生物化学第二章脂类化学
合集下载
《生物化学》-脂质化学
概述
一、脂类物质概念 脂类是是生物体中的重要有机物，其共同点是
低（不）溶于水，高（易）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
2.命名与简写符号 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）
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 12-24，一般是不分支和无环、无羟基的单羧酸。
OH
（Sn-立体特异性编号体系） Sn -3-磷脂酸
常见甘油磷脂的极性头部和其净电荷（pH=7）
甘油磷脂名称
磷脂酸 磷脂酰乙醇胺 磷脂酰胆碱 磷脂酰丝氨酸
HO-X的名称
—— 胆胺 胆碱 丝氨酸
—X的结构
极性头基净电荷
磷脂酰甘油
甘油
磷脂酰肌醇
肌醇
H -1
HH
心磷脂
双磷脂酰甘油
例题：中性pH下，净电荷为零的 甘油磷脂是（ ）（ ）。
然而，催化加氢是一个可逆反应，饱和脂肪酸在 反应过程中，也会脱氢生成不饱和脂肪酸。这样，脱 氢的产物就可能有两种，顺式和反式。
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。
影响油脂自动氧化的因素 （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。
一、脂类物质概念 脂类是是生物体中的重要有机物，其共同点是
低（不）溶于水，高（易）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
2.命名与简写符号 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）
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 12-24，一般是不分支和无环、无羟基的单羧酸。
OH
（Sn-立体特异性编号体系） Sn -3-磷脂酸
常见甘油磷脂的极性头部和其净电荷（pH=7）
甘油磷脂名称
磷脂酸 磷脂酰乙醇胺 磷脂酰胆碱 磷脂酰丝氨酸
HO-X的名称
—— 胆胺 胆碱 丝氨酸
—X的结构
极性头基净电荷
磷脂酰甘油
甘油
磷脂酰肌醇
肌醇
H -1
HH
心磷脂
双磷脂酰甘油
例题：中性pH下，净电荷为零的 甘油磷脂是（ ）（ ）。
然而，催化加氢是一个可逆反应，饱和脂肪酸在 反应过程中，也会脱氢生成不饱和脂肪酸。这样，脱 氢的产物就可能有两种，顺式和反式。
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。
影响油脂自动氧化的因素 （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。
生物化学--脂类
CM的生理功能 运输外源性TG及胆固醇酯。
LPL（脂蛋白脂肪酶） • 存在于组织毛细血管内皮细胞表面 • 使CM中的TG、磷脂逐步水解，产生甘油、
FA及溶血磷脂等。
2020/6/16
极低密度脂蛋白 来源
VLDL的合成以肝脏为主，小肠亦可合成少量。
代谢
LPL VLDL
VLDL LPL、HL LDL 残粒
1.含14～20个C，偶数 2.饱和：软脂酸和硬脂酸，不饱和：油酸 3.植、低温生活的动物中 不饱和 >饱和 4.熔点：饱和 >不饱和 5.不饱和双键：C9和C10之间 6.双键多顺式 7.细菌多是饱和脂肪酸，种类少 ▪人体不能合成亚油酸和亚麻酸，只能从植物中获 得
2020/6/16
2020/6/16
（一）脑苷脂类 葡萄糖——糖—苷键————鞘氨醇—酰胺—键 脂肪酸 半乳糖 岩藻糖 N-乙酰葡萄糖胺 N-乙酰半乳糖胺
2020/6/16
占脑干重的11%
（二）神经节苷脂
含有唾液酸的糖鞘脂
结构：
神经酰胺
半乳糖-N –乙酰葡萄糖胺-半乳酸-葡萄糖-鞘氨醇
2020/6/16
唾液酸
脂肪酸
在脑灰质和胸腺中含量丰富，是某些神经元膜 的特征脂组分。
胆酸的反应： 胆酸+甘氨酸或牛磺氨酸甘氨胆酸或牛磺胆 酸 胆酸+脂类（胆固醇；胡萝卜素）盐类乳化 剂
2020/6/16
2.强心苷及蟾毒 可使心博率减慢，强度增加。 强心苷基本结构：
R：甲基或醛基 洋地黄苷 蟾毒：酯 3.性激素 4.维生素D3、D2
2020/6/16
三、前列腺素（prostaglandins，PG） 基本结构：五元环和20个碳原子的脂肪酸，
生物化学3-脂类化学
甘油三脂
O
H 2C
OH
O H2C O C (CH2)mCH3
HO CH
H3C (CH2)n C O CH O
H 2C
OH
H2C O C (CH2)k CH3
