生物化學(xué)第三章脂類復(fù)習(xí)筆記_2016年臨床執(zhí)業(yè)醫(yī)師考試生物化學(xué)筆記精選
2015年臨床執(zhí)業(yè)醫(yī)師考試順利結(jié)束,2016年臨床執(zhí)業(yè)醫(yī)師考試筆試時(shí)間預(yù)計(jì)為2016年9月10日、11日。為方便備考2016年臨床執(zhí)業(yè)醫(yī)師考試的考生復(fù)習(xí),環(huán)球網(wǎng)校醫(yī)學(xué)考試網(wǎng)整理生物化學(xué)第三章脂類復(fù)習(xí)筆記_2016年臨床執(zhí)業(yè)醫(yī)師考試生物化學(xué)筆記精選,希望對(duì)大家備考有幫助。
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提 要
一、概念
脂類、類固醇、萜類、多不飽和脂肪酸、必需脂肪酸、皂化值、碘值、酸價(jià)、酸敗、油脂的硬化、甘油磷脂、鞘氨醇磷脂、神經(jīng)節(jié)苷脂、腦苷脂、乳糜微粒(環(huán)球網(wǎng)校醫(yī)學(xué)考試網(wǎng)整理生物化學(xué)第三章脂類復(fù)習(xí)筆記)
二、脂類的性質(zhì)與分類 單純脂、復(fù)合脂、非皂化脂、衍生脂、結(jié)合脂
單純脂
脂肪酸的俗名、系統(tǒng)名和縮寫、雙鍵的定位
三、油脂的結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)
(1)水解和皂化 脂肪酸平均分子量=3×56×1000÷皂化值
(2)加成反應(yīng) 碘值大,表示油脂中不飽和脂肪酸含量高,即不飽和程度高。
(3)酸敗
蠟是由高級(jí)脂肪酸和長(zhǎng)鏈脂肪族一元醇或固醇構(gòu)成的酯。
四、磷脂(復(fù)合脂)
(一)甘油磷脂類
最常見(jiàn)的是卵磷脂和腦磷脂。卵磷脂是磷脂酰膽堿。腦磷脂是磷脂酰乙醇胺。
卵磷脂和腦磷脂都不溶于水而溶于有機(jī)溶劑。磷脂是兼性離子,有多個(gè)可解離基團(tuán)。在弱堿下可水解,生成脂肪酸鹽,其余部分不水解。在強(qiáng)堿下則水解成脂肪酸、磷酸甘油和有機(jī)堿。磷脂中的不飽和脂肪酸在空氣中易氧化。
(二)鞘氨醇磷脂
神經(jīng)鞘磷脂由神經(jīng)鞘氨醇(簡(jiǎn)稱神經(jīng)醇)、脂肪酸、磷酸與含氮堿基組成。脂;c神經(jīng)醇的氨基以酰胺鍵相連,所形成的脂酰鞘氨醇又稱神經(jīng)酰胺;神經(jīng)醇的伯醇基與磷脂酰膽堿(或磷脂酰乙醇胺)以磷酸酯鍵相連。
磷脂能幫助不溶于水的脂類均勻擴(kuò)散于體內(nèi)的水溶液體系中。
非皂化脂
(一)萜類 是異戊二烯的衍生物
多數(shù)線狀萜類的雙鍵是反式。維生素A、E、K等都屬于萜類,視黃醛是二萜。天然橡膠是多萜。
(二)類固醇 都含有環(huán)戊烷多氫菲結(jié)構(gòu)
固醇類 是環(huán)狀高分子一元醇,主要有以下三種:
動(dòng)物固醇 膽固醇是高等動(dòng)物生物膜的重要成分,對(duì)調(diào)節(jié)生物膜的流動(dòng)性有一定意義。膽固醇還是一些活性物質(zhì)的前體,類固醇激素、維生素D3、膽汁酸等都是膽固醇的衍生物。
植物固醇 是植物細(xì)胞的重要成分,不能被動(dòng)物吸收利用。
1,酵母固醇 存在于酵母菌、真菌中,以麥角固醇最多,經(jīng)日光照射可轉(zhuǎn)化為維生素D2。
2.固醇衍生物類
膽汁酸 是乳化劑,能促進(jìn)油脂消化。
強(qiáng)心苷和蟾毒 它們能使心率降低,強(qiáng)度增加。
性激素和維生素D
3. 前列腺素
結(jié)合脂
1.糖脂。它分為中性和酸性兩類,分別以腦苷脂和神經(jīng)節(jié)苷脂為代表。
腦苷脂 由一個(gè)單糖與神經(jīng)酰胺構(gòu)成。
神經(jīng)節(jié)苷脂 是含唾液酸的糖鞘脂,有多個(gè)糖基,又稱唾液酸糖鞘脂,結(jié)構(gòu)復(fù)雜。
2.脂蛋白
根據(jù)蛋白質(zhì)組成可分為三類:核蛋白類、磷蛋白類、單純蛋白類,其中單純蛋白類主要有水溶性的血漿脂蛋白和脂溶性的腦蛋白脂。
血漿脂蛋白根據(jù)其密度由小到大分為五種:
乳糜微粒 主要生理功能是轉(zhuǎn)運(yùn)外源油脂。
極低密度脂蛋白(VLDL) 轉(zhuǎn)運(yùn)內(nèi)源油脂。
低密度脂蛋白(LDL) 轉(zhuǎn)運(yùn)膽固醇和磷脂。
高密度脂蛋白(HDL) 轉(zhuǎn)運(yùn)磷脂和膽固醇。
極高密度脂蛋白(VHDL) 轉(zhuǎn)運(yùn)游離脂肪酸。
腦蛋白脂不溶于水,分為A、B、C三種。top
