第二章 脂质化学
(3)磷脂的水解
被碱水解 被酸水解 被专一性磷脂酶水解
甘油磷脂在弱碱、强碱和酸的条件下水解
弱、强碱 弱、强碱
酸
(1)弱碱水解产物: 脂肪酸盐和甘油-3-磷酰醇
(2)强碱水解产物: 脂肪酸盐、醇(X-OH)和甘油-3-磷酸
(3)酸:水解磷酸与甘油之间的酯键。
强碱
磷脂酶A1,A2,C,D:专一性水解甘油磷脂的 酯键和磷酸二酯键
(2)膳食中缺乏ω -6PUFA,导致皮肤病变。缺乏ω -3PUFA将 导致神经和视觉疑难症和心脏疾病。
ω-6和 ω-3PUFA的来源:
参见三版P88-91
ω -6PUFA
亚油酸: 植物油(大豆、棉籽、芝麻、花生、玉米胚、葵花籽等) γ -亚麻酸和花生四烯酸: 肉类、玉米胚油或体内由亚油酸合成。
ω -3PUFA
甘油磷脂名称
HO-X的名称
—X的结构
极性头基净电荷
磷脂酸 磷脂酰乙醇胺 磷脂酰胆碱
—— 胆胺
胆碱
磷脂酰丝氨酸
丝氨酸
磷脂酰甘油
甘油
磷脂酰肌醇
肌醇
H -1
H
心磷脂
磷脂酰甘油
(三)甘油磷脂的一般性质 (1)溶解性:溶于多种有机溶剂,一般不溶于丙酮。 (2)磷脂是两亲脂质,可做乳化剂,在水中能形成双
分层微囊。
R2-C-O-C-H
OH
HO
H
CH2
β-糖苷键
O
1
二、鞘脂
• 鞘脂:不含甘油成分;是由长链的鞘氨醇、脂肪酸、 极性头基(磷酸、胆碱等)组成的脂类
鞘氨醇
脂肪酸
极性头基
神经酰胺:由脂肪酸与鞘氨醇的氨基连接而成。是所 有鞘脂(鞘磷脂,鞘糖脂)的结构母体。
1、鞘磷脂
鞘磷脂的极性头基通过 磷酸二酯键与神经酰胺 相连。
1
3 2 H
乳糖基神经酰胺 (Galβ1→4Glcβ1→1Cer )
疏水尾
神经节苷脂:
( Galβ1→3GalNAcβ1 →4 Galβ1 →4 Glcβ1→1Cer ) 3
↑
2 αSia
第四节 萜类和固醇类
一般不含脂肪酸,属于不可皂化脂质或活性脂质
1、萜:其碳骨架可看成是由两个或多个异戊二烯单位 连接而成。如类胡萝卜素,泛醌等。
甘油磷脂是第一大类膜脂,鞘脂第二大类膜脂
一、甘油磷脂
(一)甘油磷脂的结构
非极性尾部
HO
H
Sn -3-磷酸甘油
o
o H2C—O—C—R1
R2—C—O—CH
o
H2C—O—P—OH
OH
极性头部 甘油磷脂结构通式
(Sn-立体特异性编号体系)
Sn -3-磷脂酸
(二)常见甘油磷脂的极性头部和其净电荷 (PH=7)
前列腺素、泛醌等。
返回
脂质的生物功能
• 生物膜的结构组分 • 是碳及能量的主要储存形式 • 参与细胞识别,是与免疫有关的细胞表面物质 • 作为溶剂溶解一些维生素及激素 • 是其他重要生理活性物质的前体 • 保护机体表面以防止感染及水分的过度丢失 • 作为缓冲屏障以防止热、电及机械冲击
第二节 三酰甘油和蜡
必需脂肪酸与多不饱和脂肪酸(PUFA)
(1)必需脂肪酸:亚油酸和亚麻酸
(2)亚油酸和亚麻酸属于两个不同的多不饱和 脂肪酸(PUFA)家族
ω -6系列:指第一个双键离甲基末端6个碳的多不饱和脂肪酸
亚油酸是ω -6家族的原初成员,人和哺乳动物体内能转变为 γ -亚麻酸并继续延长为花生四烯酸。(与生物膜结构、功能密 切相关)
反式不饱和脂肪酸比顺式不饱和脂肪酸空阻小 ,更稳定,更容易生成,而且一旦生成,又不易被 氢化饱和。
所以,在顺式不饱和脂肪酸催化加氢的产物饱 和脂肪酸中,会含有一定量的反式不饱和脂肪酸。 这就是反式脂肪酸的由来。
(3)酸败和自动氧化
-C=C- 自动氧化 HH
HH -C-C-
OO
酸价:中和1克油脂中的游离脂肪酸所需的KOH的毫克数。
胆碱鞘磷脂、胆胺鞘磷脂与 甘油磷脂一起归于磷脂,是 组成膜结构的主要成分。
胆碱鞘磷脂
2、鞘糖脂:神经酰胺的1位羟基被糖基化形成Β -糖苷 化合物,不含磷酸成分。分布膜外表面。
1
β-糖苷键
3 2
OH
OH
H
脑苷脂
半乳糖基神经酰胺(Galβ1→1Cer) 葡萄糖基神经酰胺(Glcβ1→1Cer)
极性头基
二、脂肪酸(FA) 1、结构
是由一条4~36个碳的烃链和一个 末端羧基组成的有机物。
分饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸。 碳原子编号从羧基端到到甲基端。
饱和脂肪酸与不饱和脂肪酸的构象
2、命名与简写符号(表7-2)
系统名称按有机化合物命名原则进行。
十六碳脂肪酸(软脂酸)、十八碳脂肪酸(硬脂酸)
