王镜岩生物化学第2章脂质

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1、一、引言一、引言（一）脂质（一）脂质（lipid）定义）定义n脂肪酸脂肪酸与与醇醇脱水脱水反应形成的酯及其衍生物反应形成的酯及其衍生物n共性：共性：不溶于水，而易溶于非极性溶剂如不溶于水，而易溶于非极性溶剂如乙醚、氯仿、苯等。乙醚、氯仿、苯等。单纯脂类复合脂类衍生脂类( (二二) )脂质的分类脂质的分类I 按化学组成分类单纯脂质 由脂肪酸和醇类所形成的酯由脂肪酸和醇类所形成的酯v 脂酰甘油酯脂酰甘油酯（最丰富的为甘油三酯（最丰富的为甘油三酯 )v 蜡蜡（含（含14-36C14-36C个碳原子的饱和或不饱和脂肪个碳原子的饱和或不饱和脂肪酸与含酸与含16-30C16-30C个碳原子的一元醇所形成的

2、个碳原子的一元醇所形成的酯）酯）单纯脂类的衍生物：除了含有脂肪酸和醇外，还含有非脂分子的成分v 磷脂（磷酸和含氮碱）v 糖脂（糖）v 硫脂（硫酸）由单纯脂类或复合脂类衍生而来或与由单纯脂类或复合脂类衍生而来或与它们关系密切。它们关系密切。v萜类：萜类：天然色素、香精油、天然橡胶天然色素、香精油、天然橡胶v固醇类：固醇类：固醇（甾醇、性激素、肾上腺皮固醇（甾醇、性激素、肾上腺皮质激素）质激素）v其他脂类：其他脂类：维生素维生素A、D、E、K等。等。可皂化可皂化脂类：脂类：一类能被碱水解而产生皂（一类能被碱水解而产生皂（脂肪酸盐）的脂类。脂肪酸盐）的脂类。不可皂化脂类：不可皂化脂类：不能被碱水解而

3、产生皂（不能被碱水解而产生皂（脂肪酸盐）的脂类。脂肪酸盐）的脂类。 主要有不含脂肪酸的主要有不含脂肪酸的萜类萜类和和类固醇类固醇类。类。II II 按能否被碱水解分类按能否被碱水解分类极性极性非极性非极性 脂质在水中和水界面上的行为不同脂质在水中和水界面上的行为不同（三）脂质的功能（三）脂质的功能1. 贮存脂质贮存脂质2.2.结构脂质结构脂质 3.3.活性脂质活性脂质 皮下脂肪细胞（黄、白色）细胞核细胞质脂肪滴脂肪滴细胞膜二、脂肪酸（fatty acid） 1 1、结构特点（表、结构特点（表2 22 2）软脂酸（十六烷酸）软脂酸（十六烷酸）硬脂酸（十八烷酸）硬脂酸（十八烷酸）油酸（十八烯酸）油

4、酸（十八烯酸）饱和脂肪酸不饱和脂肪酸的双键：-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-CH2- 非共轭双键（容易形成自由基）非共轭双键（容易形成自由基）-CH2-CH=CH-CH=CH-CH=CH2- 共轭双键（容易聚合）共轭双键（容易聚合）2 2、脂肪酸的理化性质、脂肪酸的理化性质溶解度溶解度 与烃链的长度有关与烃链的长度有关熔熔 点点 与双键数目、顺反有关与双键数目、顺反有关皂化反应皂化反应 动植物油脂在氢氧化钠或氢氧化钾作用动植物油脂在氢氧化钠或氢氧化钾作用 下水解生成的脂肪酸盐。下水解生成的脂肪酸盐。乳化作用乳化作用 脂肪酸盐、胆汁酸盐、脂肪酸盐、胆汁酸盐、SDS、Triton X-1

5、00腐败和过氧化腐败和过氧化3 3、必需脂肪酸、必需脂肪酸（essential fatty acid)人体不能合成，必需由膳食提供的对人体功人体不能合成，必需由膳食提供的对人体功能必不可少的多不饱和脂肪酸。能必不可少的多不饱和脂肪酸。亚油酸(6PUFA）亚麻酸花生四烯酸亚麻酸（3PUFA）二十碳五烯酸（EPA）、二十二碳六烯酸（DHA）4、类二十碳烷（eicosanoid）由由2020碳的碳的多不饱和脂肪酸多不饱和脂肪酸衍生而来衍生而来 前列腺素前列腺素 凝血恶烷凝血恶烷 白三烯白三烯局部激素局部激素三、三酰甘油和蜡三、三酰甘油和蜡（一）（一）酰基甘油酰基甘油（acylglycerol）呈液态