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第一節(jié) 概述
一、脂類是脂溶性生物分子(環(huán)球網(wǎng)校醫(yī)學(xué)考試網(wǎng)整理生物化學(xué)第三章脂類復(fù)習(xí)筆記)
脂類(lipids)泛指不溶于水,易溶于有機(jī)溶劑的各類生物分子。脂類都含有碳、氫、氧元素,有的還含有氮和磷。共同特征是以長(zhǎng)鏈或稠環(huán)脂肪烴分子為母體。脂類分子中沒(méi)有極性基團(tuán)的稱為非極性脂;有極性基團(tuán)的稱為極性脂。極性脂的主體是脂溶性的,其中的部分結(jié)構(gòu)是水溶性的。
二、分類
1.單純脂 單純脂是脂肪酸與醇結(jié)合成的酯,沒(méi)有極性基團(tuán),是非極性脂,又稱中性脂。三酰甘油、膽固醇酯、蠟等都是單純脂。蠟是由高級(jí)脂肪酸和高級(jí)一元醇形成的酯。
2.復(fù)合脂 復(fù)合脂又稱類脂,是含有磷酸等非脂成分的脂類。復(fù)合脂含有極性基團(tuán),是極性脂。磷脂是主要的復(fù)合脂。
3.非皂化脂 包括類固醇、萜類和前列腺素類。 不含脂肪酸,(環(huán)球網(wǎng)校醫(yī)學(xué)考試網(wǎng)整理生物化學(xué)第三章脂類復(fù)習(xí)筆記)不能被堿水解,稱為非皂化脂。類固醇又稱甾醇,是以環(huán)戊烷多氫菲為母核的一種脂類。膽固醇是人體內(nèi)最重要的類固醇,它因有羥基而屬于極性脂。萜類是異戊二烯聚合物,前列腺素是二十碳酸衍生物。
4.衍生脂 指上述物質(zhì)的衍生產(chǎn)物,如甘油、脂肪酸及其氧化產(chǎn)物,乙酰輔酶A。
5.結(jié)合脂類 脂與糖或蛋白質(zhì)結(jié)合,形成糖脂和脂蛋白。
三、分布與功能
(一)三酰甘油是儲(chǔ)備能源
三酰甘油主要分布在皮下、胸腔、腹腔、肌肉、骨髓等處的脂肪組織中,是儲(chǔ)備能源的主要形式。三酰甘油作為能源儲(chǔ)備有以下優(yōu)點(diǎn):
1.可大量?jī)?chǔ)存 在三大類能源物質(zhì)中,只有三酰甘油能大量?jī)?chǔ)備。體內(nèi)糖原的儲(chǔ)量少(不到體重的1%),儲(chǔ)存期短(不到半天),而三酰甘油儲(chǔ)量可高達(dá)體重的10-20%以上,并可長(zhǎng)期儲(chǔ)存。
2.功能效率高 由于脂肪酸的還原態(tài)遠(yuǎn)高于其他燃料分子,所以體內(nèi)氧化三酰甘油的功能價(jià)值可高達(dá)37Kj/g,而氧化糖和蛋白質(zhì)分別只有17和16Kj/g。
3.占空間少 可以無(wú)水狀態(tài)存在。而1克糖原可以結(jié)合2克水,所以1克無(wú)水的脂肪儲(chǔ)存的能量是1克水合的糖原的6倍多。
4.還有絕緣保溫、緩沖壓力、減輕摩擦振動(dòng)等保護(hù)功能。
(二)極性脂參與生物膜的構(gòu)成
磷脂、糖脂、膽固醇等極性脂是構(gòu)成人體生物膜的主要成分。他們構(gòu)成生物膜的水不溶性液態(tài)基質(zhì),規(guī)定了生物膜的基本特性。膜的屏障、融合、絕緣、脂溶性分子的通透性等功能都是膜脂特性的表現(xiàn),膜脂還給各種膜蛋白提供功能所必須的微環(huán)境。脂類作為細(xì)胞表面物質(zhì),與細(xì)胞的識(shí)別、種特異性和組織免疫等有密切關(guān)系。
(三)有些脂類及其衍生物具有重要生物活性
腎上腺皮質(zhì)激素和性激素的本質(zhì)是類固醇;各種脂溶性維生素也是不可皂化脂;介導(dǎo)激素調(diào)節(jié)作用的第二信使有的也是脂類,如二酰甘油、肌醇磷脂等;前列腺素、血栓素、白三烯等具有廣泛調(diào)節(jié)活性的分子是20碳酸衍生物。
(四)有些脂類是生物表面活性劑
磷脂、膽汁酸等雙溶性分子(或離子),能定向排列在水-脂或水-空氣兩相界面,有降低水的表面張力的功能,是良好的生物表面活性劑。例如:肺泡細(xì)胞分泌的磷脂覆蓋在肺泡壁表面,能通過(guò)降低肺泡壁表面水膜的表面張力,防止肺泡在呼吸中萎陷。缺少這些磷脂時(shí),可造成呼吸窘迫綜合征,患兒在呼吸后必須用力擴(kuò)胸增大胸內(nèi)負(fù)壓,使肺泡重新充氣。膽汁酸作為表面活性劑,可乳化食物中脂類,促進(jìn)脂類的消化吸收。
(五)作為溶劑
一些脂溶性的維生素和激素都是溶解在脂類物質(zhì)中才能被吸收,他們?cè)隗w內(nèi)的運(yùn)輸也需要溶解在脂類中。如維生素A、E、K、性激素等都是如此。
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第二節(jié) 單純脂
