BiochemistryB71脂和生物膜

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biochemistry名词解释

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生物化学(Biochemistry)是研究生物体内化学物质和生物化学过程的学科。

它涵盖了分子层面的生物学,关注生物体内分子的结构、组成和相互作用,以及这些分子如何参与细胞功能、代谢过程和遗传传递等生物学活动。

以下是一些与生物化学相关的术语的详细解释:1.分子生物学(Molecular Biology):研究生物体内分子的结构、功能和相互作用。

它涉及到DNA、RNA、蛋白质和其他生物分子的合成、调控和相互作用。

2.基因(Gene):是生物体内携带遗传信息的DNA序列。

基因编码了蛋白质的合成所需的信息,并通过转录和翻译过程将这些信息转化为蛋白质。

3.蛋白质(Protein):是生物体内由氨基酸组成的大分子。

蛋白质具有多种功能,包括酶催化、结构支持、信号传导、运输物质和免疫防御等。

4.酶(Enzyme):是一类特殊的蛋白质,能够催化生物体内化学反应的进行。

酶通过降低反应的活化能,加速化学反应速率。

5.代谢(Metabolism):是生物体内化学反应的总体过程。

它包括分解有机物和合成新的分子,以获得能量和构建细胞组分。

代谢过程还涉及调节物质转运和维持生物体内稳态。

6.基因表达(Gene Expression):是指基因信息的转录和翻译过程,将DNA序列转化为蛋白质。

这一过程包括转录(DNA转化为RNA)和翻译(RNA转化为蛋白质)两个主要步骤。

7.核酸(Nucleic Acid):是生物体内的重要分子,包括DNA(脱氧核糖核酸)和RNA(核糖核酸)。

DNA储存遗传信息,而RNA在基因表达过程中起着重要的中间信使和催化作用。

8.代谢途径(Metabolic Pathway):是一系列相互关联的化学反应,共同完成特定代谢功能。

代谢途径通常涉及多个酶的参与,以完成特定的生物合成和分解过程,以及能量的转化和物质的转运。

9.能量代谢(Energy Metabolism):是生物体内转化和利用能量的过程。

能量代谢包括产生能量的反应(如细胞呼吸和光合作用),以及利用能量的反应(如肌肉收缩和细胞运输)。

第8章 脂质与生物膜

第8章 脂质与生物膜
第8章 脂质与生物膜
第一节
脂质(Lipid)概述
一、脂质的概念



是一类不溶或微溶于水而易溶于乙醚、氯仿、苯等非 极性有机溶剂的生物有机分子。 一般是由醇和脂肪酸形成的酯类及其衍生物。 脂肪酸:多数是4碳以上的长链一元羧酸。 醇:甘油、鞘氨醇、高级一元醇和固醇; 脂质的元素包括:主要是碳、氢、氧,有的还含有氮、 磷、硫。
小 结
脂质(化学组分) 生物功能 单纯脂质 三酰甘油 蜡 复合脂质 磷脂 甘油磷脂(卵磷脂、脑磷脂等) 鞘磷脂(鞘氨醇、神经酰胺) 糖脂 甘油糖脂(糖苷键) 鞘糖脂(神经酰胺) 衍生脂质 脂肪酸:必需脂肪酸 类二十碳烷 固醇类(胆固醇、胆酸、肾上腺激素等) 萜类(天然色素、橡胶等) 脂蛋白 2. 贮存脂质 结构脂质 活性脂质
(3)羊毛蜡
第四节
磷脂
主要参与细胞膜的组成。

1.甘油磷脂 2.鞘磷脂

磷脂分子中含有亲水性的磷酸酯基和亲脂的脂肪酸链, 是优良的两亲分子。
N
+
(CH3)3
CH2 CH2 O O P O CH2 CH O C R1 CH2 O OC R2 O O
-
极性端
非极性端
1.甘油磷酯
其结构母体——磷脂酸。
1、电泳法分类 依据:
各类脂蛋白颗粒中蛋白质含量不同而有
不同的表面电荷,在电场下产生不同的迁移率。
电泳法将血浆脂蛋白分为 四类:
乳糜微粒
原点
-脂蛋白
前 -脂蛋白
-脂蛋白
血浆脂蛋白的电泳图谱
2.密度梯度超速离心法分类
依据:各脂蛋白颗粒有不同的密度,超离心时有不同的沉
降速率。
密度梯度超速离心法

