第三章脂類和生物膜

第一節

概述第二節油脂的結構和性質第三節生物膜第一節

概述1（總)

一、脂質的概念二、脂質的分類三、脂類的生理功能一、脂質的概念

1.定義：又稱脂類。指脂肪酸與醇作用生成的酯及其衍生物.2.特點：

脂溶性---不溶于水而溶于有機溶劑的特性二、脂質的分類

脂類單脂復脂油脂甘油脂肪酸磷脂糖脂固醇類腦苷脂神經節苷脂飽和脂肪酸不飽和脂肪酸甘油磷脂鞘氨醇磷脂分類脂肪類脂包括甘油三酯磷脂糖脂膽固醇膽固醇酯分布脂肪組織生物膜有的書按上述分類

CH2O│O-CH│CH2OCR1‖OCR3‖OHHH

R2C‖O6脂肪甘油磷脂甘油堿基脂肪酸P

CH2O-C-R1│R2C-O-CH

│CH2OO=O=PX組成成分基本結構分類根據取代基（X）的不同分類27││環戊烷多氫菲的基本結構膽固醇Cholesterol36三、脂類的生理功能1.結構組分----磷脂是生物膜的主要成分2.儲存能源---脂肪3.溶劑----某些生物活性物質的溶劑4.其他

---調節體溫

---防止機械損傷第二節油脂（脂肪）的結構和性質

一、油脂（脂肪）的結構二、油脂（脂肪）的性質

CH2O│O-CH│CH2OCR1‖OCR3‖OHHH

R2C‖O6單純甘油脂：混合甘油酯：一、油脂的結構1（甘油三酯的結構通式）一、油脂的結構2(總)

甘油三脂（三酰甘油）是一分子甘油和三分子脂肪酸結合而成脂肪酸：飽和脂肪酸(軟脂酸、硬脂酸）

不飽和脂肪酸：（油酸、亞油酸、亞麻酸、花生四烯酸、二十碳五稀酸、二十二碳六稀酸、）脂肪酸1脂肪酸2一、油脂的結構3（甘油三酯）H2O二酯酰甘油甘油（丙三醇）H2O單酯酰甘油三酯酰甘油一、油脂的結構4（油脂的重要脂肪酸1）必需脂肪酸α軟脂酸（十六烷酸）一、油脂的結構4（油脂的重要脂肪酸2）C16:0硬脂酸（十八烷酸）一、油脂的結構4（油脂的重要脂肪酸3）C18:0油酸（十八烯酸）一、油脂的結構4（油脂的重要脂肪酸4）C18:1(9)二、油脂的性質1（總）

（1）溶解性（2）皂化作用（3）乳化作用（4）自動氧化二、油脂的性質2(溶解性）

三酯酰甘油不溶于水,可溶于乙醚、丙酮、氯仿等非極性有機溶劑二酰甘油和單酰甘油因有游離羥基，可成微粒或微團（一）溶解性二、油脂的性質3

C3H5(OCOR)3+3H20→3RCOOH+C3H5(OH)3

脂肪

脂肪酸

甘油RCOOH+NaOH→RCOONa+H20脂肪酸

肥皂

（二）皂化作用油脂的堿水解過程皂化值：完全皂化1g油脂所需氫氧化鉀的毫克數二、油脂的性質3

乳化作用：油脂在乳化劑的作用下，變成很細小的顆粒，均勻分散在水里而形成穩定的乳狀液舉例：肥皂去污（三）乳化作用二、油脂的性質4

油脂酸敗：油脂在空氣中暴露過久，就會產生一種難聞的氣味，這種現象即油脂酸敗酸敗的化學本質：一方面油脂中的不飽和脂肪酸的雙鍵在空氣中氧的氧化作用下，成為過氧化物,過氧化物繼續分解生成有臭味的低級醛、酮、羧酸等衍生物；另一方面是由于霉菌或酯酶將油脂水解為低級脂肪酸，經氧化成酮酸，脫羧成酮類（四）自動氧化油脂酸敗的程度用酸值表示。酸值：中和1g油脂中的游離脂肪酸所需要氫氧化鉀的毫克數第三節磷脂和固醇

一、磷脂二、固醇

一、磷脂

1.甘油磷脂2.鞘磷脂（神經磷脂）1.甘油磷脂1

①形成：第三個羥基被磷酸所酯化，其他兩個被脂肪酸酯化②特點：具有極性的頭部和非極性的尾部,所以，這類化合物又稱為兩性脂類或極性脂類，是構成生物膜的結構基本特征之一③舉例:

