脂类与复合脂

第三章脂类与复合脂LIPIDSANDLIPIDCOMPLEX1881年，JohannThudichum发现了鞘脂的功能，提出Tay-Sachs病系由脑苷脂降解缺陷引起。1940年间，KonradBloch和同事证明了胆固醇所有碳原子皆来自乙酰辅酶A。脂类研究历史：20世纪50~60年代，科学家已经揭示了脂类在储能物质和膜结构组分发挥重要生理作用。60~70年代后，薄层层析和气-液层析技术迅速发展，为科学家认识脂类的特殊作用提供了有力工具，揭示了脂类在生物膜、转运、受体和信息转导中的作用。第一节脂类概述INTRODUCTIONTOLIPIDS一、脂类是一类非均一化合物（一）脂类包括脂肪和类脂脂类(lipids)：脂肪(fat)和类脂(lipoid)的总称，是一类不溶于水的生物分子。脂肪：动物源性的甘油三酯(triglyceride,TG)植物源性TG类脂：胆固醇(cholesterol,CHOL)胆固醇酯(cholesterolester,CE)磷脂(phospholipid,PL)鞘脂(sphingolipids)分类含量分布生理功能脂肪甘油三酯95﹪脂肪组织、血浆1.储脂供能2.提供必需脂酸3.促脂溶性维生素吸收4.热垫作用5.保护垫作用6.构成血浆脂蛋白类脂糖酯、胆固醇及其酯、磷脂5﹪生物膜、神经、血浆1.维持生物膜的结构和功能2.胆固醇可转变成类固醇激素、维生素D3、胆汁酸等3.构成血浆脂蛋白脂类的分类、含量、分布及生理功能（二）脂类的基本元素组成是碳、氢和氧脂类的基本元素组成为碳(C)、氢(H)、氧(O)，一些复合脂含有氮(N)和其他元素。脂类是一类非均一化合物，结构的不均一性可导致功能的多样性。甘油三酯(triglyceride,TG)甘油磷脂(phosphoglycerides)胆固醇酯FA胆固醇脂类物质的基本构成：FAFAFA甘油FAFAPiX甘油X=胆碱、水、乙醇胺、丝氨酸、甘油、肌醇、磷脂酰甘油等（三）脂类是水不溶性生物分子•脂类组成的共同特征是含有不溶于水的长链脂酸或胆甾（基）。HHHHHABCD1234567891011121314151617CO(CH2)nCH3OH长链脂酸胆甾（基）结构决定了脂类在溶剂中的溶解度，即不溶于水而易溶于非极性有机溶剂。但磷脂的结构中含有少量如羟基、氨基或磷酸等亲水基团，在体内微环境中，这些磷脂可带电荷，使其具有微弱的亲水性。磷脂的这种特性是其作为生物膜基本成分的基础。（四）脂类有简单脂和复合脂简单脂：脂酸和醇类所形成的酯如：甘油三酯复合脂：除脂酸、醇类化合物外还含有其他成分的醇脂、酸酯如：甘油磷脂类二、脂类可与糖、蛋白质形成脂复合物（一）脂类与糖形成的复合物称为糖脂或脂多糖是含糖而不含磷酸的脂类，其间通过糖苷键相连，也是两性分子，普遍存在于真核和原核细胞的质膜上。糖脂(glycolipid)：半乳糖脑苷脂（galactocerebroside）神经节苷脂（ganglioside）鞘糖脂（glycosphignolipid，GSL）脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）（二）脂类与蛋白质形成的复合物称为脂蛋白•脂类可与蛋白质有机结合形成脂蛋白(lipoprotein)血浆脂蛋白脑脂蛋白核蛋白类(nucleoprotein)三、许多动植物性食物含脂肪和类脂人体内脂类的来源：自身合成利用小分子有机化合物合成，如甘油三酯、磷脂等。多为饱和脂酸和单不饱和脂酸。食物供给包括各种脂酸，其中一些不饱和脂酸，动物不能自身合成，需从植物中摄取。