生物化学简明教程第五章脂类和生物膜
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➢ 磷脂酰肌醇、磷脂酰丝氨酸、缩醛磷脂、二 磷脂酰甘油（心磷脂）
5.4 鞘脂类
➢ 不含甘油而含鞘氨醇（sphingosine ） ➢ 由一分子脂肪酸，一分子鞘氨醇或其衍
生物，以及一分子极性头基团组成 ➢ 植物和动物细胞膜的重要组分 ➢ 鞘磷脂类、脑苷脂类、神经节苷脂类
糖鞘脂
X为磷酸胆碱称为鞘 磷脂（sphingmyelin）
➢ 双键多为顺式结构，少数为反式结构
5.2.3 必需脂肪酸
➢ 不能合成必须由膳食提供的脂肪酸 自身合成：油酸 18:1 9C 软油酸 16:1 9C 不能合成：亚油酸 18:2 9C,12C 亚麻酸 18:3 9C,12C,15C 花生四烯酸 20:4 5C,8C,11C,14C 二十五碳五烯酸 20:5
按能否被碱水解分类
可皂化脂类：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
5.1 三酰甘油
➢ 动植物油脂的化学本质是脂酰甘油
➢ 脂酰甘油主要是三酰甘油
➢ 三分子脂肪酸与一分子甘油的醇羟基脱 水形成的化合物
5.1.1 三酰甘油的结构
➢ 有L型和D型两种构型
H 2C
sp h in g o s in e
神经酰胺
O
fatty acid
S phingo m yelin
O OH
H C CH NH CH C HC R (C H 2 )12
CH3
5.4.2 脑苷脂类
➢ 含1个糖残基的糖鞘脂 ➢ 神经酰胺的C1上的羟基与单糖分子以糖
苷键结合 ➢ 糖基不含唾液酸或硫酸 ➢ 属中性鞘糖脂
亚油酸（5ωC－,86CP,1U1FCA,1）4C→,1γ亚7C麻酸→花生四烯酸
α－亚麻酸（ω－3PUFA）→二十碳五烯酸（EPA）、二十二碳六烯酸（DHA）
5.3 磷脂
➢ 生物膜的主要成分 ➢ 甘油磷脂（第一大类膜脂） ➢ 鞘磷脂（第二大类膜脂）
鞘磷脂、鞘糖脂
O
H2C O
R1 C O CH
H2C O
O
glycerophospholipid
5.3.1 几种重要的甘油磷脂
➢ 磷脂酰胆碱（卵磷脂）与磷脂酰乙醇胺（脑 磷脂）细胞膜中含量最丰富的脂类物质。
卵磷脂常是含不同脂肪酸（软脂酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、 亚麻酸和花生四烯酸等）的磷脂酰胆碱的混合物
胆碱的成分是一种季铵离子，碱性极强 脑磷脂分子中的脂肪酸与卵磷脂相似
Fra Baidu bibliotek
18:3 9C,12C,15C 亚麻酸 ；
20:4 5C,8C,11C,14C 花生四烯酸；
20:5 5C,8C,11C,14C,17C 二十五碳五烯酸。
5.2.2 天然脂肪酸的结构特点
➢ 大多数脂肪酸的碳原子数在12～24之间，且 均是偶数
➢ 只有一个双键的不饱和脂肪酸，一般为9 ； 若双键数目多于1个，则有一个为9 ，其他 的双键更远离羧基，往往两个双键之间相差 一个亚甲基（－CH2－）
phosphatidate
O C R2 O P O O
5.3.1 甘油磷脂
