2第二章脂类

-1-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(acylotedprotein)，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。-2-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(eicosatetraenoioacid)，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(carbonylgroup)，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(neutralfats)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-3-（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。-4-（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-5-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(Lecithincholesterolacyltransferase,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