食物名称脂肪(g)含饱和或不饱和脂酸的脂肪量(g)胆固醇(mg)含饱和脂酸单不饱和脂酸多不饱和脂酸啤酒00000红酒00000茶痕量痕量0痕量0苹果10.1痕量0.10香蕉10.2痕量0.10葡萄10.2痕量0.20桃1痕量痕量痕量0梨1痕量0.10.20全牛奶3.321.10.113.5豆奶20.30.41.10米2.81.90.80.111.1面粉6.81.12.92.80菜籽油10014.364.321.40玉米油10014.524.860.70棉籽油10027.118.654.30橄榄油1001475.810.20花生油10018.947.333.80葵花籽油1001220.267.80一些常见食物的脂肪和胆固醇含量*以100g食物计算目录牛脂肪10050.243.64109猪脂肪10040461491鸡脂肪10029.844.720.985全鸡蛋1033.81.4426鸡蛋白00000鸡蛋黄29.48.811.24.11253牛五花肉25.711.513.11.1112牛全精肉14.26.57.30.62106猪五花肉8.834.41.559猪全精肉5.31.92.70.553羊五花肉2411.110.42120羊全精肉167.26.81.2134鲶鱼184.484.281蛤肉10.20.30.534螃蟹20.30.30.7100大马哈鱼61.51.9255大西洋沙丁鱼121.73.95.7142牡蛎2.40.80.41.153花生仁628.63119.70葵花仁505.39.432.80一些常见食物的脂肪和胆固醇含量*以100g食物计算目录第二节甘油三酯Triglycerides目录一、脂酸是脂肪烃的羧酸•脂酸结构通式为CH3(CH2)nCOOH。•高等动植物中的脂酸碳链长度一般在14~20碳之间，且为偶数碳。（一）脂酸的系统命名是由母链混合物派生的脂酸系统命名遵循有机酸命名的原则，将包括羧基碳原子在内的最长直链碳链作为主链，依其碳原子数称为某烷酸，并从羧基碳原子开始编号；若碳链中含有双键，从羧基端编号，称为某碳烯酸，并将双键位置写在其前面。•系统命名法——标示脂酸的碳原子数即碳链长度和双键的数目和位置。•△编码体系——从脂酸的羧基碳起计算碳原子的顺序。油酸含18个碳原子，在第9-10位间有一个双键，被称为9-十八碳单烯酸，写成18:1(9)或18:1Δ9。不饱和脂酸的命名例如：ω或n编码体系亚麻酸为18碳3烯多不饱和脂酸，其双键位置按碳原子编号分别为9、12和15；按字母编号分别为ω-3、ω-6和ω-9。根据碳原子编号命名为9,12,15-十八碳三烯酸，写成18:3(9,12,15)或18:3Δ9,12,15；按字母编号归类于ω-3不饱和脂酸，写成18:3ω-3。例如：（二）脂酸主要根据其碳链长度和饱和度分类1.脂酸根据其碳链长度分为短链、中链和长链脂酸短链脂酸：碳链长度小于或等于10的脂酸如：癸酸(碳链长度为10)中链脂酸：碳链长度介于10和20之间的脂酸如：油酸(碳链长度为18)长链脂酸：碳链长度大于或等于20的脂酸如：DHA(碳链长度为22)2.脂酸根据其碳链是否存在双键分为饱和脂酸和不饱和脂酸(1)饱和脂酸的碳链不含双键饱和脂酸(saturatedfattyacid)以乙酸(CH3-COOH)为基本结构，不同的饱和脂酸的差别在于这两基团间亚甲基(-CH2-)的数目不同。习惯名系统名碳原子数和双键数簇分子式饱和脂酸月桂酸(lauricacid)n-十二烷酸12:0CH3(CH2)10COOH豆寇酸(myristicacid)n-十四烷酸14:0CH3(CH2)12COOH软脂酸(palmiticacid)n-十六烷酸16:0CH3(CH2)14COOH硬脂酸(stearicacid)n-十八烷酸18:0CH3(CH2)16COOH花生酸(arachidicacid)n-二十烷酸20:0CH3(CH2)18COOH山箭酸(behenicacid)n-二十二烷酸22:0CH3(CH2)20COOH掬焦油酸(lignocericacid)n-二十四烷酸24:0CH3(CH2)22COOH常见的饱和脂酸目录（2）不饱和脂酸的碳链含有一个或一个以上双键单不饱和脂酸（monounsaturatedfattyacid）含一个双键的脂酸，如油酸多不饱和脂酸（polyunsaturatedfattyacid）含二个或二个以上双键的脂酸，如DHA习惯名系统名碳原子数和双键数簇