磷脂酰膽堿（卵磷脂）、磷脂酰乙醇胺（腦磷脂）1.甘油磷脂2X極性頭—易溶于水非極性尾—不易溶于水1.甘油磷脂4CH2OCCHCH2OOCR1R2OOPOOHOXX前體為膽堿：HO-CH2CH2N+(CH3)3即X=CH2CH2N+(CH3)3卵磷脂[磷脂酰膽堿]（1）甘油磷脂4卵磷脂[磷脂酰膽堿]（1）甘油磷脂5X前體為膽胺（乙醇胺）：HO-CH2CH2-NH2即X=CH2CH2-NH2CH2OCCHCH2OOCR1R2OOPOOHOX腦磷脂[磷脂酰乙醇胺]2.鞘磷脂1(總1)

①作用：植物和動物細胞膜的重要組分

②分布：在動物神經組織和腦內含量較高

③特點：鞘磷脂也具有一個極性頭和兩個非極性尾，但不含有甘油。它們是由1分子脂肪酸、1分子鞘氨醇或其衍生物（二氫鞘氨醇）、1分子磷酸、1分子膽堿組成2.鞘磷脂2（神經鞘磷脂）鞘氨醇膽堿磷酸膽堿3.腦苷脂類1（補充）是糖脂的一種。糖脂是一類具有一般脂類溶解性質的含糖脂質

。而腦苷脂類包含在結合脂類的糖脂中，不含有磷由于極性頭不帶電荷故呈中性。此類化合物含有一個或多個糖單位故常被稱為糖鞘脂。如半乳糖腦苷脂含有D-半乳糖作為極性頭基團，存在于腦細胞膜中3.腦苷脂類2總結單酯與復酯單純甘油酯和混合甘油酯皂化值、酸值乳化作用基本概念：思路：概念－分類－結構－性質－功能二、固醇1

1.膽固醇

2.膽酸及膽汁酸

3.酵母固醇二、固醇2環戊烷多氫菲的一元醇及其衍生物+菲環戊烷環戊烷多氫菲二、固醇3（膽固醇1）二、固醇3（膽固醇2）極性頭非極性尾固醇類不能被堿皂化二、固醇3（膽固醇3）（類型）雄性激素皮質激素（可的松）維生素D膽固醇2第二節生物膜

一、生物膜的組成及結構模型

二、生物膜的功能三、膜生物工程

一、生物膜的組成及結構模型

（1）脂類（2）蛋白質（3）糖類1．生物膜組成成分：（1）膜脂1

生物膜的脂類主要包括磷脂膽固醇糖脂書35頁（1）膜脂2

（1）膜脂3

液態膜（溶膠）固態膜（凝膠）轉相溫度＞轉相溫度＜轉相溫度（約10～250C)（2）膜蛋白1（分類）

（1）外在蛋白：分布于膜的外表，通過靜電作用及離子鍵作用等較弱的非共價鍵與膜的外表相結合。為水溶性蛋白

（2）內在蛋白：水不溶性，分布在磷脂的雙分子層中，以疏水和親水兩部分分別與磷脂的疏水和親水兩部分結合（2）膜蛋白2（作用）

膜蛋白不僅是構成膜的結構組分，而且在物質代謝（酶蛋白）、物質運輸、細胞運動、細胞信息的傳遞等方面也有重要作用。（3）膜糖類

存在：主要是以糖蛋白和糖脂的形式，分布：在細胞質膜表面較多，一般占質膜總量的2—10%左右主要類型：氨基糖和唾液酸等功能：與細胞的抗原結構、受體、細胞免疫反應、細胞識別、血型及細胞癌變等均有密切關系1．膜的結構組成（圖示）2．膜的結構1

1.主體是磷脂雙分子層，具有流動性2.內在蛋白可“溶解”于雙分子層的中心疏水部分中；外在蛋白可與脂質雙分子層的極性頭部連接，膜蛋白可側向移動，但不翻轉

3.膜蛋白與磷脂之間的相互作用限制了其流動性4.膜兩側具有不對稱性

流體鑲嵌模型的特點：2．膜的結構2（結構模型）流動鑲嵌模型極性頭非極性尾蛋白質磷脂（7成）、膽固醇（3成）、鞘磷脂2．膜的結構3（示例2）2．膜的結構4（由生物膜組稱的結構1）細胞膜葉綠體膜線粒體膜液泡膜核膜植物細胞線粒體細胞核細胞膜2．膜的結構4（由生物膜組成的結構2）動物細胞2．膜的結構4（由生物膜的結構3）葉綠體2．膜的結構4（由生物膜的結構4）線粒體2．膜的結構4（由生物膜的結構5）細胞核二、膜的功能1