一、脂肪酸
(一)特性
動(dòng)植物中的脂肪酸比較簡(jiǎn)單,都是直鏈的,可含有多至六個(gè)雙鍵,而細(xì)菌的脂肪酸最多只有一個(gè)雙鍵。細(xì)菌的脂肪酸比較復(fù)雜,可有支鏈或含有環(huán)丙烷環(huán),如結(jié)核酸就是飽和支鏈脂肪酸。植物中可能含有三鍵、環(huán)氧基及環(huán)丙烯基等。
人體及高等動(dòng)物體內(nèi)的脂肪酸有以下特點(diǎn):
1.是由偶數(shù)碳原子構(gòu)成的一元酸,最多見(jiàn)的是C16、C18、C22等長(zhǎng)鏈脂肪酸。
2.碳鏈無(wú)分支。
3.分為飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸。不飽和脂肪酸的雙鍵都呈順式構(gòu)型,有多個(gè)雙鍵的脂肪酸稱為高度不飽和脂肪酸或多不飽和脂肪酸。相鄰雙鍵之間都插入亞甲基,不構(gòu)成共軛體系。
(二)分類和命名
1.脂肪酸的俗名、系統(tǒng)名和縮寫
脂肪酸的俗名主要反映其來(lái)源和特點(diǎn)。系統(tǒng)名反映其碳原子數(shù)目、雙鍵數(shù)和位置。如:硬脂酸的系統(tǒng)名是十八烷酸,用18:0表示,其中“18”表示碳鏈長(zhǎng)度,“0”表示無(wú)雙鍵;油酸是十八碳烯酸,用18:1表示,“1”表示有一個(gè)雙鍵。反油酸用18:1Δ9,trans表示。
2.雙鍵的定位
雙鍵位置的表示方法有兩種,原來(lái)用Δ編號(hào)系統(tǒng),近來(lái)又規(guī)定了ω或(n)編號(hào)系統(tǒng)。前者按碳原子的系統(tǒng)序數(shù)(從羧基端數(shù)起),用雙鍵羧基側(cè)碳原子的序數(shù)給雙鍵定位。后者采用碳原子的倒數(shù)序數(shù)(從甲基端數(shù)起),用雙鍵甲基側(cè)碳原子的(倒數(shù))序數(shù)給雙鍵定位。這樣可將脂肪酸分為代謝相關(guān)的4組,即 ω3、ω6、ω7、ω9,在哺乳動(dòng)物體內(nèi)脂肪酸只能由該族母體衍生而來(lái),各族母體分別是軟油酸(16:1,ω7)、油酸(18:1,ω9)、亞油酸 (18:2,ω6)和α亞麻酸(18:3,ω3)
哺乳動(dòng)物體內(nèi)能合成飽和脂肪酸和單不飽和脂肪酸,不能合成多不飽和脂肪酸,如亞油酸、亞麻酸等。我們把維持哺乳動(dòng)物正常生長(zhǎng)所必需的而體內(nèi)又不能合成的脂肪酸稱為必需脂肪酸。
(三)反應(yīng)
脂肪酸常見(jiàn)的反應(yīng)有兩個(gè):
活化硫酰化,生成脂酰輔酶A。這是脂肪酸的活性形式。
不飽和脂肪酸的雙鍵可以氧化,生成過(guò)氧化物,最后產(chǎn)生自由基。對(duì)人體有害。
二、油脂
(一)油脂的結(jié)構(gòu)
油脂是由一分子甘油與一至三分子脂肪酸所形成的酯。根據(jù)脂肪酸數(shù)量,可分為單酰甘油、二酰甘油和三酰甘油(過(guò)去稱為甘油三酯)。前兩者在自然界中存在極少,而三酰甘油是脂類中含量最豐富的一類。通常所說(shuō)的油脂就是指三酰甘油(環(huán)球網(wǎng)校醫(yī)學(xué)考試網(wǎng)整理生物化學(xué)第三章脂類復(fù)習(xí)筆記)。
若三個(gè)脂肪酸相同,則稱簡(jiǎn)單三酰甘油,命名時(shí)稱三某脂酰甘油,如三硬脂酰甘油,三油酰甘油等。如三個(gè)脂肪酸不同,則稱為混合三酰甘油,命名時(shí)以α、β和α’分別表示不同脂肪酸的位置。
天然油脂多數(shù)是多種混合三酰甘油的混合物,簡(jiǎn)單三酰甘油極少,僅橄欖油中含三油酰甘油較多,約占70%。
(二)油脂的性質(zhì)
1.物理性質(zhì)
油脂一般無(wú)色、無(wú)味、無(wú)臭,呈中性。天然油脂因含雜質(zhì)而常具有顏色和氣味。油脂比重小于1,不溶于水而溶于有機(jī)溶劑(丁酸酯可溶)。在乳化劑如膽汁酸、肥皂等存在的情況下,油脂能在水中形成乳濁液。在人體和動(dòng)物的消化道內(nèi),膽汁酸鹽使油脂乳化形成乳糜微粒,有利于油脂的消化吸收。
因?yàn)椴伙柡椭舅岬娜埸c(diǎn)比相應(yīng)的飽和脂肪酸低,所以一般三酰甘油中,不飽和脂肪酸含量較高者在室溫時(shí)為液態(tài),俗稱油,如棉籽油的不飽和脂肪酸占 75%。而飽和脂肪酸含量高的三酰甘油在室溫時(shí)通常為固態(tài),俗稱脂,如牛脂中飽和脂肪酸占60-70%。天然油脂都是多種油脂的混合物,沒(méi)有固定的熔點(diǎn)和沸點(diǎn),通常簡(jiǎn)稱為油脂。硬脂酸熔點(diǎn)為70℃,油酸熔點(diǎn)為14℃。相應(yīng)的,三硬脂酸甘油酯的熔點(diǎn)是60℃,而三油酸甘油酯的熔點(diǎn)是0℃。