6、：油（呈液态：油（oil）呈固态：脂呈固态：脂（fat）常温下常温下1 1分子甘油和分子甘油和3 3分子脂肪酸形成的酯分子脂肪酸形成的酯脂肪酸脂肪酸饱和饱和 ： 16C16C软脂酸、软脂酸、 18C18C硬脂酸硬脂酸不饱和不饱和含含1 1个双键（油酸）个双键（油酸）含含2 2个双键（亚油酸）个双键（亚油酸）含含3 3个双键（亚麻酸）个双键（亚麻酸）含含4 4个双键（花生四烯酸）个双键（花生四烯酸）三酰甘油三酰甘油(triacylglycerol, TG)甘油（丙三醇）CH2OHCHOHCH2OHCH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH3CH

7、2COOHCH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH3CH2COOCH2CHOHCH2OH单酯酰甘油单酯酰甘油CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH3CH2COOH二酯酰甘油二酯酰甘油H2OH2O三酯酰甘油三酯酰甘油脂肪酸脂肪酸1脂肪酸脂肪酸2OCH2CHOCH2OR1R2R3通式通式简单三酰甘油简单三酰甘油混合三酰甘油混合三酰甘油烷醚酰基甘油烷醚酰基甘油烷基烷基烯基烯基醚醚键键 长链长链脂肪酸脂肪酸与长链一元与长链一元醇醇/ /固醇固醇形成的酯形成的酯 脂肪醇脂肪醇中的碳原子在中的碳原

8、子在1616以上以上 分布在生物体表面起保护作用分布在生物体表面起保护作用n植物蜡植物蜡防虫蛀、防辐射、降低水分蒸防虫蛀、防辐射、降低水分蒸发发n动物蜡动物蜡防水、保温、筑巢防水、保温、筑巢（二）蜡（二）蜡（wax)巴西棕榈蜡巴西棕榈蜡通式RCOOR 多为饱和脂肪酸多为饱和脂肪酸 醇饱和或不饱和醇饱和或不饱和/固醇固醇蜂蜡完全不透水蜂蜡完全不透水四、脂质过氧化四、脂质过氧化（peroxidation）多不饱和脂肪酸的氧化变质。多不饱和脂肪酸的氧化变质。典型的活性氧参与的自由基链式反应典型的活性氧参与的自由基链式反应（一）自由基、活性氧和自由基链反（一）自由基、活性氧和自由基链反应应1 1、自由

9、基、自由基（free radical）分子分子/ /原子原子/ /基团中有未配对电子的基团中有未配对电子的一类物质。一类物质。 很活泼，具有很强的掠夺性很活泼，具有很强的掠夺性 很容易形成稳定的分子状态很容易形成稳定的分子状态一种是异裂反应一种是均裂反应：两电子均分给两个产物。此过程中产生的分裂物称为自由基。共价键由双电子形成断裂时：共价键由双电子形成断裂时：均裂（均裂（homolysis）A A ：B AB A. . + B + B. .自由基的形成：自由基的形成：辐射诱导辐射诱导自由基的形成：自由基的形成：热诱导热诱导单电子氧化还原单电子氧化还原H2Ohv HOHeaq-(C6H5COO)

10、22C6H5COO C6H5+CO2Fe2+H2O2 Fe3+OH+OH-2、活性氧O2 OH H2O2 1O2 LO . LOO . LOOH臭氧臭氧 NO氧或含氧的高反应活性分子。氧或含氧的高反应活性分子。3、自由基链式反应 引发：由辐射或其它自由基引发引发：由辐射或其它自由基引发 初始自由基的形成初始自由基的形成 增长：新生自由基导致新的抽氢反应增长：新生自由基导致新的抽氢反应 再形成新的自由基再形成新的自由基 终止：两自由基偶联或歧化终止：两自由基偶联或歧化 或在抗氧化剂作用下或在抗氧化剂作用下 使自由基链式反应停止使自由基链式反应停止（二）脂质过氧化过程（二）脂质过氧化过程（三）脂质

11、过氧化对机体的损伤（三）脂质过氧化对机体的损伤脂质过氧化脂质过氧化 中间产物自由基中间产物自由基终产物丙二醛终产物丙二醛膜流动性通透性受影响膜流动性通透性受影响动脉粥样硬化动脉粥样硬化老年色素斑形成老年色素斑形成蛋白质聚合交联蛋白质聚合交联（四）抗氧化剂的保护作用（四）抗氧化剂的保护作用 抗氧化剂：抗氧化剂：SODSOD（超氧化物歧化酶）（超氧化物歧化酶）过氧化氢酶（谷胱甘肽过氧化物酶）过氧化氢酶（谷胱甘肽过氧化物酶）维生素维生素E/E/维生素维生素C C胡萝卜素胡萝卜素 具有还原性、能抑制靶分子自动具有还原性、能抑制靶分子自动氧化的物质。氧化的物质。SODSOD：2O2O2 2 + 2H +