1．物質轉運

2．信息傳遞

3．能量轉換

1．參加酶反應1絕大多數的膜含有酶，有的酶作用于膜外的底物，而另一些酶可以作用于膜分隔區域內的底物

1．參加酶反應2

核膜—形成核孔線粒體內膜面積擴大膜使功能出現分化，如：2．物質轉運(總）雙層磷脂分子是生物膜的基本骨架，不帶電荷的脂溶性物質較易通過，大多數膜具有專一性的傳遞載體、酶系或通道，可使一些親水性物質或離子通過生物膜。膜的傳遞作用能調節物質進出細胞的流量，從而維持細胞內環境的穩定狀態

膜蛋白非脂溶性物質（營養物、廢物、神經遞質、激素）由膜蛋白形成的通道進入，或與穿膜蛋白結合，選擇性進入膜內運輸通道主動運輸3.信息傳遞

細胞膜含有帶電荷的表面基團，可構成跨膜電位差。這一性質對神經細胞的傳導功能十分重要

膜的外層表面含有特異的識別部位。如：動物細胞膜的外層表面含有識別同種細胞的部位，能在組織結構的正常發育過程中促進同種細胞有規則的締合細胞表面還具有受體部位，這一部位能特異地結合激素分子，一但這些受體部位與激素結合，就可將信號傳向細胞內的酶，調節其活力4.識別信號分子

抗體蛋白數條α螺旋構成通道識別部位（常有糖鏈連接）4.識別信號分子3

抗體蛋白數條α螺旋構成通道識別部位（常有糖鏈連接）4.識別信號分子4

抗體蛋白數條α螺旋構成通道識別部位（常有糖鏈連接）信息識別受體通道二、膜的功能2(最新成果1)

二、膜的功能2(最新成果2)

1991年，阿格里發現了一個分子隔膜水通道。他的這一發現最后導致整個水通道家族的發現“這一決定性的發現為水通道的生物化學、生理學和基因學的研究打開了大門。研究者可以對水分子經過細胞隔膜的整個過程進行詳細的研究，理解為什么只有水能通過，而其它小的分子則無法通過。這使醫生對腎病有了更進一步的理解”二、膜的功能2(最新成果3)

麥克農的貢獻則在于鹽通道方面，這種履蓋整個隔膜的蛋白質為無機鹽分子在細胞隔膜間的運動提供了通道。它起到了大門和看門人的雙重作用。鹽通道控制著心率、調節荷爾蒙分泌、并產生神經系統信息傳送所需要的電刺激學院稱“由于麥克農的貢獻，我們現在能夠看到鹽通過各個通道流動，這些通道可以用不同的細胞信號所開啟和關閉”三、膜生物工程1(膜制備1）破碎細胞離心分離差速離心密度梯度離心1.膜制備技術:三、膜生物工程1(膜制備2）蔗糖濃度％4％8％12％16％20％塑料離心管滴加樣品三、膜生物工程2(人工膜1）微團三、膜生物工程2(人工膜2）脂質體三、膜生物工程2(人工膜3）雙分子層主動運輸(activetransport)主動運輸是主要的跨膜運輸方式，需要消耗能量提供運輸的動力，可以逆濃度梯度運輸，具有高度專一性；主動運輸一般根據能量的提供方式區分為；初級主動運輸：運輸消耗的能量直接由ATP提供；次級主動運輸：運輸消耗的能量由膜內外離子濃度梯度差儲藏的勢能提供Na+,K+-ATPase系統ATP酶位于細胞膜上，有Na+和K+的結合位點；當ATP酶非磷酸化時，結合位點朝向膜內，與Na+的親和力高，與K+的親和力低，因此結合Na+ATP水解使ATP酶磷酸化，其構象發生改變，結合位點轉向膜外，與Na+的親和力降低，與K+的親和力提高，此時ATP酶釋放Na+，結合胞外的K+隨后ATP酶去磷酸化，酶構象再次發生變化，結合位點轉向膜內，再次釋放K+，結合Na+Na+,K+-ATPase系統Na+,K