胆酸、麦角固醇等。三、固醇类三、固醇类2 2环戊烷多氢菲的一元醇及其衍生物环戊烷多氢菲的一元醇及其衍生物+菲菲环戊烷环戊烷环戊烷多氢菲环戊烷多氢菲三、固醇类三、固醇类3 3（胆固醇（胆固醇1 1）三、固醇类三、固醇类3 3（胆固醇（胆固醇2 2）极性头极性头非极性尾非极性尾三、固醇类三、固醇类4 4（类型）（类型）雄性激素雄性激素皮质激素皮质激素（可的松）（可的松）维生素维生素D D 胆固醇胆固醇第二节第二节 生物膜生物膜一、膜的化学组成一、膜的化学组成二、膜的结构二、膜的结构三、膜的功能三、膜的功能线粒体线粒体细
11、胞核细胞核细细胞胞膜膜动物细胞动物细胞细胞膜细胞膜叶绿体膜叶绿体膜线粒体膜线粒体膜液泡膜液泡膜核膜核膜植物细胞植物细胞叶绿体叶绿体线粒体线粒体细胞核细胞核一、膜的化学组成一、膜的化学组成1 1膜脂膜脂2 2膜蛋白膜蛋白3 3膜糖类膜糖类1 1膜脂膜脂 生物膜的脂类主要包括磷脂、固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、醇及其他脂类。其中包括磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰丝氨酸、磷脂磷脂酰乙醇胺、磷脂酰丝氨酸、磷脂酰肌醇以及神经鞘磷脂等。酰肌醇以及神经鞘磷脂等。2 2膜蛋白膜蛋白1 1（分类）（分类）（1 1）外周蛋白：）外周蛋白：分布于膜的外表，通分布于膜的外表，通过静
12、电作用及离子键作用等较弱的非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。共价键与膜的外表相结合。（2 2）内嵌蛋白：）内嵌蛋白：水不溶性，分布在水不溶性，分布在磷脂的脂双分子层中，有时横跨全膜磷脂的脂双分子层中，有时横跨全膜或者以多酶复合物形式由内嵌蛋白和或者以多酶复合物形式由内嵌蛋白和外周蛋白的结合，或者以疏水和亲水外周蛋白的结合，或者以疏水和亲水两部分分别与磷脂的疏水和亲水两部两部分分别与磷脂的疏水和亲水两部分结合。分结合。2 2膜蛋白膜蛋白2 2（作用）（作用）膜蛋白对物质代谢（酶蛋白）、膜蛋白对物质代谢（酶蛋白）、物质传送、细胞运动、信息的接受物质传送、细胞运动、信息的接受
13、与传递、支持与保护均有重要含义。与传递、支持与保护均有重要含义。3 3膜糖类膜糖类主要是以糖蛋白和糖脂的形式存在。主要是以糖蛋白和糖脂的形式存在。在细胞质膜表面分布较多，一般占质在细胞质膜表面分布较多，一般占质膜总量的膜总量的210%210%左右。左右。与膜蛋白质和膜脂结合的糖类主要与膜蛋白质和膜脂结合的糖类主要有中性糖、氨基糖和唾液酸。有中性糖、氨基糖和唾液酸。糖蛋白和糖脂与细胞的抗原结构、糖蛋白和糖脂与细胞的抗原结构、受体、细胞免疫反应、细胞识别、血受体、细胞免疫反应、细胞识别、血型及细胞癌变等均有密切关系。型及细胞癌变等均有密切关系。二膜的结构二膜的结构1 11.1.主体是极性的脂质双分
14、子层。主体是极性的脂质双分子层。2.2.脂质双分子具有流动性。脂质双分子具有流动性。3.3.内嵌蛋白可内嵌蛋白可“溶解溶解”于双分子层的于双分子层的中心疏水部分中。中心疏水部分中。4.4.外周蛋白可与脂质双分子层的极性外周蛋白可与脂质双分子层的极性头部连接。头部连接。5.5.脂质分子间或蛋白质与脂质间无共脂质分子间或蛋白质与脂质间无共价结合。价结合。6.6.膜蛋白移动。膜蛋白移动。流体镶嵌模型的特点：流体镶嵌模型的特点：二膜的结构二膜的结构2 2（结构模型）（结构模型）流动镶嵌模型流动镶嵌模型极性头极性头非极性尾非极性尾蛋白质蛋白质磷脂（磷脂（7成）、胆固成）、胆固醇（醇（3成）、鞘脂成）、鞘
