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第三章 脂类和生物膜化学


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蜡(Wax) )
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三、脂类的生理功能
1、结构成分
磷脂是生物膜的主要成分
2、储存能源
机体代谢燃料和储能形式
3、溶剂 3
脂质是一些活性物质的溶剂,如脂溶性维生素
4、保温和保护
脂质是润滑剂和防寒剂
5、其他
参与机体代谢调节
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三、生物膜的功能
1、物质转运——生物膜的基本功能
简单扩散、协助扩散、主动运输
2、信息传递——质膜可将膜外信息传至细 胞内 3、能量转换——线粒体膜是主要装置 4、免疫功能——细胞膜具有识别外源物质 的功能
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四、膜生物工程
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二、生物膜的特性
1、流动性
膜脂分子有以下几种运动方式: 侧向移动; 旋转运动; 膜脂分子有以下几种运动方式:①侧向移动;②旋转运动;③左 右摆动; 翻转运动。 右摆动;④翻转运动。膜蛋白分子的运动形式有侧向运动和旋转 运动二种。 运动二种
2、不对称性 3、选择性渗透性作用 3
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3、酵母固醇
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第四节 生物膜
生物膜是一个具有特殊结构和功能的 选择性通透膜,它的主要功能可归纳为: 能量转换、物质运送、信息识别与传递。
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一、生物膜的组成及结构模型
一般来说分子量小、 一般来说分子量小、脂溶性强的非极性的分子能迅速地通过脂双 层膜,不带电荷的小分子也较易通透, CO2、O2、 层膜,不带电荷的小分子也较易通透,如CO2、O2、乙醇和尿素 可迅速扩散通过脂双层。H2O因为分子小 不带电荷, 因为分子小, 可迅速扩散通过脂双层。H2O因为分子小,不带电荷,且本身具 有双极结构,也很容易通过膜。 有双极结构,也很容易通过膜。 对一些相对较大的极性或带电的分子,如葡萄糖、 对一些相对较大的极性或带电的分子,如葡萄糖、氨基酸及离子 等物质均不能自由通过膜。 等物质均不能自由通过膜。这些物质的运输均需要有膜蛋白的介 导,这些蛋白称膜运输蛋白。 这些蛋白称膜运输蛋白。
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2、种类
按脂肪酸种类分: ⑴、按脂肪酸种类分:
饱和脂肪酸构成的酯
软脂酸(16C)、硬脂酸 如:软脂酸 、硬脂酸(18C)。 。
不饱和脂肪酸构成的酯
如:油酸、亚油酸。 油酸、亚油酸。
按熔点分: ⑵、按熔点分:
常温下为固态—脂 常温下为固态 脂;如:动物脂肪。 动物脂肪。 常温下为液态—油 常温下为液态 油;如:大多数植物油。 大多数植物油。
第三节 磷脂和固醇类
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一、磷脂
1、甘油磷脂(也称磷酸甘油酯)
组成:磷酸化的头部+三碳的甘油骨架+ 组成:磷酸化的头部+三碳的甘油骨架+两条脂肪酸链 是生物膜的主要组分。 是生物膜的主要组分。
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重要的磷脂:
磷脂酰胆碱—— 卵 磷脂 磷脂酰乙醇胺 —— 脑磷脂 磷脂酰丝氨酸 磷脂酰肌醇 心磷脂
二、脂质的分类
(1)简单脂质: )简单脂质:
脂肪酸与醇类形成的酯。 脂肪酸与醇类形成的酯。
如脂肪、 如脂肪、蜡、油脂等
(2)复合脂质: )复合脂质:
除了含有脂肪酸和各种醇外,还含有其他成分的酯 除了含有脂肪酸和各种醇外, 磷脂:甘油磷脂、 磷脂:甘油磷脂、鞘磷脂 糖脂:甘油糖脂、 糖脂:甘油糖脂、鞘糖脂 脂蛋白
第三章 脂类和生物膜化学
第一节 概述
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一、脂质的概念
1、定义:
脂质或称类脂是由脂肪酸与醇作用生成的酯及 其衍生物。 其衍生物。
2、特点
不溶于水,易溶于乙醚、氯仿、 不溶于水,易溶于乙醚、氯仿、苯等非极性溶 剂中。 剂中。 脂溶性
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三酰甘油是甘油的脂肪酸酯 1分子甘油和 分子脂肪酸结 分子甘油和3分子脂肪酸结 分子甘油和 合成的酯,又称脂肪。 合成的酯,又称脂肪。 二酰甘油 单酰甘油
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脂酰甘油
脂肪酸和甘油形成的酯。根据脂肪酸分子数多少分为: 单脂酰甘油、二脂酰甘油、三脂酰甘油
3个脂肪酸相同:单纯甘油酯 个脂肪酸相同: 个脂肪酸相同 3个脂肪酸不同:混合甘油酯 个脂肪酸不同: 个脂肪酸不同