甘油磷脂
O
O H2C O C (CH2)m CH3
H3C (CH2)n C O CH
O
H2C O P O X OH
X = 胆碱、水、乙 醇胺、 丝氨酸、甘 油、肌醇、磷脂酰 甘油等
（二）饱和脂肪酸
• 饱和脂肪酸---无双键 室温下多为固态， 生物体内的饱和脂肪酸多以软脂酸和硬脂 酸存在分布广并且比较重要。
2020/2/12
（三）不饱和脂肪酸
• 单不饱和脂酸 • 多不饱和脂酸
含2个或2个以上双键的不饱和脂酸亚 油酸、亚麻酸、花生四烯酸等多不饱 和脂酸是人体不可缺乏的营养素
2020/2/12
2020/2/12
按其化学组成可分为：
• （一）单纯脂类（simple lipid）
由脂肪酸与甘油所形成的脂。如甘油三酯和蜡
• （二）复合脂类（compound lipid
）
由脂肪酸、醇和其他非
脂成分构成。如磷脂、糖脂
• （三）衍生脂质（derived lipid）
由单纯脂和复合脂衍生构成，具有脂质的一般性质， 如 取代烃、固醇类、萜等。
• 碳的个数大多分布在4-26之间；12-24多 见。
• 其通式为：R-COOH
2020/2/12
（一）脂肪酸的种类
• 短链脂肪酸 C4 • 中链脂肪酸 （C6~C10） • 长链脂肪酸（C12~C26） • 饱和脂肪酸-无双键 室温下多为固态 • 不饱和脂酸-有双键 室温下多为液态
第二章 脂生物化学
甘油三酯贮存能量和保温
真核细胞中，甘油三酯在水相介质中成 微小油滴状独立结构，作为代谢燃料的 贮藏库，脊椎动物中这些特化的细胞被 称为脂肪细胞(adipcytes或fat cells)。 甘油三酯还贮藏在多种植物的种子中， 提供种子萌发时所需能量及生物合成的 前体物质。
甘油三酯贮存能量和保温
人体必需脂肪酸
亚油酸18:29c,12c ω -6系的原初成员 γ -亚麻酸(18:36c,9c,12c) 花生四烯酸（20:45c,8c,11c,14c） α -亚麻酸18:39c,12c ,15c ω -3系的原初成员 EPA—二十碳五烯酸 （20:55c,8c,11c,14c,17c） DHA—二十二碳六烯（22:64c,7c,10c,13c,16c,19c） 活性脂肪酸存在于鱼油（深海鱼）中。
CH2 O CH2OH CH2OH
2
1
3 1
P OH
OH H C OH C O HO C HO C O H H H OH OH O O 3 3 Sn-甘油-1-磷酸 Sn-甘油-3-磷酸 CH2 O CH2 O P OH CH2 OCH2 O P OH P OH P OH
2
同一物质 Sn-甘油-1-磷酸 Sn-甘油-3-磷酸 Sn-甘油-3-磷酸 Sn-甘油-1-磷酸 L-甘油-3-磷酸 D-甘油-1-磷酸 对映体 L-甘油-1-磷酸
通俗名
系统名 饱
简写 符号 和 脂 肪
结构 酸
熔 点 (℃)
存在
12 14 16 18月桂酸 (肉ຫໍສະໝຸດ 豆 蔻酸 棕榈酸 (软脂酸) 硬脂酸
n-十二酸 n-十四酸 n-十六酸 n-十八酸
12:0 14:0 16:0 18:0
生物化学02-脂类
HDL按密度大小又可分为HDL1、HDL2和HDL3。 HDL1又称为HDLc，仅在摄取高胆固醇膳食后才在 血中出现，健康人血浆中主要含HDL2和HDL3。
载脂蛋白：脂质的增溶剂 脂蛋白受体的识别部位（细胞导向）
第六节 萜类和固醇类化合物
统称为类异戊二烯类(isoprenoid)
一、 萜类 P111
19c
★PUFA的研究价值
1、生物膜中多是顺式不饱和脂肪酸： 增加膜流动性 降低膜相变温度，抗寒冷
2、PUFA降低血脂
高脂血症是指血清中胆固醇ＴＣ、甘油三 酯ＴＧ和/或低密度脂蛋白ＬＤＬ过高和/ 或血清高密度脂蛋白ＨＤＬ过低的一种 全身脂代谢异常
化验结果
分升
升 高密度脂蛋白＜０．９毫摩尔／升（３５毫克／分
3、 酵母固醇
麦角固醇，经紫外光照射可转化成维生素D3。
三、 固醇衍生物 1、 胆汁酸
与脂肪酸或其他脂类结合（胆固醇，胡萝卜素）成盐，乳化 肠腔内油脂，增加脂肪酶作用位点，便于油脂消化吸收。
2、 类固醇激素
（1）肾上腺皮质激素（７种） （2）性激素 雄性激素：睾丸酮 雌性激素：雌二醇、黄体酮
主要内容： 脂类的生物学功能 磷脂（甘油磷脂和鞘磷脂）的结构 固醇的结构与功能
④ 化学信号： PIP2 ，前列腺素等 ⑤ 保护功能：动物的脂肪组织，植物的蜡质
第一节 脂肪酸及其衍生物
一、 脂肪酸的结构特点
线形不分支
饱和脂肪酸：
软脂酸（棕榈酸），n-十六酸，16:0
硬脂酸，
n-十八酸，18:0
花生酸，
n-二十酸，20：0
P83 表2-2
不饱和脂肪酸：1-6个双键
油酸：顺-十八碳-9-稀酸，18：1△9c，
载脂蛋白：脂质的增溶剂 脂蛋白受体的识别部位（细胞导向）
第六节 萜类和固醇类化合物