➢ 甘油的两个醇羟基与脂肪酸成酯，第三个醇 羟基与磷酸成酯或磷酸再与其他含羟基的物 质（如胆碱、乙醇胺、丝氨酸等醇类衍生物） 结合成酯
非极性尾 O
非极性尾 O
H2C O C R2
R1 C O CH
O 极性头
H2C O P O X
➢ 简单甘油三酰（R相同）
O
➢ 混合甘油三酰（R不同） CH2－O －C‖ －R1
│
O
‖
CH－O －C －R2
│
O ‖
CH－O －C －R3
5.1.2 三酰甘油的理化性质
➢ 无色、无味的稠性液体或蜡状固体 ➢ 天然的油脂常是多种三酰甘油的混合物，无
固定熔点 ➢ 物中的三酰甘油饱和脂肪酸含量↑，熔点亦↑ ，
➢ 饱和脂肪酸
软脂酸（16C）、硬脂酸（18C）
➢ 不饱和脂肪酸
油酸 （含1个双键）、亚油酸（含2个双键） 、亚麻酸 （含3个双键） 、花生四烯酸（含4个双键）
5.2.1 脂肪酸的种类
16:1 9c
O
4
3
C
1
O
2
14:0 豆蔻酸； 16:0 软脂酸；
18:0 硬脂酸；
18:1 9C 油酸；
18:2 9C,12C 亚油酸；
X为糖基称为鞘糖脂 （glycosphingolipid）
5.4.1 鞘磷脂类
➢ 两性分子 ➢ 由磷脂酰胆碱、鞘氨醇和两条长的脂肪酸
烃链构成的疏水尾巴组成
鞘氨醇（Sphingosine）
神经酰胺（Ceramide）
CH3
O
H 3C
N+
H2 H2 CCO
P
C H 3 磷酸胆碱 O
p h o sp h o c h o lin e
脂酰甘油酯：最丰富的为甘油三酯（三酰甘油、脂肪） 蜡：14~36个C的饱和或不饱和脂肪酸与16~30个C的一元醇所形成的酯
复合脂类：除了含有脂肪酸和醇外，还含有非脂分子的成分
磷脂（磷酸和含氮碱）、糖脂（糖）、硫脂（硫酸）
衍生脂类：由单纯脂类或复合脂类衍生而来，具有脂质的一般性质
萜类：天然色素、香精油、天然橡胶 固醇类：固醇（甾醇、性激素、肾上腺皮质激素） 其他脂类：维生素A、D、E、K等。
第五章
脂质与生物膜
脂类（lipid）
➢ 脂质或类脂，是一类低溶于水，而高溶于 非极性溶剂的生物有机分子
➢ 主要是C、H、O ，有些尚含N、P及S ➢ 化学本质是脂肪酸和醇所形成的酯类及其
衍生物
脂肪酸多为4碳以上的长链一元羧酸 醇成分包括甘油、鞘氨醇、高级一元醇和固醇
按化学组成分类
单纯脂类：由脂肪酸和醇类所形成的酯
5.4.3 神经节苷脂
➢ 糖基部分含有唾液酸的鞘糖脂 ➢ 神经酰胺与结构复杂的寡糖结合而成 ➢ 糖基含硫酸的称为硫酸鞘糖脂（硫苷脂） ➢ 属酸性鞘糖脂
（2）氢化与卤化
具不饱和双键的三酰甘油可与H2和卤素等起加成反应 碘值：用于测定油脂的不饱和程度
（3）自动氧化与酸败（指不饱和脂肪酸）
酸败作用（变蛤）：油脂在空气中暴露过久可被氧化，产生难 闻的臭味
油脂的不饱和成分发生了自动氧化，产生过氧化物并进而降解 成挥发性的醛、酮、酸的复杂混合物
5.2 脂肪酸
常温下呈固态，俗称脂肪 ➢ 植物中的三酰甘油不饱和脂肪酸含量↑，熔
点↓，常温下呈液态，俗称油 ➢ 三酰甘油通称为油脂
（1）水解与皂化
水解（酸、碱或脂肪酶的作用）
三酰甘油→二酰甘油、单酰甘油→甘油和脂肪酸（酸水解可逆）
皂化（碱水解）