如油脂中1,3位的脂肪酸不同,則具有旋光性,一般按照L-型甘油醛的衍生物命名。
油脂是脂肪酸的儲(chǔ)備和運(yùn)輸形式,也是生物體內(nèi)的重要溶劑,許多物質(zhì)是溶于其中而被吸收和運(yùn)輸?shù),如各種脂溶性維生素(A、D、E、K)、芳香油、固醇和某些激素等。
2.化學(xué)性質(zhì)
油脂的化學(xué)性質(zhì)與組成它的脂肪酸、甘油以及酯鍵有關(guān)。
(1)水解和皂化
油脂能在酸、堿、蒸汽及脂酶的作用下水解,生成甘油和脂肪酸。當(dāng)用堿水解油脂時(shí),生成甘油和脂肪酸鹽。脂肪酸的鈉鹽和鉀鹽就是肥皂。因此把油脂的堿水解稱為皂化。
使1克油脂完全皂化所需的氫氧化鉀的毫克數(shù)稱為皂化值。根據(jù)皂化值的大小可以判斷油脂中所含脂肪酸的平均分子量。皂化值越大,平均分子量越小。
脂肪酸平均分子量=3×56×1000÷皂化值
式中56是KOH的分子量,因?yàn)槿8视椭泻齻(gè)脂肪酸,所以乘以3。
肥皂是高級(jí)脂肪酸鈉(或鉀),既含有極性的-COO-Na+基團(tuán),易溶于水;又含有非極性的烴基,易溶于脂類,所以肥皂是乳化劑,可是油污分散在水中而被除去。當(dāng)用含較多鈣、鎂離子的硬水洗滌時(shí),由于脂肪酸鈉轉(zhuǎn)變?yōu)椴蝗艿拟}鹽或鎂鹽而沉淀,肥皂的去污能力就大大降低。
(2)加成反應(yīng)
含不飽和脂肪酸的油脂,分子中的碳-碳雙鍵可以與氫、鹵素等進(jìn)行加成反應(yīng)。
氫化:在高溫、高壓和金屬鎳催化下,碳-碳雙鍵與氫發(fā)生加成反應(yīng),轉(zhuǎn)化為飽和脂肪酸。氫化的結(jié)果使液態(tài)的油變成半固態(tài)的脂,所以常稱為“油脂的硬化”。人造黃油的主要成分就是氫化的植物油。某些高級(jí)糕點(diǎn)的松脆油也是適當(dāng)加氫硬化的植物油。棉籽油氫化后形成奶油。油容易酸敗,不利于運(yùn)輸,海產(chǎn)的油脂有臭味,氫化也可解決這些問(wèn)題。
鹵化:鹵素中的溴、碘可與雙鍵加成,生成飽和的鹵化脂,這種作用稱為鹵化。通常把100克油脂所能吸收的碘的克數(shù)稱為碘值。碘值大,表示油脂中不飽和脂肪酸含量高,即不飽和程度高。由于碘和碳-碳雙鍵的加成反應(yīng)較慢,所以在實(shí)際測(cè)定中,常用溴化碘或氯化碘代替碘,其中的溴或氯原子能使碘活化。碘值大于130的稱為干性油,小于100的為非干性油,介于二者之間的稱半干性油。
(3)酸敗
油脂在空氣中放置過(guò)久,會(huì)腐敗產(chǎn)生難聞的臭味,這種變化稱為酸敗。酸敗是由空氣中氧、水分或霉菌的作用而引起的。陽(yáng)光可加速這個(gè)反應(yīng)。酸敗的化學(xué)本質(zhì)是油脂水解放出游離的脂肪酸,不飽和脂肪酸氧化產(chǎn)生過(guò)氧化物,再裂解成小分子的醛或酮。脂肪酸β-氧化時(shí)產(chǎn)生短鏈的β-酮酸,再脫酸也可生成酮類物質(zhì)。低分子量的脂肪酸(如丁酸)、醛和酮常有刺激性酸臭味。
酸敗程度的大小用酸價(jià)(酸值)表示。酸價(jià)就是中和1克油脂中的游離脂肪酸所需的KOH毫克數(shù)。酸價(jià)是衡量油脂質(zhì)量的指標(biāo)之一。
(4)干化
某些油在空氣中放置,表面能生成一層干燥而有韌性的薄膜,這種現(xiàn)象叫做干化。具有這種性質(zhì)的油稱為干性油。一般認(rèn)為,如果組成油脂的脂肪酸中含有較多的共軛雙鍵,油的干性就好。桐油中含桐油酸(CH3(CH2)3CH=CH-CH=CH-CH=CH-(CH2)7COOH)達(dá)79%,是最好的干性油,不但干化快,而且形成的薄膜韌性好,可耐冷、熱和潮濕,在工業(yè)上有重要價(jià)值。
三、蠟
蠟是不溶于水的固體,由高級(jí)脂肪酸和長(zhǎng)鏈脂肪族一元醇或固醇構(gòu)成的酯。
蠟酸如月桂酸(C12)、豆蔻酸(C14)、蠟酸(C26)蜂花酸(C30)等,通式為CH3(CH2)nCOOH。
蠟醇通式為CH3(CH2)nCH2OH,如C16、C30等。
溫度較高時(shí),蠟是柔軟的固體,溫度低時(shí)變硬。蜂蠟是軟脂酸(C16)和有26-34個(gè)碳的蠟醇形成的酯。羊毛脂是脂肪酸和羊毛固醇形成的酯。
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第三節(jié) 復(fù)合脂類(環(huán)球網(wǎng)校醫(yī)學(xué)考試網(wǎng)整理生物化學(xué)第三章脂類復(fù)習(xí)筆記)