第09章 生物膜

第09章 生物膜

(二)脂酰甘油是甘油的脂肪酸酯
脂肪酸的羧基与甘油的羟基缩合、脱水形成 酯,即为脂酰甘油。
1. 脂酰甘油种类 单脂酰甘油 二脂酰甘油 三脂酰甘油(甘油三酯)
分子式
三脂酰甘油
Q0235301.mov
2. 脂酰甘油的物理和化学性质 (1)溶解度 不溶于水 (2)熔点
与脂肪酸组成有关。 (脂酰甘油俗称油脂)
蜡(浮游生物代谢燃料、皮毛保护) 2. 结构脂类(structural lipid) 3. 活性脂类(active lipid)
维生素A、D、E、K 类固醇:激素
脂肪酸
Q0272301.mov
第二节 生物膜的化学组成与结构
细胞的膜系统
任何细胞都以一层6-10nm的薄膜将其内含物与 环 境 分 开 , 这 层 膜 叫 细 胞 膜 ( 质 膜 plasma membrane).
3. 饱和与不饱和脂肪酸有不同构象
烃链30度刚性弯曲
4. 脂肪酸的活化反应 脂酰CoA是脂肪酸的活化形式。
5. 不饱和脂肪酸过氧化作用
自由基(radical): 具有未成对电子的原子或原子团. 如: 羟自由基( • OH )
过氧化作用对机体的损伤: 不饱和脂肪酸的减少影响膜的流动性. 引起蛋白质分子的聚合.
第九章 脂类与生物膜 (lipid and biological membrane)
脂类定义
是一类低溶于水而高 溶于非极性溶剂的生 物有机分子。
脂类种类: 1. 单纯脂(脂肪酸+醇类) 2. 复合脂(脂肪酸+醇类+非脂成分) 3. 衍生脂类
萜类、固醇类、维生素A、D、E、K
第一节 生物体内的脂类 一、脂酰甘油类(acyl glycerols )

生物化学 第7章脂质和生物膜

生物化学  第7章脂质和生物膜

酸价(值):中和1克油脂中的游离脂肪酸所需的KOH
毫克数,是表示酸败的程度,可用来表示油脂的品质。
油脂储藏和运输过程中应防止酸败,可采取真空、充氮、 避光、冷藏、防止微生物、添加抗氧化剂等措施。 含高度不饱和脂肪酸的油类(如桐油、亚麻酸)经空 气氧化后形成薄膜,如油漆、涂料中的干性油。
第二节 甘油磷脂 磷脂的化学组成


皂化价 = ———————
Mr
Mr:脂肪的分子量
•皂化值越高,表示含低相对分子量的脂肪酸越多。 •测定皂化值可检测油脂质量(是否掺有其他物质),可检测油 脂的水解程度。
(2)加成反应-氢化和卤化
油脂分子中的不饱和双键与氢或卤素发生加成反应,也称 氢化反应、卤化反应。 碘值(价):油脂在卤化作用中,100克油脂与碘作用所需 碘的克数。
例如,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。
生物膜的功能和特性
功能:生物膜具有保护、转运、能量转换、信息 传递、运动和免疫等生物功能。 细胞质膜保护细胞内环境稳定,细胞器膜在细胞 内分隔成具有不同功能的细胞器。
特性: 1 生物膜的流动性,主要取决于磷脂含量。 2 生物膜具有选择性透性。膜脂分子阻止带电物质 透过,小分子、不带电荷和脂溶性物质比较容易透过 细胞质膜和细胞器膜。膜上具有专一性载体和通道, 保证细胞内进行正常生理生化活动所需要的物质进入 和排出。防止外界物质随意进出。 3 流体膜结构能够自动修复意外的膜损伤。
HO—CH2—CH—COO-(丝氨酸) │ NH3+
(4) 磷脂酰肌醇(PI)有磷脂酰肌醇磷酸,磷脂酰 肌醇二磷酸等 (5) 缩醛磷脂:三酰甘油酯的C1上连接的是长链脂 性醛而不是脂肪酸。缩醛磷脂溶于热乙醇,不溶于水, 微溶于丙酮和石油醚。存在于细胞膜尤其在肌肉和神经 细胞膜中含量特别高,在脑组织和动脉血管中的缩醛磷 脂可能有保护血管的作用。 (6) 二磷脂酰甘油:两个磷脂酸通过一个甘油分子 相连。二磷脂酰甘油在心肌中含量比较高,所以又称心 磷脂。