9-十六碳烯酸(棕榈油酸)9-十八碳烯酸(油酸)
过氧化值:油脂氧化过程中产生的过氧化物,与碘化氢反应而 析出游离的碘,再用硫代硫酸钠标准溶液滴定析1)油脂的脂肪酸组成
不饱和脂肪酸越多,越容易发生自动氧化。 思考:为什么家用猪油比花生油更易变“哈喇”? 因为天然植物油脂中溶有维生素E,起抗氧化作用。
如18:0
18:1(9)
3、天然脂肪酸的结构特点
(1)一般为偶数碳原子,碳骨架长度4-36,常见 12-24,一般不分支。
(2)绝大多数不饱和脂肪酸中的双键为顺式结构。 (3)不饱和脂肪酸双键位置有一定的规律性。 (4) 动物脂肪酸大多饱和的,植物中不饱和脂肪酸多
哺乳动物和人体不能合成亚油酸和亚麻酸。
老年斑:脂褐素+黑色素,脂褐素由氧化了的不饱和脂质、蛋白 质及其他细胞降解物聚合而成。脂褐素影响RNA代谢,使细胞 萎缩和死亡。
(3)抗氧化剂的保护作用:
超氧化物歧化酶(SOD),过氧化氢酶,维生素E,维生素C等
第三节 磷脂和鞘脂
• 磷脂:包括甘油磷脂和鞘氨醇磷脂。 • 鞘脂:包括鞘磷脂和鞘糖脂。
第五节 结合脂类
一、糖脂 二、脂蛋白类
磷脂酶 A1(B1) 磷脂酶B被认为是磷脂酶A1及A2的混合物。
磷脂酶 A2(B2) 磷脂酶 C
溶血磷酸甘油酯(或溶血磷脂): 只含一个脂肪酸的甘油磷脂。能溶 解细胞膜。
磷脂酶 D
甘油糖脂:
O
1,2-脂酰-sn-甘油分子中的sn-3位置上
通过糖苷键连接糖残基。
CH2-O-C-R1 O
分子中不含磷酸。
水解与皂化: o
CH2-O-C-R1
o
CH-O-C-R2
o
CH2-O-C-R3
Mr
1
+3KOH
甘油+
R1COOK R2COOK R3COOK
3×56 皂化值/1000
平均相对分子质量Mr=1×3×56×1000/SV
皂化值的大小反映了油脂平均分子量的大小。
(2) 氢化与卤化
氢化:在Ni的催化下,含不饱和脂肪酸的油脂与氢 发生的加成反应。用于制造人造黄油。
2、类固醇:是环戊烷多氢菲的衍生物。
如:胆固醇 的结构
也是两亲分子。
角甲基
烷烃侧链
极性头基
甾核
胆固醇在生物体中的作用:
18
21
27
22
23
24
25
12
19
11 13
C 14
1
9
2 3
A
4
5
10
B
6
8 7
17
D 16
15
20
化学结构
26
• 参与膜的组成,对膜中脂质的物理状态有调节作用 • 转化为维生素D3 • 转化为胆酸和胆汁酸盐 • 转化为激素(如性激素) • 血中脂蛋白复合体的成分之一
(2)温度 (3)氧气 (4)某些金属离子 (5)光线和射线
人体内自动氧化的问题
(1)生物膜是生命系统中最容易发生脂质过氧化的场所 因为它具备脂质过氧化的两个必要条件:
氧气,多不饱和脂肪酸
(2)脂质过氧化对机体造成的损害
脂质过氧化的中间产物可引起蛋白质聚合,交联,从而限制了 膜蛋白的运动性,不饱和脂肪酸的减少,膜脂的流动性降低, 必然导致膜功能异常。
第一节 概述
一、脂质概念 脂类是是生物体中的重要有机物,其共同点是不溶
于水,只溶于苯、乙醚、氯仿及石油醚等有机溶剂;大多 数脂质的化学本质是脂肪酸和醇形成的酯及其衍生物。以 及与这些化合物的生物合成或生物功能紧密相关的一类物 质。 二、脂类物质的分类 (一)按其化学组成分 (二)按其生物学功能分
三、脂质的生物功能
α -亚麻酸: 油脂(大豆、胡桃、芝麻、小麦胚、油菜籽等) EPA和DHA: 人乳,海洋动物(鱼、贝类、甲壳类)或体内由 α -亚麻酸合成
三、脂肪酸与甘油三酯的理化性质 (一)物理性质:
1、溶解度:脂肪酸烃链越长,水中溶解度越低。短链 脂肪酸(<10个碳)略溶于水。甘油三酯 不溶于水,溶于有机溶剂。
2、熔点:不饱和脂肪酸比相同链长的饱和脂肪酸熔点低; 相同饱和度的脂肪酸链越长,熔点越高。 甘油三酯只有大概范围,与其脂肪酸组成有关。
3、其他:脂肪的光学活性、无色、无味 、密度小于1等
(二)三酰甘油的化学性质
o H2C-O-oC-R1
HC-O-C-R2
o
H2C-O-C-R3
甘油三酯的结构示意图
(1)水解作用:酸、碱、脂肪酶都可催化水解,释放游离脂肪酸。 皂化作用:油脂的碱水解。 皂化值:皂化1g油脂所需KOH的mg数。 是油脂平均相对分子量和油脂中脂肪酸平均链长的量度。
一、三酰甘油(中性脂肪)
O
CH2-OH HO-C-H
CH2-OH
CH2-O-C-R1 O R2-C-O-C-H
O CH2-O-C-R3