15、脂二膜的结构二膜的结构3 3（示例（示例2 2）二膜的结构二膜的结构3 3（示例（示例1 1）三、膜的功能三、膜的功能1 1（总）（总）1 1参加酶反应参加酶反应 2 2传递物质、离子传递物质、离子 3 3构成跨膜电位差构成跨膜电位差 4 4识别某些分子信号识别某些分子信号三、膜的功能三、膜的功能2 2（11参加酶反应参加酶反应1 1）绝大多数的膜含有酶，有的酶作绝大多数的膜含有酶，有的酶作用于膜外的底物，而另一些酶可以作用于膜外的底物，而另一些酶可以作用于膜分隔区域内的底物。用于膜分隔区域内的底物。膜使功能出现分化，如：膜使功能出现分化，如：核膜核膜形成核孔形成核孔线粒体内膜面积扩大线粒体内
16、膜面积扩大三、膜的功能三、膜的功能2 2（11参加酶反应参加酶反应2 2）三、膜的功能三、膜的功能2 2（22传递物质传递物质1 1）双层脂质分子是生物膜的基本骨架，双层脂质分子是生物膜的基本骨架，不带电荷的脂溶性物质较易通过，大多不带电荷的脂溶性物质较易通过，大多数膜具有专一性的传递载体、酶系或通数膜具有专一性的传递载体、酶系或通道，可使一些亲水性物质或离子通过生道，可使一些亲水性物质或离子通过生物膜。膜的传递作用能调节物质进出细物膜。膜的传递作用能调节物质进出细胞的流量，从而维持细胞内环境的稳定胞的流量，从而维持细胞内环境的稳定状态。状态。槽蛋白槽蛋白非脂溶性物质（营养物、废物、神经递质、
17、激素）由槽蛋非脂溶性物质（营养物、废物、神经递质、激素）由槽蛋白形成的通道进入，或与穿膜蛋白结合，选择性进入膜内白形成的通道进入，或与穿膜蛋白结合，选择性进入膜内运输通道运输通道三、膜的功能三、膜的功能2 2（22传递物质传递物质2 2）三、膜的功能三、膜的功能2 2（22传递物质传递物质3 3）三、膜的功能三、膜的功能2 2（构成跨膜电位差）（构成跨膜电位差）细胞膜含有荷电的表面基团，可细胞膜含有荷电的表面基团，可构成跨膜电位差。这一性质对神经细构成跨膜电位差。这一性质对神经细胞的传导功能十分重要。细胞膜还具胞的传导功能十分重要。细胞膜还具有自我封闭特点，细胞若被刺破或机有自我封闭特点，细胞
18、若被刺破或机械损伤，细胞膜可以迅速自动封闭。械损伤，细胞膜可以迅速自动封闭。三、膜的功能三、膜的功能2 2（33识别信号分子识别信号分子1 1）膜的外层表面含有特异的识别部位。膜的外层表面含有特异的识别部位。如：动物细胞膜的外层表面含有识别同如：动物细胞膜的外层表面含有识别同种细胞的部位，能在组织结构的正常发种细胞的部位，能在组织结构的正常发育过程中促进同种细胞有规则的缔合。育过程中促进同种细胞有规则的缔合。细胞表面还具有受体部位，这一部位能细胞表面还具有受体部位，这一部位能特异地结合激素分子，一但这些受体部特异地结合激素分子，一但这些受体部位与激素结合，就可将信号传向细胞内位与激素结合，就可
19、将信号传向细胞内的酶，调节其活力。的酶，调节其活力。抗抗体体蛋蛋白白数条数条螺旋构螺旋构成通道成通道识别部位识别部位（常有糖链连接）（常有糖链连接）三、膜的功能三、膜的功能2 2（33识别信号分子识别信号分子2 2）二膜的结构二膜的结构3 3（示例（示例3 3）抗抗体体蛋蛋白白数条数条螺旋构螺旋构成通道成通道识别部位识别部位（常有糖链连接）（常有糖链连接）三、膜的功能三、膜的功能2 2（33识别信号分子识别信号分子3 3）抗抗体体蛋蛋白白数条数条螺旋构螺旋构成通道成通道识别部位识别部位（常有糖链连接）（常有糖链连接）三、膜的功能三、膜的功能2 2（33识别信号分子识别信号分子4 4）信息识别受体信息识别受体通道通道三、膜的功能三、膜的功能2 2（最新成果）（最新成果）