第4章脂类和生物膜.ppt

第四章 脂类和生物膜一、脂类(lipid)不溶于水，但能溶于乙醚、氯仿、苯等非极性有机溶剂脂类脂肪可变脂磷脂糖脂固醇根本脂贮存能量的主要形式,防止机械损伤，保温构成生物膜的重要物质(一)脂肪(三酰甘油)(fat)1分子甘油和3分子脂肪酸结合而成的酯CH2 O C R1CH O C R2CH2 O C R3O O O|Glycerol Fatty acid脂肪酸饱和脂肪酸：软脂酸16C、硬脂酸(18C)不饱和脂肪酸含1个双键油酸含2个双键亚油酸含3个双键亚麻酸含4个双键(花生四烯酸)COOHCOOH 必需脂肪酸指维持生命活动所必需的、体内不能合成，必须从外界摄取的脂肪酸 人类的必需脂肪酸包括几种多烯脂肪酸,如亚油酸(18:29,12)、-亚麻酸(18:39,12,15)、花生四烯酸(20:45,8,11,14)及二十碳五烯酸(EPA,20:55,8,11,14,17)和二十二碳六烯酸(DHA,22:64,7,10,13,16,19)，后两者存在于鱼油中 人体内-亚麻酸和花生四烯酸可由亚油酸部分合成，EPA及DHA能从-亚麻酸转化，但不能满足机体需要，仍需从食物摄入CH2O H(二) 甘油磷酸酯类(Glycerophospholipids)CH2OCOR1R2OCOCH非极性尾非极性尾POXO-O极性头磷脂(phospholipids)是优良的两亲性分子,在水相中自发形成脂质双分子层。

疏水端亲水端磷脂酰乙醇胺(脑磷脂)磷脂酰胆碱(卵磷脂)磷脂酰丝氨酸 磷脂酰肌醇乙醇胺(胆胺) 胆碱 丝氨酸 肌醇(环己六醇)pH7：正电荷 正电荷 负电荷含量最丰富的磷脂,参与血液凝结生物膜主要成分之一肝脏和心肌分布较多生物膜成分之一(三)鞘脂类由1分子脂肪酸，1分子鞘氨醇或其衍生物，以及1分子极性头基团组成鞘磷脂类(sphingophospholipids):含磷，极性头是磷脂酰胆碱或磷脂酰乙醇胺，两个疏水尾是鞘氨醇和脂肪酸脑苷脂类(糖鞘脂):不含磷，极性头是一个或多个糖单位，不带电荷呈中性两个疏水尾是鞘氨醇和脂肪酸多数存在于细胞膜外层鞘磷脂的构造脑苷脂的分子构造(四)固醇(甾醇)类 固醇类都是环戊烷多氢菲的衍生物由于含有醇基，所以命名为固醇最常见的固醇是胆固醇(胆甾醇),为动物固醇类的重要代表 胆固醇(cholesterol)主要在肝脏合成，是生物膜脂质的一个成分，在血浆、胆汁和蛋黄内，尤其脑组织、肾上腺内含量特别丰富血清胆固醇含量过高是引起动脉粥样硬化及心肌堵塞的危险因素之一大豆、麦芽中的植物固醇能减少胆固醇在血液中的积蓄环戊烷+菲环戊烷多氢菲(固醇)环戊烷菲1256891011121314151617181920212227C20-C27为异辛基73423242526ABCD分子另一端有烃链及固醇的环状构造而疏水分子一端有一极性头部基团羟基而亲水7-脱氢胆固醇:两性分子,在皮肤内经阳光照射可转变成VitD3567817二、生物膜biological membrane 所有的细胞都以一层薄膜将它的内含物与外界环境分开，这层薄膜称为细胞的质膜。