復(fù)合脂是由簡(jiǎn)單脂和一些非脂物質(zhì)如磷酸、含氮堿基等共同組成的。以下介紹磷脂。
一、磷脂的種類
(一)甘油磷脂類
甘油磷脂又稱磷酸甘油酯,是磷脂酸的衍生物。甘油磷脂種類繁多,結(jié)構(gòu)通式如下:
甘油磷脂中最常見(jiàn)的是卵磷脂和腦磷脂。動(dòng)物的心、腦、腎、肝、骨髓以及禽蛋的卵黃中,含量都很豐富。大豆磷脂是卵磷脂、腦磷脂和心磷脂等的混合物。
α-卵磷脂分子中與磷脂酸相連的是膽堿,所以稱為磷脂酰膽堿?煽刂聘闻K脂肪代謝,防止脂肪肝的形成。
腦磷脂最先是從腦和神經(jīng)組織中提取出來(lái),所以稱為腦磷脂。是磷脂酰乙醇胺。腦磷脂的結(jié)構(gòu)與卵磷脂相似,只是X基不同。與凝血有關(guān)。
磷脂中的脂肪酸常見(jiàn)的是軟脂酸、硬脂酸、油酸以及少量不飽和程度高的脂肪酸。通常α-位的脂肪酸是飽和脂肪酸,β-位的是不飽和脂肪酸。天然磷脂常是含不同脂肪酸的幾種磷脂的混合物。
卵磷脂和腦磷脂的性質(zhì)相似,都不溶于水而溶于有機(jī)溶劑,但卵磷脂可溶于乙醇而腦磷脂不溶,故可用乙醇將二者分離。二者的新鮮制品都是無(wú)色的蠟狀物,有吸水性,在空氣中放置易變?yōu)辄S色進(jìn)而變成褐色,這是由于分子中不飽和脂肪酸受氧化所致。卵磷脂和腦磷脂可從動(dòng)物的新鮮大腦及大豆中提取。
磷脂是兼性離子,有多個(gè)可解離基團(tuán)。在弱堿下可水解,生成脂肪酸鹽,其余部分不水解。在強(qiáng)堿下則水解成脂肪酸、磷酸甘油和有機(jī)堿。磷脂中的不飽和脂肪酸在空氣中易氧化。
(二)鞘氨醇磷脂
神經(jīng)鞘磷脂由神經(jīng)鞘氨醇(簡(jiǎn)稱神經(jīng)醇)、脂肪酸、磷酸與含氮堿基組成。脂;c神經(jīng)醇的氨基以酰胺鍵相連,所形成的脂酰鞘氨醇又稱神經(jīng)酰胺;神經(jīng)醇的伯醇基與磷脂酰膽堿(或磷脂酰乙醇胺)以磷酸酯鍵相連。在神經(jīng)鞘磷脂中發(fā)現(xiàn)的脂肪酸有軟脂酸、硬脂酸、掬焦油酸、神經(jīng)烯酸(24:1Δ15)等。神經(jīng)鞘磷脂不溶于丙酮、乙醚,而溶于熱乙醇。
自然狀態(tài)的磷脂都有兩條比較柔軟的長(zhǎng)烴鏈,因而有脂溶性;而磷脂的另一組分是磷;,它是強(qiáng)親水性的極性基團(tuán),使磷脂可以在水中擴(kuò)散成膠體,因此具有乳化性質(zhì)。磷脂能幫助不溶于水的脂類均勻擴(kuò)散于體內(nèi)的水溶液體系中。
二、磷脂與生物膜
細(xì)胞及細(xì)胞器表面覆蓋著一層極薄的膜,統(tǒng)稱生物膜。生物膜主要由脂類和蛋白質(zhì)組成,脂類約占40%,蛋白質(zhì)占60%。不同種類的生物膜中二者比例變化很大,如線粒體內(nèi)膜只含20-25%的脂類,而有些神經(jīng)細(xì)胞表面的髓磷脂膜含脂類高達(dá)75%。構(gòu)成生物膜的脂類很多,其中最主要的是甘油磷脂類,也有一些糖脂和膽固醇。
生物膜具有及其重要的生物功能:(1)它具有保護(hù)層的作用,是細(xì)胞表面的屏障;(2)它是細(xì)胞內(nèi)外環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換的通道;能量轉(zhuǎn)換和信息傳遞也都要通過(guò)膜進(jìn)行。(3)許多酶系與膜相結(jié)合,一系列生化反應(yīng)在膜上進(jìn)行。生物膜的功能是由它的結(jié)構(gòu)決定的。膜的結(jié)構(gòu)可用液態(tài)鑲嵌模型表示,其要點(diǎn)為: (1)膜磷脂排列成雙分子層,構(gòu)成膜的基質(zhì)。雙分子層的每一個(gè)磷脂分子既規(guī)則地排列著,又有轉(zhuǎn)動(dòng)、擺動(dòng)和橫向流動(dòng)的自由,處于液晶狀態(tài)。磷脂雙分子層具有流動(dòng)性、柔韌性、高電阻性和對(duì)高極性分子的不通透性。(2)多種蛋白質(zhì)包埋于基質(zhì)中,稱為膜蛋白。膜蛋白是球蛋白,他們的極性區(qū)伸出膜的表面,而非極性區(qū)埋藏在膜的疏水的內(nèi)部。埋藏或貫穿于雙分子層者稱內(nèi)在蛋白,附著于雙分子層表面的稱表在蛋白。
膜中的脂類主要是磷脂、膽固醇和糖脂(動(dòng)物是糖鞘脂,植物和微生物是甘油酯)。膜是不對(duì)稱的,膜中的脂和蛋白的分布也是不對(duì)稱的。如人的紅細(xì)胞,外層含卵磷脂和糖鞘脂較多,而內(nèi)層含磷脂酰絲氨酸和磷脂酰乙醇胺較多。兩層的電荷、流動(dòng)性不同,蛋白也不同。這種不對(duì)稱性由細(xì)胞維持。膜的相變溫度可達(dá)幾十度。
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第四節(jié) 非皂化脂