统称为类异戊二烯类(isoprenoid)
一、 萜类 P111
19c
★PUFA的研究价值
1、生物膜中多是顺式不饱和脂肪酸： 增加膜流动性 降低膜相变温度，抗寒冷
2、PUFA降低血脂
高脂血症是指血清中胆固醇ＴＣ、甘油三 酯ＴＧ和/或低密度脂蛋白ＬＤＬ过高和/ 或血清高密度脂蛋白ＨＤＬ过低的一种 全身脂代谢异常
化验结果
分升
升 高密度脂蛋白＜０．９毫摩尔／升（３５毫克／分
3、 酵母固醇
麦角固醇，经紫外光照射可转化成维生素D3。
三、 固醇衍生物 1、 胆汁酸
与脂肪酸或其他脂类结合（胆固醇，胡萝卜素）成盐，乳化 肠腔内油脂，增加脂肪酶作用位点，便于油脂消化吸收。
2、 类固醇激素
（1）肾上腺皮质激素（７种） （2）性激素 雄性激素：睾丸酮 雌性激素：雌二醇、黄体酮
主要内容： 脂类的生物学功能 磷脂（甘油磷脂和鞘磷脂）的结构 固醇的结构与功能
④ 化学信号： PIP2 ，前列腺素等 ⑤ 保护功能：动物的脂肪组织，植物的蜡质
第一节 脂肪酸及其衍生物
一、 脂肪酸的结构特点
线形不分支
饱和脂肪酸：
软脂酸（棕榈酸），n-十六酸，16:0
硬脂酸，
n-十八酸，18:0
花生酸，
n-二十酸，20：0
P83 表2-2
不饱和脂肪酸：1-6个双键
油酸：顺-十八碳-9-稀酸，18：1△9c，
生物化学--脂类
两条烃链是非极性的，所以完全不溶于水。 很多动植物表面覆盖蜡，可将细胞与外界隔离，并防止细胞失水。
（二）复合脂
除含有脂肪酸和醇以外，还有其他非脂分子参与合成的酯，如 • 磷脂 • 糖脂 • 鞘糖脂
1.磷脂类
磷脂几乎全部存在于细胞的膜系统中，在脑、肾、心、骨
髓、卵及大豆细胞中含量最高。 （1）磷脂类分子的结构
功能： 1.能量来源：脂肪储能量是糖的两倍，脂肪高度不溶于水。 2.组成生物膜：磷脂，胆固醇 3.细胞识别：糖脂 4.保护层：蜡 5.绝缘保温：脂肪层 6.其他生理功能：维生素ADEK，类胡萝卜素；性激素、肾上腺皮质激素；酶辅助因子； 信使（亲脂性/亲水性信号分子）
的酯，如磷脂、糖脂和鞘糖脂等。
• （三）异戊二烯系统脂质：一般不含有脂肪酸，包括类固醇和萜类及其
衍生物。
• （一）单纯脂质 脂肪酸的羧基与醇的羟基之间脱水，通过酯键相连的酯分子。
油脂
蜡：长链脂肪酸和长链一元醇 或固醇形成的酯。
油脂（甘油三酯、中性脂肪）
1.油脂 （1）脂肪酸：具有长CH链，和一个羧基末端的有机化合物的总称。
脂类
• 绝大多数脂类是脂肪酸和醇所形成的酯类及衍生物。不溶于水， 能溶于非极性溶剂（如：乙醚，氯仿，苯中）的一类化合物。
• 组成元素：CHO
• H：O比和C：O比远大于2。
一、脂类物质的分类
• （一）单纯脂质：脂肪酸的羧基与醇的羟基之间脱水，通过酯键相连的
酯分子。
• （二）复合脂质：除含有脂肪酸和醇以外，还有其他非脂分子参与合成
（四）衍生脂 • 衍生脂主要指脂类的水解产物，如脂肪酸及氧化产物脂肪醛等。 （五）结合脂类
革兰氏阴性菌细胞壁的成分
脂多糖：脂质A+杂多糖（共价连接）
（二）复合脂
除含有脂肪酸和醇以外，还有其他非脂分子参与合成的酯，如 • 磷脂 • 糖脂 • 鞘糖脂
1.磷脂类
磷脂几乎全部存在于细胞的膜系统中，在脑、肾、心、骨
髓、卵及大豆细胞中含量最高。 （1）磷脂类分子的结构
功能： 1.能量来源：脂肪储能量是糖的两倍，脂肪高度不溶于水。 2.组成生物膜：磷脂，胆固醇 3.细胞识别：糖脂 4.保护层：蜡 5.绝缘保温：脂肪层 6.其他生理功能：维生素ADEK，类胡萝卜素；性激素、肾上腺皮质激素；酶辅助因子； 信使（亲脂性/亲水性信号分子）
的酯，如磷脂、糖脂和鞘糖脂等。
• （三）异戊二烯系统脂质：一般不含有脂肪酸，包括类固醇和萜类及其
衍生物。
• （一）单纯脂质 脂肪酸的羧基与醇的羟基之间脱水，通过酯键相连的酯分子。
油脂
蜡：长链脂肪酸和长链一元醇 或固醇形成的酯。
油脂（甘油三酯、中性脂肪）
1.油脂 （1）脂肪酸：具有长CH链，和一个羧基末端的有机化合物的总称。
脂类
• 绝大多数脂类是脂肪酸和醇所形成的酯类及衍生物。不溶于水， 能溶于非极性溶剂（如：乙醚，氯仿，苯中）的一类化合物。
• 组成元素：CHO
• H：O比和C：O比远大于2。
一、脂类物质的分类
• （一）单纯脂质：脂肪酸的羧基与醇的羟基之间脱水，通过酯键相连的
酯分子。
• （二）复合脂质：除含有脂肪酸和醇以外，还有其他非脂分子参与合成
（四）衍生脂 • 衍生脂主要指脂类的水解产物，如脂肪酸及氧化产物脂肪醛等。 （五）结合脂类
革兰氏阴性菌细胞壁的成分
脂多糖：脂质A+杂多糖（共价连接）
脂类的生物化学
大多数的类二十烷酸是花生四烯酸的衍生物。
前列腺素类(prostaglandin)，
凝血恶烷类(thromboxane) 白细胞三烯类(leucotriene)