3.下列各项中,哪一项不属于生物膜的功能: A、主动运输 B、被动运输 C、能量转化 D、生物遗传 4. 当生物膜中不饱和脂肪酸增加时,生物膜的相变温 度: A、增加 B、降低 C、不变 D、范围增大 5. 生物膜的功能主要决定于: A、膜蛋白 C、糖类 B、膜脂 D、膜的结合水
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1、生物膜的组成
所有生物膜都是由蛋白质和脂质组成
蛋白质:
外周膜蛋白、整合膜蛋白
脂质:
主要是磷脂、糖脂和胆固醇 组成生物膜的磷脂分子有以下几个特征: ① 一个极性头,两个非极性尾。心磷脂除外,它有4个非极 性尾部 ② 除含有饱和脂肪酸外,还含有不饱和脂肪酸,且多为顺式 结构。
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影响脂质分子Tc的主要因子是: 影响脂质分子Tc的主要因子是:①脂肪酰链 Tc的主要因子是 的长度(长度越长,Tc越高);② 越高); 的长度(长度越长,Tc越高);②脂肪酰链 的饱和程度(饱和度越高,Tc越高);③脂 的饱和程度(饱和度越高,Tc越高);③ 越高); 质头部基因的种类( 质头部基因的种类(如,头部较小的磷脂酰 乙醇胺和磷脂酰胆碱相比,Tc要高20多度 要高20多度。) 乙醇胺和磷脂酰胆碱相比,Tc要高20多度。) 正常生理条件下,整个脂质双分子层构成液 正常生理条件下,整个脂质双分子层构成液 晶状态的基质,不仅是脂质分子,蛋白质分子 晶状态的基质,不仅是脂质分子, 的基质 也处于不停的运动状态。 也处于不停的运动状态。
一类是能识别各种物质, 一类是能识别各种物质,在一定条件下有选择地使其通 过细胞膜的蛋白质如通道蛋白; 过细胞膜的蛋白质如通道蛋白; 另一类是分布在细胞膜表面, 另一类是分布在细胞膜表面,能“辨认”和接受细胞环 辨认” 境中特异的化学性刺激的蛋白质,这统称为受体; 境中特异的化学性刺激的蛋白质,这统称为受体; 还有一大类膜蛋白质属于膜内酶类,种类甚多; 还有一大类膜蛋白质属于膜内酶类,种类甚多; 此外,膜蛋白质可以是和免疫功能有关的物质。 此外,膜蛋白质可以是和免疫功能有关的物质。
2、膜结构
液态镶嵌模型
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膜蛋白
内在膜蛋白(integral membrane protein): 插入脂双层的疏水核和完全跨越脂双层的膜蛋白。 外周膜蛋白(peripheral membrane protein): 通过与膜脂的极性头部或内在的膜蛋白的离子相互 作用和形成氢键与膜的内或外表面弱结合的膜蛋白。 通道蛋白(channel protein):是带有中央水相 通道的内在膜蛋白,它可以使大小适合的离子或分 子从膜的任一方向穿过膜。 (膜)孔蛋白(pore protein):其含意与膜通道 蛋白类似,只是该术语常用于细菌。
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第二节 油脂的结构和性质
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油脂是油和脂的总称
常温下液态——油 常温下固态或半固态——脂
但从化学结构来看相同,都为甘油和脂肪酸 所组成的酯。
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一、油脂的结构
1、结构 、
补充:必需脂肪酸 essential fatty acids
不饱和脂肪酸中的亚麻酸、亚油酸、花生四稀酸,保持正常生长 和健康所必需的,而且只能从食物中摄取。 湖 北 工 业 大 学 工 程 技 术 学 院
二、油脂的性质
1、溶解性
不溶于水,易溶于乙醚、氯仿、苯等非极性溶剂中
2、皂化作用
三酰甘油能在酸、碱或脂酶的作用下水解为脂肪酸和甘 油。如果在碱溶液中水解,产物之一是脂肪酸的盐类(如 钠、钾盐),俗称肥皂;油脂的碱水解作用称皂化作用。 皂化1g油脂所需的KOH mg数称为皂化值(价)
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膜蛋白的功能
生物膜所具有的各种功能, 生物膜所具有的各种功能,在很大程度上决定于膜 内所含的蛋白质;细胞和周围环境之间的物质、 内所含的蛋白质;细胞和周围环境之间的物质、能 量和信息的交换,大多与细胞膜上的蛋白质有关。 量和信息的交换,大多与细胞膜上的蛋白质有关。 细胞膜蛋白质就其功能可分为以下几类: 细胞膜蛋白质就其功能可分为以下几类:
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胆固醇
睾酮雄性激素
雌激素
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1、胆固醇
胆固醇是动物组织细胞所不可缺少的重要物质, 它不仅参与形成细胞膜,而且是合成胆汁酸,维生素 D以及甾体激素的原料。
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2、胆酸及胆汁酸
(3)衍生脂质: )衍生脂质:
脂肪酸及其衍生物
甘油、鞘氨醇、高级醇,固醇类、萜类, 甘油、鞘氨醇、高级醇,固醇类、萜类,脂溶性维生素等 湖 北 工 业 大 学 工 程 技 术 学 院
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