一、萜類
萜類是異戊二烯的衍生物,不含脂肪酸,是非皂化脂。其分類主要根據(jù)異戊二烯的數(shù)目,由兩個(gè)構(gòu)成的稱單萜,4個(gè)稱二萜,3個(gè)叫倍半萜。還有三萜、多萜等。
萜類有線狀、環(huán)狀,有頭尾相連,也有尾尾相連。多數(shù)線狀萜類的雙鍵是反式。
植物中多數(shù)萜類具有特殊氣味,是植物特有油類的主要成分。如檸檬苦素、薄荷醇、樟腦等。
維生素A、E、K等都屬于萜類,視黃醛是二萜。天然橡膠也是多萜。
二、類固醇
類固醇都含有環(huán)戊烷多氫菲結(jié)構(gòu),不能皂化。其中固醇是在核的3位有一個(gè)羥基,在17位有一個(gè)分支烴鏈。
(一)固醇類
是環(huán)狀高分子一元醇,分布很廣,可游離存在或與脂肪酸成酯。主要有以下三種:
動(dòng)物固醇 多以酯的形式存在。膽固醇(Cholesterol)是脊椎動(dòng)物細(xì)胞的重要成分,在神經(jīng)組織和腎上腺中含量特別豐富,約占腦固體物質(zhì)的17%。膽石幾乎全是由膽固醇構(gòu)成的。
膽固醇易溶于有機(jī)溶劑,不能皂化。其3位羥基可與高級(jí)脂肪酸成酯。膽固醇酯是其儲(chǔ)存和運(yùn)輸形式,血漿中膽固醇有三分之二被酯化,主要是18:2,ω6膽固醇酯。
膽固醇是高等動(dòng)物生物膜的重要成分,占質(zhì)膜脂類的20%以上,(環(huán)球網(wǎng)校醫(yī)學(xué)考試網(wǎng)整理生物化學(xué)第三章脂類復(fù)習(xí)筆記)占細(xì)胞器膜的5%。其分子形狀與其他膜脂不同,極性頭是3位羥基,疏水尾是4個(gè)環(huán)和3個(gè)側(cè)鏈。它對(duì)調(diào)節(jié)生物膜的流動(dòng)性有一定意義。溫度高時(shí),它能阻止雙分子層的無(wú)序化;溫度低時(shí)又可干擾其有序化,阻止液晶的形成,保持其流動(dòng)性。
膽固醇還是一些活性物質(zhì)的前體,類固醇激素、維生素D3、膽汁酸等都是膽固醇的衍生物。維生素D3是由7-脫氫膽固醇經(jīng)日光中紫外線照射轉(zhuǎn)變而來(lái)的。
2.植物固醇 是植物細(xì)胞的重要成分,不能被動(dòng)物吸收利用。主要有豆固醇、麥固醇等。
3.酵母固醇 存在于酵母菌、真菌中,以麥角固醇最多,經(jīng)日光照射可轉(zhuǎn)化為維生素D2。
(二)固醇衍生物類
膽汁酸 在肝中合成,人的膽汁中有三種膽汁酸:膽酸、脫氧膽酸、鵝脫氧膽酸。膽酸能與甘氨酸或;撬嵋噪逆I結(jié)合,生成甘氨膽酸或;悄懰,它們的膽苦的主要原因。膽酸與脂肪酸或其他脂類,如膽固醇等成鹽。它們是乳化劑,能促進(jìn)油脂消化。
強(qiáng)心苷和蟾毒 它們能使心率降低,強(qiáng)度增加。強(qiáng)心苷來(lái)自玄參科及百合科植物,水解后產(chǎn)生糖和苷原,最常見(jiàn)的是洋地黃毒素。蟾毒是蟾蜍分泌的,以酯的形式存在,與前者相似。
性激素和維生素D 見(jiàn)激素和維生素部分。
三、前列腺素
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第五節(jié) 結(jié)合脂類(環(huán)球網(wǎng)校醫(yī)學(xué)考試網(wǎng)整理生物化學(xué)第三章脂類復(fù)習(xí)筆記)
一、糖脂
糖與脂類以糖苷鍵相連形成的化合物稱為糖脂。通常指不包括磷酸的鞘氨醇衍生物,稱糖鞘脂類。它分為中性和酸性兩類,分別以腦苷脂和神經(jīng)節(jié)苷脂為代表。
腦苷脂 由一個(gè)單糖與神經(jīng)酰胺構(gòu)成,占腦干重的11%,各種腦苷脂的區(qū)別主要在于脂肪酸(二十四碳)不同。其糖基C3位被硫酸酯化后稱為腦硫脂類。
神經(jīng)節(jié)苷脂 是含唾液酸的糖鞘脂,有多個(gè)糖基,又稱唾液酸糖鞘脂。其結(jié)構(gòu)復(fù)雜,常用縮寫表示,以G代表神經(jīng)節(jié)苷脂,M、T、D代表含有唾液酸殘基的數(shù)目(1、2、3),用阿拉伯?dāng)?shù)字表示無(wú)唾液酸寡糖鏈的類型。
功能 糖鞘脂是細(xì)胞膜的組分,其糖結(jié)構(gòu)突出于質(zhì)膜表面,與細(xì)胞識(shí)別和免疫有關(guān)。位于神經(jīng)細(xì)胞的還與神經(jīng)傳遞有關(guān)。
神經(jīng)節(jié)苷脂在腦灰質(zhì)和胸腺中含量豐富,與神經(jīng)沖動(dòng)的傳導(dǎo)有關(guān)。紅細(xì)胞表面的神經(jīng)節(jié)苷脂決定血型專一性。某些神經(jīng)節(jié)苷脂是激素(促甲狀腺素、絨毛膜促性腺激素等)、毒素(破傷風(fēng)、霍亂毒素等)和干擾素等的受體。