阿司匹林（乙酰水杨酸）
天然油脂的组分
天然油脂并非一种物质组成，而是三酰甘油的混合物。
不同种类的油脂所含的脂肪酸是不相同的。
油脂的形成
• 油脂的形成：油脂由一分子甘油和三分子脂肪 酸经过逐步反应得到。反应如下：
都是由生物体产生，并能由生物体所利用（矿物油？）
例外：卵磷脂（溶于乙醚）、鞘磷脂和脑苷脂类。
四、脂类的生物学功能
1. 结构组分 2. 储存能源 3. 溶剂 4. 保温和保护 5. 其他 ——磷脂是生物膜的主要成分 ——机体的储存燃料 ——一些活性物质的溶剂 ——防寒剂和润滑剂 ——参与机体代谢调节
• 植物固醇：
谷固醇、豆固醇，比胆固醇侧链上多一个—C2H5
• 酵母固醇：
麦角固醇，紫外线照射下，可转变为维生素D2
二、类固醇
• 胆酸和胆汁酸：胆汁的重要成分，作用于脂肪代谢
胆汁酸盐，可使脂肪乳化，促进肠壁细胞对脂肪的消化吸收。
• 固醇类激素：包括肾上腺皮质激素和性激素 • 植物类固醇：强心苷（寡糖和固醇所成的糖苷）、皂素
3、氧化作用： 油脂的不饱和脂肪酸的双键氧化分解，或油脂经微生物分解 成的脂肪酸，氧化分解形成系列产物的变质过程。 • 酸败：天然油脂长期暴露在空气中，会产生酸臭味
原因是：1、油脂受空气和光照作用，不饱和脂肪酸被氧化成过氧化 物，继续分解为低级醛、酮以及羧酸，产生酸臭味。2、霉菌或脂肪酶将 油脂水解成低级脂肪酸，再生成-酮酸，其脱羧后而成低级酮类。
油 脂 的 消 化
油脂的化学性质
生物化学第二章 脂类和生物膜
（一）种类： 1、按脂肪酸种类分： 饱和脂肪酸 如：软脂酸(16C)、 硬脂酸(18C)。 不饱和脂肪酸 如：油酸、亚油酸。
（二）命名
脂肪酸的俗名主要反映其来源和特点。系统名反映其碳原 子数目、双键数和位置。如：硬脂酸的系统名是十八烷酸， 用18：0表示，其中“18”表示碳链长度，“0”表示无双键； 油酸是十八碳-9-烯酸，用18：1 Δ9c表示，“1”表示有一 个双键。反油酸用18：1Δ9,trans表示。 天然脂肪酸中的双键多为顺式结构，少数为反式结构， 如：反油酸等。大多数单不饱和脂肪酸中双键的位置在C9 和C10之间（ Δ9），多不饱和脂肪酸通常有一个双键在 Δ9，其余双键在Δ9和烃链末端甲基之间。
另外，根据是否能被碱水解而产生皂，分为皂化 脂质和不可皂化脂质。非皂化脂 包括类固醇、萜 类和前列腺素类。 不含脂肪酸，不能被碱水解。 根据脂质在水中和水界面上的行为分为：非极性 和极性。
3、脂质的生物学作用
（1）贮存脂质 机体代谢燃料和储能形式； 三酰甘油主要分布在皮下、胸腔、腹腔、肌肉、骨髓 等处的脂肪组织中，是储备能源的主要形式。 保护作用；绝缘保温、缓冲压力、减轻摩擦振动 （2）结构脂质 磷脂、糖脂、胆固醇等极性脂是构 成生物膜的重要组分； （3）活性脂质 具营养、代谢及调节功能；与细胞 识别、种特异性、组织免疫等密切相关。 肾上腺皮质激素和性激素的本质是类固醇；各种脂溶 性维生素是脂类得的衍生物。
（三）饱和与不饱和脂肪酸的构象
柔性大，完全伸展
一个双键有30°的 刚性弯曲
（四）脂肪酸盐与乳化作用
脂肪酸盐属于Ⅲ类极性脂质，具有亲水基团和疏水基 团，是典型的两亲化合物，是一种离子型的去污剂， 如：天然的胆汁盐酸、人工合成的十二烷基硫酸钠 （SDS）。
生物化学 第02章 脂类化学
n 皂化价：完全皂化1克脂肪（油或脂）所消耗的氢氧化钾的 毫克数。
n 皂化价可用于计算该油脂的平均相对分子量。
分子量=1/[(皂化价/1000)/56/3]
单位为克的皂化价
消耗的氢氧化钾的摩尔数 （脂肪酸的摩尔数） 甘油三酯的摩尔数
分子量 = 3 × 56× 1000 皂化值
n250毫克油脂完全皂化时需要47.5毫克KOH， 计算该油脂的平均相对分子量。
规定：
1,3的位置不能交换
n 磷脂酰胆碱（X基团为胆碱） ——卵磷脂
O
O CH2-O-C-R1 R2-C-O-CH O
CH2-O-P-O-CH 2-CH2-N+（CH ）3 3 OH
卵磷脂
如果磷酰胆碱基连接在甘油基的3位碳，则为-型，2位则为-型。
自然界：L--磷脂酰胆碱
n★基本介绍 n“卵磷脂”这个词本身由希腊文“Lekiths” 派生出来，意指“蛋黄”。卵磷脂最初是在蛋 黄中发现，一只鲜蛋黄中约含10％卵磷脂。近 年来卵磷脂被誉为与蛋白质、维生素并列的" 三大营养素"。
液酸
神经酰胺
中性糖 N-乙酰半乳糖胺
神经酰胺
半乳糖 唾液酸
葡萄糖
n 甘油醇糖脂（glycosyl glycerides）—植物糖脂
存在于绿色植物中，称植物糖脂。
n答案：884
2）不饱和双键产生的性质
①氢化（Hydrogenation）（反式脂肪酸） n 油脂中的不饱和键可以在金属镍催化下发生氢化作用。 n 氢化作用通常用于使液体油变成半固体或固体脂肪。