分子式单不饱和脂酸棕榈(软)油酸(palmitoleicacid)9-十六碳一烯酸16:1w-7CH3(CH2)5CH═CH(CH2)7COOH油酸(oleicacid)9-十八碳一烯酸18:1w-9CH3(CH2)7CH═CH(CH2)7COOH异油酸(Vaccenicacid)反式11-十八碳一烯酸18:1w-7CH3(CH2)5CH═CH(CH2)9COOH神经酸(nervonicacid)15-二十四碳单烯酸24:1w-9CH3(CH2)7CH═CH(CH2)13COOH常见的不饱和脂酸目录习惯名系统名碳原子数和双键数簇分子式多不饱和脂酸亚油酸(linoleicacid)9,12-十八碳二烯酸18:2w-6CH3(CH2)4(CH═CHCH2)2(CH2)6COOHa-亚麻酸(a-linolenicacid)9,12,15-十八碳三烯酸18:3w-3CH3CH2(CH═CHCH2)3(CH2)6COOHg-亚麻酸(g-linolenicacid)6,9,12-十八碳三烯酸18:3w-6CH3(CH2)4(CH═CHCH2)3(CH2)3COOH花生四烯酸(arachidonicacid)5,8,11,14-二十碳四烯酸20:4w-6CH3(CH2)4(CH═CHCH2)4(CH2)2COOHtimnodonicacid(EPA)5,8,11,14,17-二十碳五烯酸20:5w-3CH3CH2(CH═CHCH2)5(CH2)2COOHclupanodonicacid(DPA)7,10,13,16,19-二十二碳五烯酸22:5w-3CH3CH2(CH═CHCH2)5(CH2)4COOHcervonicacid(DHA)4,7,10,13,16,19-二十二碳六烯酸22:6w-3CH3CH2(CH═CHCH2)6CH2COOH目录•哺乳动物不饱和脂酸按ω编码体系分类：簇母体不饱和脂酸结构w-7软油酸9-16:1w-9油酸9-18:1w-6亚油酸9.12-18:2w-3亚麻酸9,12,15-18:3（三）脂酸的熔点与碳链长度和不饱和度有关•脂酸一个重要物理性质是熔点：随着碳链长度的增加熔点逐渐增加；随着不饱和度的增加熔点逐渐下降。细胞膜的脂质在各种环境温度下以液态形式存在对维持细胞膜的正常功能具有十分重要的意义。（四）不饱和脂酸具有十分重要的生物学作用1．人体不能合成必须从食物获得的脂酸被称为营养必需脂酸亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸等多不饱和脂酸是人体不可缺乏的营养素，不能自身合成，需从食物摄取，故称营养必需脂酸（essentialfattyacid）。2.多不饱和脂酸的衍生物具有十分重要的生物学活性前列腺素(PG)、血栓噁烷(TX)和白三烯(LT)是二十碳多不饱和脂酸花生四烯酸代谢产生的类花生酸类物质（eicosanoids），具有十分重要的生理作用，几乎参与了所有细胞的代谢活动，并与炎症、免疫、过敏、心血管等疾病的病理生理过程有关。二、甘油三酯是甘油的脂酸酯甘油一酯(monoacylglycerol)被1个脂酸酯化的甘油酯甘油二酯(diacylglycerol,DG)被2个脂酸酯化的甘油酯含有同一种脂酸的甘油三酯称为简单甘油三酯(simpletriacyglycerol)含有两种或三种脂酸的甘油三酯称为混合甘油三酯(mixedtriacyglycerol)（一）甘油三酯是的主要储存形式游离形式的脂酸：很少量在血液中和白蛋白结合。酯化形式的脂酸：主要以甘油三酯(主要)、胆固醇酯等于体内,或存在脂蛋白,大多数存在脂肪细胞中。（二）甘油三酯的主要作用是为机体提供能量1.甘油三酯是机体重要的能量来源物质1g产生的能量TG38kJ蛋白质17kJ碳水化合物17kJ2.甘油三酯是机体的主要能量储存形式TG合成的主要场所：肝脏TG储存的主要场所：脂肪组织正常人体内的脂肪量可抵抗2～3个月的饥饿糖原储备量仅能提供少于1天的代谢需要蛋白质作为功能和结构分子