大多数细胞中还含有许多内膜系统，组成具有各种特定功能的亚细胞构造和细胞器例如，线粒体、细胞核、内质网、溶酶体和叶绿体等 细胞膜以及各种细胞器的外膜通称为生物膜一)、生物膜的组成 脂类(主要是磷脂和胆固醇) 蛋白质(包括酶) 少量糖类(糖蛋白和糖脂) 水和金属离子等生物膜的组成，因膜的种类不同而有很大的差异1.膜脂 脂类是构成生物膜最根本的构造物质; 生物膜中的脂类主要包括磷脂、胆固醇等，其中以磷脂为主要成分； 当磷脂分散于水相时，可形成双分子层构造的脂质体; 胆固醇以中性脂的形式分布在磷脂双分子层内，对生物膜中脂类的物理状态有一定的调节作用，有利于保持膜的流动性和降低相变温度内部水腔脂双层脂双层磷脂2.膜蛋白 根据蛋白质在膜上的定位情况，可以分为外周蛋白和内在蛋白 膜蛋白具有重要的生物功能，是生物膜施行功能的根本场所外周蛋白内在蛋白糖脂胆固醇磷脂一般占膜蛋白的20-30%能溶解于水,分布于脂双层的外表，通过静电作用及离子键作用等较弱的非共价键与膜的外外表结合易于别离，改变离子强度或参加金属螯合剂即可提取1)外周蛋白(peripheral protein):(2)内在蛋白(integral protein):一般占膜蛋白的70-80%。

不溶于水，有的全部埋于脂双层的疏水区或嵌在脂双层中或横跨全膜以疏水和亲水两部分分别与磷脂的疏水和亲水两部分结合这类蛋白质不易于别离，只有用较剧烈的条件(如:去垢剂、有机溶剂、超声波等)才能把它们溶解下来与脂双层疏水区接触的部分，由于水分子的排除，多肽分子形成氢键的趋向大大增加，因此往往以-螺旋或-折叠形式存在，其中又以-螺旋更普遍 去垢剂：离子型去垢剂(SDS,十二烷基硫酸钠);非离子去垢剂(Triton X-100)内在蛋白3.膜糖类 主要以糖蛋白和糖脂的形式存在细胞膜外表的糖类一般占质膜总量的2-10%与膜蛋白和膜脂结合的糖类主要有中性糖、氨基糖和唾液酸糖脂主要为神经糖脂糖蛋白和糖脂与细胞的抗原构造、受体、细胞免疫、细胞识别、血型及细胞癌变等亲密相关二)、生物膜的构造流动镶嵌模型(S.J.Singer, G.Nicolson, 1972)膜的流动镶嵌模型构造要点：1. 膜构造的连续主体是极性的脂质双分子层2. 膜磷脂疏水尾部的脂肪酸在细胞的正常温度下呈液态，因此脂质双分子层具有流动性 3. 内嵌蛋白“溶解于脂质双分子层的中心疏水部分中4. 外周蛋白与脂质双分子层的极性头部连接5. 双分子层中的脂质分子之间或蛋白质组分与脂质之间无共价结合。

6. 膜蛋白可作横向运动三)、膜的功能1.物质传递作用2.保护作用3.信息传递作用4.细胞识别作用5.能量转换作用(线粒体内膜和叶绿体类囊体膜)6.蛋白质合成与运输(粗面内质网膜)7.内部运输(高尔基体膜)8.核质分开(核膜)生物膜的模拟人工膜是研究生物膜的一个必不可少的手段3. 运载工具：包载特殊功能的生物大分子(酶、DNA、激素等)及小分子药物定向地导入特定的细胞中，到达诊断、治疗各种疾病(肿瘤)或改变细胞代谢和遗传特性等目的四)、人工膜技术及应用1. 脂质体本身理化性质的研究2. 在离体条件下研究膜的功能关于人工膜的研究分三个领域脂质体:是磷脂在水中形成的一种由脂双分子层围成的囊状构造根据磷脂的构造和性质说明其与生物膜的构造和某些功能的关系课堂作业。