②卤化和碘值 n 卤化作用（Halogenation）：油脂中不饱和键可与卤素 发生加成作用，生成卤代脂。 n碘值（价）：100克油脂所能吸收的碘的克数。 n用碘值表示油脂的不饱和度。
《生物化学》——脂类概述
含2个双键（亚油酸）
含3个双键（亚麻酸） 含4个双键（花生四烯酸）
（二）甘油磷酸酯类
非极 性尾
CH2OCOR1
非极性尾
R2OCOCH
O
CH2OCOR P—O 3— O
极性头
磷脂在水相中自发 形成脂质双分子层。
（三）鞘脂类
——由1分子脂肪酸，1分子鞘氨醇或其衍生物，以及1分 子极性头基团组成。
鞘磷脂类
《生物化学》 ——脂类概述
是一类不溶于水，但能溶于非极性有机溶剂 的生物有机分子。大多数脂质的化学本质是脂肪 酸和醇所形成的酯类及其衍生物。
脂肪 磷脂 脂类 糖脂 固醇 基本脂 可变脂
和脂肪酸：软脂酸（16C）、硬脂酸（18C）。 脂肪酸 不饱和脂肪酸 含1个双键（油酸）
（09安徽）95．脂类的生理功能有 ACDE A．保持体温 B．调节酸碱平衡 C．固定内脏 D．氧化功能 E．脂溶性物质的溶剂
（13全国）10.下面关于脂质分子性质的描述中，错误的是 D A.大多数脂质分子不宜溶于水 B.胆固醇是两亲脂质 C.甘油三酯具有储存能量的作用 D.由膜质分子形成的微团具有双分子层结构
AB （07全国）111．脂肪被作为动物体的能量储备是因为： A．完全的还原态 B．强疏水性 C．在自然界含量丰富 D．易于消化
（07安徽）13．在下图所示的化学结构及生化分子中，表示脂质的 是 (D)
（08全国）114．人体主要以脂肪而不是糖原为能量储存物质的主 要原因是：（AB ） A．脂肪的疏水性 B．脂肪酸氧化比碳水化合物氧化释放的能量多 C．碳水化合物氧化比脂肪酸氧化释放的能量多 D．脂肪比重轻
鞘脂类
脑苷脂类（糖鞘脂）
神经节苷脂类
（四）固醇（甾醇）类
食品生物化学第2章 脂类物质
天然多烯酸（一般会有2-6个双键）的双键都是 被亚甲基隔开的。
14 11 8 5 1
6
5,8,11,14-二十碳四烯酸，或20:4ω6（或 n－6）
4,7,10,13,16,19-二十二碳六烯酸或22:6ω3（或式脂肪酸（cis-）：氢原子都位于同一侧，链 的形状曲折，看起来象U型。
大量的研究表明，脂肪自动氧化是典型的自 由基链反应历程。可简化为三个阶段：
链引发 链传递 链终止
光、热、金属
链引发 （诱导期）
慢
链传递
快
链终止
烷基自由基
过氧化自由基
(1) Formation of ROOH
① 油酸 ：
先在双键的-C处形成自由基，最终生成四 种ROOH。
11 10 9 8
氧化能降低食品营养价值，某些氧化产物可能具有毒性； 在某些情况下，脂类进行有限度的氧化是需要的。
例如：产生典型的干酪或油炸食品的香气。
与营养、风味、安全、贮存、经济有关 食品变质的主要原因之一 产生挥发性化合物，不良风味 受多种因素影响
Mechanism：
氧化的初产物是氢过氧化物 (ROOH, Hydroperoxides)
O2
H.
16 OOH
1.2
O2
H.
12 OOH
.
11
1.3
O2
H.
13 OOH
9.
O2
H.
9 OOH
2.2 光敏氧化 Photosensitized Oxidation
不饱和双键与激发态氧直接发生的氧化反应。
光敏化剂(Sensitizers;简写Sens)
• 含脂肪的食品中，一些天然色素，例如叶绿素和肌红蛋白 以及人工合成的色素赤鲜红都可以作为光敏剂，产生激发 态氧。
生物化学第2章脂类
第2章脂质（Chapter 2. Lipid）一、引言(一)脂质的概念不(低)溶于水、溶于非极性溶剂的生物有机分子。
（二）脂质的分类1.按化学组成单纯脂质（simple lipid）主要有甘油三酯和蜡复合脂质（compound lipid）主要有磷脂和糖脂衍生脂质（derived lipid）主要有取代烃，固醇类，萜和其它脂质（脂肪族维生素等）可皂化脂和不可皂化脂2.按照极性非极性脂质(nonpolar)不具容积可溶性，不能形成单分子层。
如:胆甾烷、长链脂肪酸和长链一元醇形成的酯等。
极性脂质(polar)Ⅰ类极性脂质:不具容积可溶性，有界面可溶性，能参入膜，但自身不能形成膜,如:三酰甘油、胆固醇、长链质子化FA等Ⅱ类极性脂质:能形成膜，如:磷脂和鞘糖脂；Ⅲ类极性脂质:具可溶性。
ⅢA类:如长链脂肪酸的盐；阴离子、阳离子和非离子去污剂；溶血磷脂酸；脂酰CoA等。
ⅢB类:如胆汁盐、皂苷等。
3.按照生物学功能贮存脂(storage lipid） 结构脂(structural lipid) 活性脂(active lipid)二、脂肪酸脂肪酸(fatty acid,FA)通常是指烃链链长为4-36碳的羧酸，自然界中已经发现100余种。