12、 2H+ + H H2 2O O2 2 + O + O2 2-预防型抗氧化剂预防型抗氧化剂过氧化氢酶（过氧化氢酶（catalase）：）： 2H2H2 2O O2 2 2H 2H2 2O + OO + O2 2谷胱甘肽过氧化物酶：谷胱甘肽过氧化物酶： H H2 2O O2 2 + 2GSH 2H + 2GSH 2H2 2O + 2GSSGO + 2GSSG谷胱甘肽过氧化物酶：谷胱甘肽过氧化物酶： ROOH + 2GSH ROH + 2GSSGROOH + 2GSH ROH + 2GSSG脂质氢过氧化物的还原脂质氢过氧化物的还原五、磷脂（五、磷脂（phospholipidphospholipid

13、）磷脂磷脂甘油磷脂甘油磷脂鞘脂类鞘脂类鞘磷脂鞘磷脂鞘糖脂鞘糖脂非极非极性，不易溶于水性，不易溶于水称称非极性尾非极性尾极极性，易溶于水性，易溶于水称称极性头极性头（一）甘油磷脂（一）甘油磷脂(glycerophospholipid)极性醇基本结构基本结构常见的甘油磷脂常见的甘油磷脂（二）醚甘油磷脂（二）醚甘油磷脂（ether phosphoglyceride) 缩醛磷脂缩醛磷脂血小板活化因子血小板活化因子（三）鞘磷脂（三）鞘磷脂（sphingomyelinsphingomyelin）六、糖脂六、糖脂CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CHCH2CHCHOHC

14、HCH2OHCH3NH2氨氨基基醇醇脂肪酸脂肪酸单糖及单糖聚合物单糖及单糖聚合物磷酸胆碱（或磷酸胆胺）磷酸胆碱（或磷酸胆胺）或或NH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH3COOOCH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CHCH2CHCHOHCHCH2CH3CH2OH非极性尾非极性尾极极性性头头磷酸胆碱（或磷酸胆胺）糖糖 脂脂鞘磷脂鞘磷脂单糖及单糖聚合物( (一一) )鞘糖脂鞘糖脂（glycosphingolipidglycosphingolipid） 以神经酰胺为母体以神经酰胺为母体1 1、

15、酸性鞘糖脂、酸性鞘糖脂含有唾液酸或硫酸基含有唾液酸或硫酸基硫酸鞘糖脂（硫酸鞘糖脂（硫苷脂硫苷脂）唾液酸鞘糖脂（唾液酸鞘糖脂（神经节苷脂神经节苷脂）2 2、中性鞘糖脂、中性鞘糖脂Gal1 1Cer半乳糖基神经酰胺半乳糖基神经酰胺（脑苷脂）（脑苷脂）二酰甘油二酰甘油sn-3上羟基与上羟基与糖基糖基以以糖苷键糖苷键相连。相连。又被称为糖基甘油脂又被称为糖基甘油脂( (二二) )甘油糖脂甘油糖脂(glyceroglycolipid）七、萜与类固醇七、萜与类固醇不含脂肪酸，属于不可皂化脂质不含脂肪酸，属于不可皂化脂质（一）萜（一）萜（terpene）Isoprene unit四萜四萜（tetraterp

16、ene）+环戊烷多氢菲环戊烷多氢菲菲菲环戊烷环戊烷（二（二) )固醇类（固醇类（steroidsteroid）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CH2CH2CH2CH2CH21 1、结构特点、结构特点甾甾核核A环环B环环C环环D环环角甲基角甲基雄性激素雄性激素可的松（激素）可的松（激素）维生素维生素D胆固醇胆固醇非极性尾非极性尾极性头极性头胆固醇2 2、胆固醇和非动物固醇特点：C3核有一核有一取向的羟基取向的羟基 C17上有烃链上有烃链功能：功能：构成生物膜、形成类固醇构成生物膜、形成类固醇胆固醇、豆固醇、麦角固醇、酵母固醇胆固醇、豆固醇、麦角固醇、酵母固醇chole

17、sterol3、固醇衍生物八、血浆脂蛋白八、血浆脂蛋白(lipoprotein(lipoprotein）脂质和蛋白质以脂质和蛋白质以非共价键非共价键（次级键：疏水键、（次级键：疏水键、范德华引力等）结合形成的复合物。范德华引力等）结合形成的复合物。载脂蛋白（载脂蛋白（apolipoprotein，apo）脱辅基脂蛋白脱辅基脂蛋白与脂的运输有关与脂的运输有关（一）血浆脂蛋白的分类 乳糜微粒乳糜微粒 （chylomicron）极低密度脂蛋白极低密度脂蛋白 VLDL中间密度脂蛋白中间密度脂蛋白 IDL 低密度脂蛋白低密度脂蛋白 LDL高密度脂蛋白高密度脂蛋白 HDL功能载运甘油三酯和胆固醇脂蛋白模脂蛋白模式图式图甘油三酯和胆固醇核心低密度脂蛋白高心肌梗塞的先兆？磷脂单分子层