皂化1g油脂所需的KOH的质量（mg）称为皂化值 油脂的平均相对分子质量＝（3×56×1000）/皂化值
5.4 鞘脂类
➢ 不含甘油而含鞘氨醇（sphingosine ） ➢ 由一分子脂肪酸，一分子鞘氨醇或其衍
生物，以及一分子极性头基团组成 ➢ 植物和动物细胞膜的重要组分 ➢ 鞘磷脂类、脑苷脂类、神经节苷脂类
糖鞘脂
X为磷酸胆碱称为鞘 磷脂（sphingmyelin）
➢ 双键多为顺式结构，少数为反式结构
5.2.3 必需脂肪酸
➢ 不能合成必须由膳食提供的脂肪酸 自身合成：油酸 18:1 9C 软油酸 16:1 9C 不能合成：亚油酸 18:2 9C,12C 亚麻酸 18:3 9C,12C,15C 花生四烯酸 20:4 5C,8C,11C,14C 二十五碳五烯酸 20:5
按能否被碱水解分类
可皂化脂类：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
5.1 三酰甘油
➢ 动植物油脂的化学本质是脂酰甘油
➢ 脂酰甘油主要是三酰甘油
➢ 三分子脂肪酸与一分子甘油的醇羟基脱 水形成的化合物
5.1.1 三酰甘油的结构
➢ 有L型和D型两种构型
H 2C
sp h in g o s in e
神经酰胺
O
fatty acid
S phingo m yelin
O OH
H C CH NH CH C HC R (C H 2 )12
CH3
5.4.2 脑苷脂类
➢ 含1个糖残基的糖鞘脂 ➢ 神经酰胺的C1上的羟基与单糖分子以糖
苷键结合 ➢ 糖基不含唾液酸或硫酸 ➢ 属中性鞘糖脂
亚油酸（5ωC－,86CP,1U1FCA,1）4C→,1γ亚7C麻酸→花生四烯酸
α－亚麻酸（ω－3PUFA）→二十碳五烯酸（EPA）、二十二碳六烯酸（DHA）
5.3 磷脂
➢ 生物膜的主要成分 ➢ 甘油磷脂（第一大类膜脂） ➢ 鞘磷脂（第二大类膜脂）
鞘磷脂、鞘糖脂
O
H2C O
R1 C O CH
H2C O
O
glycerophospholipid
5.3.1 几种重要的甘油磷脂
➢ 磷脂酰胆碱（卵磷脂）与磷脂酰乙醇胺（脑 磷脂）细胞膜中含量最丰富的脂类物质。
卵磷脂常是含不同脂肪酸（软脂酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、 亚麻酸和花生四烯酸等）的磷脂酰胆碱的混合物
胆碱的成分是一种季铵离子，碱性极强 脑磷脂分子中的脂肪酸与卵磷脂相似
Fra Baidu bibliotek
18:3 9C,12C,15C 亚麻酸 ；
20:4 5C,8C,11C,14C 花生四烯酸；
20:5 5C,8C,11C,14C,17C 二十五碳五烯酸。
5.2.2 天然脂肪酸的结构特点
➢ 大多数脂肪酸的碳原子数在12～24之间，且 均是偶数
➢ 只有一个双键的不饱和脂肪酸，一般为9 ； 若双键数目多于1个，则有一个为9 ，其他 的双键更远离羧基，往往两个双键之间相差 一个亚甲基（－CH2－）
phosphatidate
O C R2 O P O O
5.3.1 甘油磷脂
➢ 甘油的两个醇羟基与脂肪酸成酯，第三个醇 羟基与磷酸成酯或磷酸再与其他含羟基的物 质（如胆碱、乙醇胺、丝氨酸等醇类衍生物） 结合成酯