二、脂蛋白
根據(jù)蛋白質(zhì)組成可分為三類:
(一)核蛋白類
其代表是凝血致活酶,含脂達(dá)40-50%(主要是卵磷脂、腦磷脂和神經(jīng)磷脂),核酸占18%。
(二)磷蛋白類
如卵黃中的脂磷蛋白,含脂18%,溶于鹽水,除去脂后就不溶。
(三)單純蛋白類
主要有水溶性的血漿脂蛋白和脂溶性的腦蛋白脂。
血漿脂蛋白 有多種類型,通常用超離心法根據(jù)其密度由小到大分為五種:
乳糜微粒(CM)由小腸上皮細(xì)胞合成,主要來(lái)自食物油脂,顆粒大,使光散射,呈乳濁狀,這是用餐后血清渾濁的原因。其比重小,在4℃冰箱過(guò)夜時(shí),上浮形成乳白色奶油樣層,是臨床檢驗(yàn)的簡(jiǎn)易方法。主要生理功能是轉(zhuǎn)運(yùn)外源油脂。電泳時(shí)乳糜微粒留在原點(diǎn)。
極低密度脂蛋白(VLDL) 有肝細(xì)胞合成,主要成分也是油脂。當(dāng)血液流經(jīng)油脂組織、肝和肌肉等組織的毛細(xì)血管時(shí),乳糜微粒和VLDL被毛細(xì)血管壁脂蛋白脂酶水解,所以正常人空腹時(shí)不易檢出乳糜微粒和VLDL。主要生理功能是轉(zhuǎn)運(yùn)內(nèi)源油脂,如肝臟中由葡萄糖轉(zhuǎn)化生成的脂類。電泳時(shí)稱為前β脂蛋白。
低密度脂蛋白(LDL) 來(lái)自肝臟,富含膽固醇,磷脂。主要生理功能是轉(zhuǎn)運(yùn)膽固醇和磷脂到肝臟。含量過(guò)高易患動(dòng)脈粥樣硬化。電泳時(shí)稱為β脂蛋白。
高密度脂蛋白(HDL) 來(lái)自肝臟,其顆粒最小,脂類主要是磷脂和膽固醇。主要生理功能是轉(zhuǎn)運(yùn)磷脂和膽固醇。電泳時(shí)稱為α脂蛋白。可激活脂肪酶,清除膽固醇。
極高密度脂蛋白(VHDL) 由清蛋白和游離脂肪酸構(gòu)成,前者由肝臟合成,在油脂組織中組成VHDL。主要生理功能是轉(zhuǎn)運(yùn)游離脂肪酸。
腦蛋白脂 從腦組織中分離得到。不溶于水,分為A、B、C三種。
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本 章 考 點(diǎn)
1,脂類的概論、分類及功能(環(huán)球網(wǎng)校醫(yī)學(xué)考試網(wǎng)整理生物化學(xué)第三章脂類復(fù)習(xí)筆記)。
2,脂肪酸的特征:鏈長(zhǎng)、雙鍵的位置、構(gòu)型。
3,三脂酰甘油的性質(zhì):皂化、酸敗、氫化、鹵化及乙;。
4,自然界常見(jiàn)的脂肪酸。
5,甘油磷脂的組成、種類、性質(zhì)。
6,血漿脂蛋白的分類。
7,膽固醇的結(jié)構(gòu)及衍生物。
本 章 名 詞 解 釋
脂肪酸(fatty acid):是指一端含有一個(gè)羧基的長(zhǎng)的脂肪族碳?xì)滏。脂肪酸是最?jiǎn)單的一種脂,它是許多更復(fù)雜的脂的成分。
飽和脂肪酸(saturated fatty acid):不含有—C=C—雙鍵的脂肪酸。
不飽和脂肪酸(unsaturated fatty acid):至少含有—C=C—雙鍵的脂肪酸。
必需脂肪酸(occential fatty acid):維持哺乳動(dòng)物正常生長(zhǎng)所必需的,而動(dòng)物又不能合成的脂肪酸,Eg亞油酸,亞麻酸。
三脂酰苷油(triacylglycerol):那稱為甘油三酯。一種含有與甘油脂化的三個(gè)脂酰基的酯。脂肪和油是三脂酰甘油的混合物。
磷脂(phospholipid):含有磷酸成分的脂。Eg卵磷脂,腦磷脂。
鞘脂(sphingolipid):一類含有鞘氨醇骨架的兩性脂,一端連接著一個(gè)長(zhǎng)連的脂肪酸,另一端為一個(gè)極性和醇。鞘脂包括鞘磷脂,腦磷脂以及神經(jīng)節(jié)苷脂,一般存在于植物和動(dòng)物細(xì)胞膜內(nèi),尤其是在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的組織內(nèi)含量豐富。
鞘磷脂(sphingomyelin):一種由神經(jīng)酰胺的C-1羥基上連接了磷酸毛里求膽堿(或磷酸乙酰胺)構(gòu)成的鞘脂。鞘磷脂存在于在多數(shù)哺乳動(dòng)物動(dòng)物細(xì)胞的質(zhì)膜內(nèi),是髓鞘的主要成分。
卵磷脂(lecithin):即磷脂酰膽堿(PC),是磷脂酰與膽堿形成的復(fù)合物。
腦磷脂(cephalin):即磷脂酰乙醇胺(PE),是磷脂酰與乙醇胺形成的復(fù)合物。
