1、第2章 脂质,Lipid,一、引言,(一)脂质(lipid)定义,脂肪酸与醇脱水反应形成的酯及其衍生物共性:不溶于水,而易溶于非极性溶剂如乙醚、氯仿、苯等。,单纯脂类 复合脂类 衍生脂类,(二)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,脂酰甘油酯 (最丰富的为甘油三酯)蜡 (含14-36C个碳原子的饱和或不饱和脂肪酸与含16-30C个碳原子的一元醇所形成的酯),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,复合脂质,磷脂(磷酸和含氮碱)糖脂(糖)硫脂(硫酸),由单纯脂类或复合脂类衍生而来或与它们关系密切。,萜类:天然色素、香精油、天然橡胶 固醇类:固醇
2、(甾醇、性激素、肾上腺皮质激素) 其他脂类:维生素A、D、E、K等。,衍生脂质,可皂化脂类:一类能被碱水解而产生皂(脂肪酸盐)的脂类。不可皂化脂类:不能被碱水解而产生皂(脂肪酸盐)的脂类。主要有不含脂肪酸的萜类和类固醇类。,II 按能否被碱水解分类,极性 非极性, 脂质在水中和水界面上的行为不同,(三)脂质的功能,1. 贮存脂质,2.结构脂质3.活性脂质,皮下脂肪细胞(黄、白色),细胞膜,二、脂肪酸(fatty acid),1、结构特点(表22),软脂酸(十六烷酸),硬脂酸(十八烷酸),油酸(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
3、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),2、脂肪酸的理化性质,溶解度 与烃链的长度有关 熔 点 与双键数目、顺反有关 皂化反应 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。 乳化作用 脂肪酸盐、胆汁酸盐、SDS、Triton X-100 腐败和过氧化,3、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),
4、由20碳的多不饱和脂肪酸衍生而来前列腺素 凝血恶烷 白三烯,局部激素,三、三酰甘油和蜡,(一)酰基甘油(acylglycerol),呈液态:油(oil),呈固态:脂(fat),常温下,油脂,中性脂/真脂,1分子甘油和3分子脂肪酸形成的酯,脂肪酸,饱和 : 16C软脂酸、 18C硬脂酸,不饱和,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),三酰甘油(triacylglycerol, TG),甘油(丙三醇),单酯酰甘油,二酯酰甘油,H2O,H2O,三酯酰甘油,脂肪酸1,脂肪酸2,通式,R1=R2=R3 简单三酰甘油,混合三酰甘油,烷醚酰基甘油,烷基烯基,
5、醚键,长链脂肪酸与长链一元醇/固醇形成的酯 脂肪醇中的碳原子在16以上 分布在生物体表面起保护作用,植物蜡防虫蛀、防辐射、降低水分蒸发 动物蜡防水、保温、筑巢,(二)蜡(wax),巴西棕榈蜡,通式,RCOOR 多为饱和脂肪酸 醇饱和或不饱和/固醇,蜂蜡完全不透水,四、脂质过氧化(peroxidation),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,(一)自由基、活性氧和自由基链反应,1、自由基(free radical) 分子/原子/基团中有未配对电子的 一类物质。很活泼,具有很强的掠夺性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
6、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:,均裂(homolysis),A :B A. + B.,自由基的形成:,辐射诱导,自由基的形成:,热诱导,单电子氧化还原,H2Ohv HOHeaq-,(C6H5COO)22C6H5COO C6H5+CO2,Fe2+H2O2 Fe3+OH+OH-,2、活性氧,O2 OH H2O2 1O2 LO . LOO . LOOH 臭氧 NO,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初始自由基的形成 增长:新生自由基导致新的抽氢反应再形成新的自由基 终止:两自由基偶联或歧化或在抗氧化剂作用下使自由基链式反应停止,(二
7、)脂质过氧化过程,(三)脂质过氧化对机体的损伤,脂质过氧化,中间产物自由基 终产物丙二醛,膜流动性通透性受影响,动脉粥样硬化,老年色素斑形成,蛋白质聚合交联,(四)抗氧化剂的保护作用,抗氧化剂: SOD(超氧化物歧化酶) 过氧化氢酶(谷胱甘肽过氧化物酶) 维生素E/维生素C 胡萝卜素,具有还原性、能抑制靶分子自动氧化的物质。,SOD:2O2 + 2H+ H2O2 + O2,- ,预防型抗氧化剂,过氧化氢酶(catalase):2H2O2 2H2O + O2谷胱甘肽过氧化物酶:H2O2 + 2GSH 2H2O + 2GSSG,谷胱甘肽过氧化物酶:ROOH + 2GSH ROH + 2GSSG,脂
8、质氢过氧化物的还原,五、磷脂(phospholipid),磷脂,甘油磷脂,鞘脂类,鞘磷脂,鞘糖脂,X,非极性,不易溶于水 称非极性尾,极性,易溶于水称极性头,(一)甘油磷脂(glycerophospholipid),极性醇,基本结构,常见的甘油磷脂,(二)醚甘油磷脂(ether phosphoglyceride),缩醛磷脂,血小板活化因子,(三)鞘磷脂(sphingomyelin),六、糖脂,氨基醇,非极性尾,极性头,磷酸胆碱(或磷酸胆胺),糖 脂,鞘磷脂,单糖及单糖聚合物,(一)鞘糖脂(glycosphingolipid),以神经酰胺为母体,1、酸性鞘糖脂,含有唾液酸或硫酸基,硫酸鞘糖脂(硫
9、苷脂) 唾液酸鞘糖脂(神经节苷脂),2、中性鞘糖脂,Gal1 1Cer,半乳糖基神经酰胺 (脑苷脂),二酰甘油sn-3上羟基与糖基以糖苷键相连。 又被称为糖基甘油脂,(二)甘油糖脂(glyceroglycolipid),七、萜与类固醇,不含脂肪酸,属于不可皂化脂质,(一)萜(terpene),Isoprene unit,四萜 (tetraterpene),+,环戊烷多氢菲,菲,环戊烷,(二)固醇类(steroid) 环戊烷多氢菲的一元醇及其衍生物,1、结构特点,甾 核,A环,B环,C环,D环,角甲基,雄性激素,可的松(激素),维生素D,胆固醇,非极性尾,极性头,胆固醇,2、胆固醇和非动物固醇特
10、点:C3核有一取向的羟基C17上有烃链 功能:构成生物膜、形成类固醇,胆固醇、豆固醇、麦角固醇、酵母固醇,cholesterol,3、固醇衍生物,八、血浆脂蛋白(lipoprotein),脂质和蛋白质以非共价键(次级键:疏水键、范德华引力等)结合形成的复合物。,载脂蛋白(apolipoprotein,apo) 脱辅基脂蛋白,与脂的运输有关,(一)血浆脂蛋白的分类,乳糜微粒 (chylomicron) 极低密度脂蛋白 VLDL 中间密度脂蛋白 IDL 低密度脂蛋白 LDL 高密度脂蛋白 HDL,蛋白质,高,脂,低,功能载运甘油三酯和胆固醇,脂蛋白模式图,甘油三酯和胆固醇核心,低密度脂蛋白高心肌梗塞的先兆?,