绝大多数的脂肪酸含有偶数个碳原子，形成长而不分支的链(少数有分支的或含环的脂肪酸)。
根据双链的有无，脂肪酸可分为饱和(saturated FA)与不饱和脂肪酸(unsaturated FA)。
每一种脂肪酸都有通俗名、系统名和简写符号。
如：通俗名：亚油酸系统名：十八(碳)二烯酸，或顺,顺-9,12-十八烯酸简写符号：18:2△9c,12c18:2△9c, 12c 18:018:3△9c, 12c, 15c18:1△9cOver half of the fatty acid residues of plant and animal lipids are unsaturated；Bacterial fatty acids are rarely polyunsaturated but are commonly branched, hydroxylated, or contain cyclopropane rings.（一）脂肪酸的结构特点1. 碳原子数多为偶数2. 单不饱和脂肪酸的双键多在第9位,第2和第3个双键多在第12和第15位；双键多数属非共轭系统。
生物化学脂类的化学
生物化学脂类的化学集团文件发布号：（9816-UATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-课外练习题一、名词解释1、活性脂质；2、必须多不饱和脂肪酸；3、脂蛋白；4、磷脂；5、鞘磷脂；二、符号辨识1、TG；2、FFA；3、PL；4、CM；5、VLDL；6、IDL；7、LDL；8、HDL；9、PUFA；10、PC；11、PE；12、PG；13、CL；三、填空1、脂类按其化学组成分类分为（）、（）和（）；2、脂类按其功能分类分为（）、（）和（）；3、脂肪酸的Δ命名法是指双键位置的碳原子号码从（）端向（）末端计数；4、脂肪酸的（）命名法是指双键位置的碳原子号码从甲基末端向羧基端计数；5、天然脂肪酸的双键多为（）式构型；6、必须多不饱和脂肪酸是指人体及哺乳动物虽能制造多种脂肪酸，但不能向脂肪酸引入超过（）的双键，因而不能合成（）和（），必须由膳食提供。
7、简单三酰甘油的R1＝R2＝R3，（）、（）和（）等都属于简单三酰甘油；8、鲛肝醇和鲨肝醇属于（）酰基甘油；9、（）是由长链脂肪酸和长链一元醇或固醇形成的酯；10、复脂是指含有磷酸或糖基的脂类，分为（）和（）两大类；11、（）是构成生物膜的第一大类膜脂；12、重要的甘油磷脂有（）、（）和（）等；13、磷脂酰丝氨酸、脑磷脂和卵磷脂的含氮碱分别是（）、（）和（），它们可以相互转化；14、血小板活化因子是一种（）甘油磷脂；15、鞘氨醇磷脂由（）、（）和（）组成；16、糖脂是指糖通过其半缩醛羟基以（）与脂质连接的化合物；17、鞘糖脂根据糖基是否含有（）或硫酸基成分分为（）鞘糖脂和（）鞘糖脂；18、最简单的硫苷脂是（）脑苷脂；神经节苷脂的糖基部分含有（）；19、萜类是（）的衍生物，不含脂肪酸，属简单脂类；20、类固醇的基本结构骨架是以（）为基础构成的甾核；21、糖脂分为（）类和（）类。
前者主要是（）细胞膜的结构和功能物质，后者主要是（）的重要结构成分，动物中含量甚微。
脂类代谢-生物化学
03
04
合成过程可以分为三个阶段：
乙酰CoA羧化酶可分成三个不同的亚基：
05
生物素羧基载体蛋白（BCCP）
原料的准备——乙酰CoA羧化生成丙二酸单酰CoA（在细胞液中进行），由乙酰CoA羧化酶催化，辅基为生物素，是一个不可逆反应。
生物素羧化酶（BC）
羧基转移酶（CT）
06
柠檬酸穿梭系统
肉毒碱转运
脂酰CoA的β氧化反应过程如下：
脂肪酸的β氧化
脱氢 脂酰CoA经脂酰CoA脱氢酶催化，在其α和β碳原子上脱氢，生成△2反烯脂酰CoA，该脱氢反应的辅基为FAD。 加水（水合反应） △2反烯脂酰CoA在△2反烯脂酰CoA水合酶催化下，在双键上加水生成L-β-羟脂酰CoA。
脱氢 L-β-羟脂酰CoA在L-β-羟脂酰CoA脱氢酶催化下，脱去β碳原子与羟基上的氢原子生成β-酮脂酰CoA，该反应的辅酶为NAD+。 硫解 在β-酮脂酰CoA硫解酶催化下，β-酮脂酰CoA与CoA作用，硫解产生 1分子乙酰CoA和比原来少两个碳原子的脂酰CoA。
乙酰CoA的去路
2分子的乙酰CoA在肝脏线粒体乙酰乙酰CoA硫解酶的作用下，缩合成乙酰乙酰CoA，并释放1分子的CoASH。
乙酰乙酰CoA与另一分子乙酰CoA缩合成羟甲基戊二酸单酰CoA（HMG CoA），并释放1分子CoASH。
HMG CoA在HMG CoA裂解酶催化下裂解生成乙酰乙酸和乙酰CoA。乙酰乙酸在线粒体内膜β-羟丁酸脱氢酶作用下，被还原成β-羟丁酸。部分乙酰乙酸可在酶催化下脱羧而成为丙酮。
β-羟丁酸在β-羟丁酸脱氢酶作用下，脱氢生成乙酰乙酸，然后再转变成乙酰CoA而被氧化。