脂質(zhì)體(liposome):是由包圍水相空間的磷脂雙層形成的囊泡(小泡)。
生物膜(bioligical membrane):鑲嵌有蛋白質(zhì)的脂雙層,起著畫分和分隔細(xì)胞和細(xì)胞器作用生物膜也是與許多能量轉(zhuǎn)化和細(xì)胞內(nèi)通訊有關(guān)的重要部位。
內(nèi)在膜蛋白(integral membrane protein):插入脂雙層的疏水核和完全跨越脂雙層的膜蛋白。
外周膜蛋白(peripheral membrane protein):通過(guò)與膜脂的極性頭部或內(nèi)在的膜蛋白的離子相互作用和形成氫鍵與膜的內(nèi)或外表面弱結(jié)合的膜蛋白。
流體鑲嵌模型(fluid mosaic model):針對(duì)生物膜的結(jié)構(gòu)提出的一種模型。在這個(gè)模型中,生物膜被描述成鑲嵌有蛋白質(zhì)的流體脂雙層,脂雙層在結(jié)構(gòu)和功能上都表現(xiàn)出不對(duì)稱性。有的蛋白質(zhì)“鑲“在脂雙層表面,有的則部分或全部嵌入其內(nèi)部,有的則橫跨整個(gè)膜。另外脂和膜蛋白可以進(jìn)行橫向擴(kuò)散。
通透系數(shù)(permeability coefficient):是離子或小分子擴(kuò)散過(guò)脂雙層膜能力的一種量度。通透系數(shù)大小與這些離子或分子在非極性溶液中的溶解度成比例。
通道蛋白(channel protein):是帶有中央水相通道的內(nèi)在膜蛋白,它可以使大小適合的離子或分子從膜的任一方向穿過(guò)膜。
(膜)孔蛋白(pore protein):其含意與膜通道蛋白類似,只是該術(shù)語(yǔ)常用于細(xì)菌。
被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)(passive transport):那稱為易化擴(kuò)散。是一種轉(zhuǎn)運(yùn)方式,通過(guò)該方式溶質(zhì)特異的結(jié)合于一個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白上,然后被轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)膜,但轉(zhuǎn)運(yùn)是沿著濃度梯度下降方向進(jìn)行的,所以被動(dòng)轉(zhuǎn)達(dá)不需要能量的支持。
主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)(active transport):一種轉(zhuǎn)運(yùn)方式,通過(guò)該方式溶質(zhì)特異的結(jié)合于一個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白上然后被轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)膜,與被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)運(yùn)輸方式相反,主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)是逆著濃度梯度下降方向進(jìn)行的,所以主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)需要能量的驅(qū)動(dòng)。在原發(fā)主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中能源可以是光,ATP或電子傳遞;而第二級(jí)主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)是在離子濃度梯度下進(jìn)行的。
協(xié)同運(yùn)輸(contransport):兩種不同溶質(zhì)的跨膜的耦聯(lián)轉(zhuǎn)運(yùn)?梢酝ㄟ^(guò)一個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白進(jìn)行同一方向(同向轉(zhuǎn)運(yùn))或反方向(反向轉(zhuǎn)運(yùn))轉(zhuǎn)運(yùn)。
胞吞(信用)(endocytosis):物質(zhì)被質(zhì)膜吞入并以膜衍生出的脂囊泡形成(物質(zhì)在囊泡內(nèi))被帶入到細(xì)胞內(nèi)的過(guò)程。
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