7-脱氢胆固醇:两性分子,在皮肤内经阳光照射可转变成VitD3 脱氢胆固醇:两性分子,在皮肤内经阳光照射可转变成VitD
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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。 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 大多数细胞中还含有许多内膜系统， 各种特定功能的亚细胞结构和细胞器。例如， 各种特定功能的亚细胞结构和细胞器。例如， 线粒体、细胞核、内质网、溶酶体和叶绿体等。 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。 细胞膜以及各种细胞器的外膜通称为生物膜。
(四)、人工膜技术及应用
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。 人工膜是研究生物膜的一个必不可少的手段。 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 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结构。 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结构。 关于人工膜的研究分三个领域﹕ 关于人工膜的研究分三个领域﹕ 脂质体本身理化性质的研究。 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。 在离体条件下研究膜的功能。 运载工具： 3. 运载工具：包特殊功能的 生物大分子( DNA、激素等) 生物大分子(酶、DNA、激素等) 小分子药物定向地导入特定的 及小分子药物定向地导入特定的 细胞中，达到诊断、 细胞中，达到诊断、治疗各种疾 肿瘤) 病(肿瘤)或改变细胞代谢和遗传 特性等目标。 特性等目标。
(二)、生物膜的结构
流动镶嵌模型(S.J.Singer, 流动镶嵌模型(S.J.Singer, G.Nicolson, 1972)
膜的流动镶嵌模型结构要点： 膜的流动镶嵌模型结构要点：
膜结构的连续主体是极性的脂质双分子层。 1. 膜结构的连续主体是极性的脂质双分子层。 膜磷脂疏水尾部的脂肪酸在细胞的正常温度下呈液态， 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。 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。 内嵌蛋白“溶解”于脂质双分子层的中心疏水部分中。 外周蛋白与脂质双分子层的极性头部连接。 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。 共价结合。 膜蛋白可作横向运动。 6. 膜蛋白可作横向运动。
1分子甘油和3分子脂肪酸结合而成的酯。 分子甘油和3分子脂肪酸结合而成的酯。 O || CH2 – O – C – R1 O || CH – O – C – R2 O || CH2 – O – C – R3 Glycerol Fatty acid
饱和脂肪酸：软脂酸（16C）、硬脂酸(18C)。 饱和脂肪酸：软脂酸（16C）、硬脂酸(18C)。 ）、硬脂酸(18C) 脂肪酸 不饱和脂肪酸 含1个双键（油酸） 个双键（油酸） 含2个双键（亚油酸） 个双键（亚油酸） 含3个双键（亚麻酸） 个双键（亚麻酸） 含4个双键(花生四烯酸) 个双键(花生四烯酸)
(二) 甘油磷酸酯类(Glycerophospholipids)
CH2OCOR1 非极 性尾 R2OCOCH OCH2—O P P—O—X H—O—X O 极性头 非极性尾
磷脂( 磷脂(phospholipids)是优良的两亲性分 ) 在水相中自发形成脂质双分子层。 子,在水相中自发形成脂质双分子层。
课堂作业
根据磷脂的结构和性质说明其与生物膜的结构 和某些功能的关系。 和某些功能的关系。
内部水腔
脂双层 脂双层 磷脂
2.膜蛋白 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 根据蛋白质在膜上的定位情况， 内在蛋白。 内在蛋白。 • 膜蛋白具有重要的生物功能 ， 是生物膜实施功能的基 膜蛋白具有重要的生物功能， 本场所。 本场所。
内在蛋白
外周蛋白
糖脂
胆固醇
磷脂
(1)外周蛋白(peripheral (1)外周蛋白(peripheral protein): 外周蛋白
(2)内在蛋白(integral (2)内在蛋白(integral protein): 内在蛋白 ①一般占膜蛋白的70-80%。 一般占膜蛋白的70-80%。 70 ②不溶于水，有的全部埋于脂双层的疏水区或嵌在脂双 不溶于水， 层中或横跨全膜。 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。 疏水和亲水两部分结合。 ③这类蛋白质不易于分离，只有用较剧烈的条件(如:去 这类蛋白质不易于分离，只有用较剧烈的条件( 垢剂、有机溶剂、超声波等)才能把它们溶解下来。 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， 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α 分子形成氢键的趋向大大增加，因此往往以α-螺旋或 折叠形式存在，其中又以α 螺旋更普遍。 β-折叠形式存在，其中又以α-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：离子型去垢剂(SDS,十二烷基硫酸钠);非离子 (SDS,十二烷基硫酸钠); 去垢剂(Triton X去垢剂(Triton X-100)