非极性尾 O
非极性尾 O
H2C O C R2
R1 C O CH
O 极性头
H2C O P O X
➢ 简单甘油三酰（R相同）
O
➢ 混合甘油三酰（R不同） CH2－O －C‖ －R1
│
O
‖
CH－O －C －R2
│
O ‖
CH－O －C －R3
5.1.2 三酰甘油的理化性质
➢ 无色、无味的稠性液体或蜡状固体 ➢ 天然的油脂常是多种三酰甘油的混合物，无
固定熔点 ➢ 物中的三酰甘油饱和脂肪酸含量↑，熔点亦↑ ，
➢ 饱和脂肪酸
软脂酸（16C）、硬脂酸（18C）
➢ 不饱和脂肪酸
油酸 （含1个双键）、亚油酸（含2个双键） 、亚麻酸 （含3个双键） 、花生四烯酸（含4个双键）
5.2.1 脂肪酸的种类
16:1 9c
O
4
3
C
1
O
2
14:0 豆蔻酸； 16:0 软脂酸；
18:0 硬脂酸；
18:1 9C 油酸；
18:2 9C,12C 亚油酸；
X为糖基称为鞘糖脂 （glycosphingolipid）
5.4.1 鞘磷脂类
➢ 两性分子 ➢ 由磷脂酰胆碱、鞘氨醇和两条长的脂肪酸
烃链构成的疏水尾巴组成
鞘氨醇（Sphingosine）
神经酰胺（Ceramide）
CH3
O
H 3C
N+
H2 H2 CCO
P
C H 3 磷酸胆碱 O
p h o sp h o c h o lin e
脂酰甘油酯：最丰富的为甘油三酯（三酰甘油、脂肪） 蜡：14~36个C的饱和或不饱和脂肪酸与16~30个C的一元醇所形成的酯
复合脂类：除了含有脂肪酸和醇外，还含有非脂分子的成分
磷脂（磷酸和含氮碱）、糖脂（糖）、硫脂（硫酸）
衍生脂类：由单纯脂类或复合脂类衍生而来，具有脂质的一般性质
萜类：天然色素、香精油、天然橡胶 固醇类：固醇（甾醇、性激素、肾上腺皮质激素） 其他脂类：维生素A、D、E、K等。
第五章
脂质与生物膜
脂类（lipid）
➢ 脂质或类脂，是一类低溶于水，而高溶于 非极性溶剂的生物有机分子
➢ 主要是C、H、O ，有些尚含N、P及S ➢ 化学本质是脂肪酸和醇所形成的酯类及其
衍生物
脂肪酸多为4碳以上的长链一元羧酸 醇成分包括甘油、鞘氨醇、高级一元醇和固醇
按化学组成分类
单纯脂类：由脂肪酸和醇类所形成的酯
5.4.3 神经节苷脂
➢ 糖基部分含有唾液酸的鞘糖脂 ➢ 神经酰胺与结构复杂的寡糖结合而成 ➢ 糖基含硫酸的称为硫酸鞘糖脂（硫苷脂） ➢ 属酸性鞘糖脂
（2）氢化与卤化
具不饱和双键的三酰甘油可与H2和卤素等起加成反应 碘值：用于测定油脂的不饱和程度
（3）自动氧化与酸败（指不饱和脂肪酸）
酸败作用（变蛤）：油脂在空气中暴露过久可被氧化，产生难 闻的臭味
油脂的不饱和成分发生了自动氧化，产生过氧化物并进而降解 成挥发性的醛、酮、酸的复杂混合物
5.2 脂肪酸
常温下呈固态，俗称脂肪 ➢ 植物中的三酰甘油不饱和脂肪酸含量↑，熔
点↓，常温下呈液态，俗称油 ➢ 三酰甘油通称为油脂
（1）水解与皂化
水解（酸、碱或脂肪酶的作用）
三酰甘油→二酰甘油、单酰甘油→甘油和脂肪酸（酸水解可逆）
皂化（碱水解）
皂化1g油脂所需的KOH的质量（mg）称为皂化值 油脂的平均相对分子质量＝（3×56×1000）/皂化值