乙酰乙酰CoA被β氧化酶系中的硫解酶裂解成乙酰CoA进入三羧酸循环。
生物化学第二章 脂类化学(共77张PPT)
在临床上使用SOD外用脂质体霜 剂治疗色斑，取得很大的成功。采 用卵磷脂、胆固醇制备脂质作为 SOD的载体，研究表明SOD活性在 霜剂中可保存6个月以上
2.3 脂肪酸的结构和性质
c,t表构型顺反
e.g. 油酸：顺-十八碳-9-稀酸，18：1△9c，
e.g. 亚油酸（ω-6）：顺，顺-十八碳-9，12-二稀酸，18： 2△9c，12c
动物中的酶只能向羧基端继续去饱和， 所以能合成24烯酸，而不能合成亚油酸 和亚麻酸，植物则向脂肪酸的甲基端继 续去饱和
脂肪酰CoA去饱和酶
电子分别来源于NADPH 和饱和脂肪酸
动物油、椰子油和棕榈油的主要成分是饱和脂肪酸（提供热量），而 多元不饱和脂肪酸的含量很低。心脏病人舍弃动物性饱和油后，可从 植物油中摄取植物性饱和油。（猪油蒙心？）
油：室温下液态 ；脂：室温下固态
甘油三酯的命名
如果所有的 双键都被氢化、饱和了，顺式脂肪酸就变成了饱和脂肪酸。
其中的过氧化物, 继续分解产生低级醛、酮，羧酸和醛或酮的衍生物，这些物质使油脂产生臭味。
3 脂肪酸的结构和性质
皂化值 =
油：室温下液态 ；
十八酸*（硬脂酸） sicaric acid C17H35COOH 70
但是通常只有部分双键被饱和，由于工艺的原因，在氢化 的过程中剩下的双键两头的碳原子的结构发生了 变化，它 们的氢原子由顺式变成了反式。这样，氢化油就含有大量 的反式脂肪酸。
禁用反式脂肪 麦当劳被迫使用健康油
从上个世纪80年代末开始，人们逐渐 认识到氢化植物油对健康的危害实际 上比动物脂肪还要大。这主要是由于 其中的反式脂肪酸引起的，它增加的 心血管疾病的风险。
第二章 脂类的化学
➢脂的分类及生物学功能
2.3 脂肪酸的结构和性质
c,t表构型顺反
e.g. 油酸：顺-十八碳-9-稀酸，18：1△9c，
e.g. 亚油酸（ω-6）：顺，顺-十八碳-9，12-二稀酸，18： 2△9c，12c
动物中的酶只能向羧基端继续去饱和， 所以能合成24烯酸，而不能合成亚油酸 和亚麻酸，植物则向脂肪酸的甲基端继 续去饱和
脂肪酰CoA去饱和酶
电子分别来源于NADPH 和饱和脂肪酸
动物油、椰子油和棕榈油的主要成分是饱和脂肪酸（提供热量），而 多元不饱和脂肪酸的含量很低。心脏病人舍弃动物性饱和油后，可从 植物油中摄取植物性饱和油。（猪油蒙心？）
油：室温下液态 ；脂：室温下固态
甘油三酯的命名
如果所有的 双键都被氢化、饱和了，顺式脂肪酸就变成了饱和脂肪酸。
其中的过氧化物, 继续分解产生低级醛、酮，羧酸和醛或酮的衍生物，这些物质使油脂产生臭味。
3 脂肪酸的结构和性质
皂化值 =
油：室温下液态 ；
十八酸*（硬脂酸） sicaric acid C17H35COOH 70
但是通常只有部分双键被饱和，由于工艺的原因，在氢化 的过程中剩下的双键两头的碳原子的结构发生了 变化，它 们的氢原子由顺式变成了反式。这样，氢化油就含有大量 的反式脂肪酸。
禁用反式脂肪 麦当劳被迫使用健康油
从上个世纪80年代末开始，人们逐渐 认识到氢化植物油对健康的危害实际 上比动物脂肪还要大。这主要是由于 其中的反式脂肪酸引起的，它增加的 心血管疾病的风险。
第二章 脂类的化学
➢脂的分类及生物学功能
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
皂化作用
皂化值(Saponification number)：完全皂化1克 油脂所需氢氧化钾的毫克数。
V×N×56.1 皂化值 =
W
V为滴定HCl毫升数，N为HCl浓度， 56.1为氢氧化钾 的相对分子质量，W为油脂的质量（克）。
生物化学第二章脂类化学
（2）由酯键产生的性质----酯交换反应 原有甘油三酯中的甘油(或脂肪酸)与其它脂
➢编号顺序不能变 ➢2位羟基位置靠左 ➢衍生物命名先写Sn甘油-位置-衍生物
生物化学第二章脂类化学
2.2 油脂的性质
(一）物理性质
（1）溶解性 一般无色、无嗅、无味，呈中性，比重小于1。 不溶于水而溶于溶剂中，在热乙醇内溶度甚大，在冷乙醇中
不易溶解。 一般用乙醚抽提脂类物质。
（2）熔点： 甘油三酯的熔点时由其脂肪酸组成决定的 。 一般随饱和脂肪酸的数目和链长的增加而升高。 不饱和 脂肪酸越多熔点越低 分支越多熔点越低
不溶性蛋白质
导致胶原坚硬、长度 缩短、失去膨胀力
（1）细胞进行正常有氧代谢时，线粒体呼吸链产生的副产物， 超氧阴离子、过氧化氢、羟自由基。
（2）细胞内有的酶促反应以氧分子为受氢体，氧合血红蛋白 转变为高铁血红蛋白时，铁提供电子给氧分子生成超氧阴离 子。
（3）细胞色素P450系统在发挥其解毒作用时产生的氧自由基。 （4）辅酶Q的代谢产物可在氧化还原中生成半醌自由基，提