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。 不溶于水，但能溶于乙醚、氯仿、苯等非极性有机溶剂。 脂肪 磷脂 糖脂 固醇 基本脂
构成生物膜的重 要物质
可变脂
贮存能量的主要 形式, 形式,防止机械 损伤， 损伤，保温
脂类
(一)脂肪(三酰甘油)(fat)
(一)、生物膜的组成
• • • • 脂类(主要是磷脂和胆固醇) 脂类(主要是磷脂和胆固醇) 蛋白质(包括酶) 蛋白质(包括酶) 少量糖类(糖蛋白和糖脂) 少量糖类(糖蛋白和糖脂) 水和金属离子等。 水和金属离子等。
生物膜的组成， 生物膜的组成，因膜的种类不同而有很大 的差别。 的差别。
1.膜脂 1.膜脂
COOH COOH
必需脂肪酸﹕指维持生命活动所必需的、体内不能合成， 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。 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, 人类的必需脂肪酸包括几种多烯脂肪酸,如亚油酸 亚麻酸(18:3 (18:2△9,12)、α-亚麻酸(18:3△9,12,15)、花生四烯酸 二十碳五烯酸(EPA,20:5 (20:4△5,8,11,14)及二十碳五烯酸(EPA,20:5△5,8,11,14,17) 和二十二碳六烯酸(DHA,22:6△4,7,10,13,16,19)，后两者存 二十二碳六烯酸(DHA,22:6 在于鱼油中。 在于鱼油中。 人体内γ 亚麻酸和花生四烯酸可由亚油酸部分合成， 人体内γ-亚麻酸和花生四烯酸可由亚油酸部分合成，EPA DHA能从 亚麻酸转化，但不能满足机体需要， 能从α 及DHA能从α-亚麻酸转化，但不能满足机体需要，仍需从食 物摄入。 物摄入。
内在蛋白
3.膜 3.膜糖类
• 主要以糖蛋白和糖脂的形式存在。细胞膜表面的 主要以糖蛋白和糖脂的形式存在。 糖类一般占质膜总量的2 10%。 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。 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。 主要为神经糖脂。糖蛋白和糖脂与细胞的抗原结 受体、细胞免疫、细胞识别、 构、受体、细胞免疫、细胞识别、血型及细胞癌 变等密切相关。 变等密切相关。
• 脂类是构成生物膜最基本的结构物质; 脂类是构成生物膜最基本的结构物质; • 生物膜中的脂类主要包括磷脂、胆固醇等，其中以磷 生物膜中的脂类主要包括磷脂、胆固醇等， 脂为主要成分； 脂为主要成分； • 当磷脂分散于水相时，可形成双分子层结构的脂质体; 当磷脂分散于水相时，可形成双分子层结构的脂质体 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 胆固醇以中性脂的形式分布在磷脂双分子层内， 物膜中脂类的物理状态有一定的调节作用， 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。 持膜的流动性和降低相变温度。
鞘磷脂的结构
脑苷脂的分子结构
(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 固醇类都是环戊烷多氢菲的衍生物。 醇基，所以命名为固醇。 醇基，所以命名为固醇。最常见的固醇是胆固 胆甾醇),为动物固醇类的重要代表。 ),为动物固醇类的重要代表 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 胆固醇(cholesterol)主要在肝脏合成， (cholesterol)主要在肝脏合成 物膜脂质的一个成分，在血浆、胆汁和蛋黄内， 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。 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梗塞 的危险因素之一。大豆、 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。 减少胆固醇在血液中的积蓄。
(三)、膜的功能
1.物质传递作用。 1.物质传递作用。 物质传递作用 2.保护作用。 2.保护作用。 保护作用 3.信息传递作用。 3.信息传递作用。 信息传递作用 4.细胞识别作用。 4.细胞识别作用。 细胞识别作用 5.能量转换作用( 5.能量转换作用(线粒体 能量转换作用 内膜和叶绿体类囊体膜) 内膜和叶绿体类囊体膜) 6.蛋白质合成与运输 6.蛋白质合成与运输 粗面内质网膜) (粗面内质网膜)。 7.内部运输(高尔基体膜) 7.内部运输(高尔基体膜)。 内部运输 8.核质分开(核膜) 8.核质分开(核膜)。 核质分开
分子另一端有烃链及固醇的环状结构而疏水
C20-C27为异辛基