肪酸(或醇类)生成新甘油三酯的反应。
生物化学第二章脂类化学
酸催化脂交换
第一步
第二步
性质 与柴 油类 似
碱法催化
性质与柴油类似
节油先锋雪铁龙发布C8生物柴油版
生物柴油就是一种新型的短链脂肪酸甘油酯类。
生物化学第二章脂类化学
(3)由 卤化 卤素Br2、I2加入产生饱和的卤代脂 碘值 100g油脂所能吸收的碘的克数 表示油脂的不饱 和度 酸值 (不饱和键过氧化生成小分子的酸)中和1克油脂中 的游离脂肪酸所消耗的KOH的mg数
在临床上使用SOD外用脂质 体霜剂治疗色斑，取得很大的 成功。采用卵磷脂、胆固醇制 备脂质作为SOD的载体，研究 表明SOD活性在霜剂中可保存 6个月以上
生物化学第二章脂类化学
1.2 分类
单脂 脂肪酸和醇类形成的酯
酯 VS 脂
油脂—甘油三酯 蜡—高级醇的脂肪酸酯
除了脂肪酸和各种醇以外还有其它成分的脂
复脂
磷脂 甘油磷脂 鞘磷脂类
甘油 磷酸 脂肪酸 鞘氨醇 磷酸 脂肪酸 胆碱
衍生脂类
高级一元醇，脂肪酸及衍生物，类固醇 萜类生，物脂化学溶第二性章维脂类生化学素，脂多糖，脂蛋白
生物化学第二章脂类化学
第二节甘油三酯的结构及性质
2.1 油脂的结构
生物化学第二章脂类化学
甘油三酯
脂肪酸与甘油所形成酯（脂酰甘油，脂酰甘油酯） 脂类中含量最丰富的一大类，是动、植物贮脂的主
要组分 油：室温下液态 ；生物脂化学：第二室章脂温类化下学 固态
甘油三酯的命名
生物化学第二章脂类化学
甘油三酯的命名
（3）光学活性：天然存在具一个不对称C原子的甘油三酯。 按L—甘油醛衍生物原则命名。
生物化学第二章脂类化学
看手性碳重要官能团 生物化学第二章脂类化学
（二）化学性质
（1）由酯键产生的性质----水解和皂化
皂化作用 碱水解甘油三酯的作用 皂化值 完全皂化1克油或脂所消耗的KOH的毫克数
生物化学第二章脂类化学
原因： ① 脂类
脂肪酸
② 脂类
醛、酮
其中的过氧化物, 继续分解产生低级醛、酮，羧酸和醛或
酮的衍生物，这些物质使油脂产生臭味。
生物化学第二章脂类化学
皱纹和老年斑是如何产生的？
氧自由基
多价不饱和脂肪酸
氧化酶
丙二醛
脂质过氧化物
蛋白质
与磷脂酰乙 醇胺交联
黄色色素
与蛋白质、胺 类或脂类结合
棕褐色色素
交联聚合
(4)由羟基产生的性质 ➢ 乙酰化值指从1g乙酰化的脂肪中分解出乙酸用KOH中和
所需要KOH的毫克数。
生物化学第二章脂类化学
不饱和键的过氧化作用
氧化 甘油三酯（不饱和脂肪酸）
过氧化物
酸败天然油脂暴露在空气中相当时间后, 就会产生一种刺
鼻臭味，称为酸败(rancidity)。（自由基容易夺取不饱
和键的游动电子！）
供电子使氧分子生成超氧阴离子。 （5）脂肪和其他大分子降解时的副产物，如过氧化氢。 （6）巨噬细胞吞噬细胞时发生的“呼吸爆发”也会产生自由基。
免除自由基的机制
1. 酶促机制 (1) 超氧化物歧化酶[Superoxide dismutases (SOD)] (2)过氧化氢酶(Catalase):催化H2O2转变为H2O和O2的反应。 (3) 谷胱甘肽过氧化物酶(Glutathione peroxidases (4) 除了上述酶之外,谷胱甘肽转移酶,血浆铜蓝蛋白一些酶类
生物化学第二章脂类化学
第二章 脂类的化学
➢脂的分类及生物学功能 ➢甘油三酯的结构及性质 ➢磷脂和固醇结构及性质 ➢膜的结构和功能
生物化学第二章脂类化学
第一节 脂的分类及生物学功能
1.1 脂的概念
定义——脂肪酸和醇生成的组分及其衍生物
脂类的化学元素组成是 ：C.H.O.N.P
主要特征：不溶于水而溶于有机溶剂 （在高温高压下可溶）
1.3 脂类的生物学功能
（1）结构组分 生物膜的重要物质（磷脂双分子层） 防止机械损伤； 脂溶性物质进入； （防水分蒸发及进入） 保温
生物化学第二章脂类化学
（2）提供能量
生物化学第二章脂类化学
（3）参与机体代谢调节（信号分子）
➢ 固醇转化为激素，参与细胞信号传递；
➢ 或转化为维生素，作为辅酶调节酶活
子抗氧化剂.如胆红素, 尿酸,类黄酮,类胡萝卜素等.
自由基攻击细胞摧毁细胞膜， 导致细胞死亡和细胞膜发生变 化，从而使得细胞不能从外部 吸收营养，也排泄不出细胞内 代谢的产物，长期积累形成黑 色素，导致皮肤 色斑的形成。 SOD是清除自由基最强有效的 抗氧化剂，其抗氧化能力是维 生素C的20倍，维生素E的50倍。
2. 非酶促机制 (1) 维生素 E (脂溶性，把细胞膜上产生的过氧自由基的电子
接收，让自己暂时成为一自由基。) (2) 维生素 C(水溶性，可让Vitamin E自由基恢复其抗氧化能
力。) (3) 谷胱甘肽(细胞内最重要的抗氧化物，其巯基(SH)可以接
收自由基的电子。) (4)除了这三大抗氧化剂之外， 机体内还存在为数众多的小分