高级生物化学 第三章生物膜的结构与功能

高级生物化学 第三章生物膜的结构与功能

第三章生物膜的结构与功能生物膜(biomembrane)包括质膜和细胞内膜,是极性脂与蛋白质组成的片状超分子复合物,具有独特的结构与功能,是细胞结构的重要成分。

质膜把原生质与环境隔开,其本质作用就是维持细胞内微环境的相对稳定,与环境进行物质交换、能量和信息的传递,与细胞的生存、生长、分裂、分化等均有密切关系。

真核细胞拥有复杂的内膜系统,包括核膜、内质网系统、高尔基体、溶酶体(液泡)系统、微体以及线粒体和叶绿体等细胞器。

这些膜系统约占细胞干重的70~80%。

生物膜与生命科学中许多基本理论问题以及有关的一些亟待解决的实际问题密切相关,如细胞起源、形态发生、细胞分裂、分化、细胞识别、免疫、物质运输、信息传递、代谢调控、能量转换、肿瘤发生以及药物和毒物的作用等等,无一不与生物膜有关。

几十年来,生物膜成为细胞生物学、生物化学与分子生物学、生物物理学以及生理学、病理学、药理学、免疫学等相关学科竞相涉足的最富有魅力的高科技领域。

生物膜的选择透性、能量转换和信息传递的基本原理为仿生学提供了基础和原型,必将对化工、制药、能源、环保等相关产业的技术革新产生深远的影响。

从生物膜结构与功能的角度研究植物的抗病和抗旱、抗冻、耐盐等的机制正在进行,其研究成果必将为种植业的发展提供新的契机。

人工膜不仅是在分子水平上研究生物膜结构与功能的理想模型,而且可以作为药物载体和制成生物传感器,已发展成具有广阔应用前景的膜生物工程。

3.1 生物膜功能概述细胞全部生命活动几乎都与生物膜有某种联系,各种不同的膜系统有着独特的结构与功能,生物膜的一般生物学功能可以概括为以下几方面:(1)区隔化或房室化(compartmentalization):生物膜是连续、环闭的薄壳体,质膜把整个细胞包裹起来,内膜系统以及核膜、线粒体膜和叶绿体膜等,把细胞分隔成相对独立的房室。

在这些分隔开的区间内,各自进行着不同的生命活动。

内膜实际上成为细胞向内延伸着的网络支架,把参与反应的多个元件有序地定位安置,使细胞内各种生命活动能在正确的时间和位点有组织地高效进行,把不同生化活性彼此间的干扰减少到最低。

生物膜

生物膜

细胞膜在电镜下为厚6-10nm的薄膜,主要由 脂类和蛋白质组成。生物膜的脂类具有非级性的 尾部和极性的头部,其尾部由于疏水作用而聚集 在一起,而头部则因亲水作用而与水相接触。除 类脂外,生物膜还含有多种蛋白质,这些蛋白质 便是膜蛋白。膜蛋白表面是两性的,其疏水表面 在膜内与脂类的脂肪酸链相接触,而亲水表面则 与膜两侧的水相和脂类的极性头部基团相接触, 因此膜蛋白不溶于水溶液中。正因为膜蛋白的这 种特性,认为膜蛋白不可能结晶成三维晶体。 但米歇尔勇于向困难挑战,解决了当时膜蛋白研 究面临的最大障碍,即膜蛋白不能结晶的问题。
1925, E. Gorter F. Grendel
单分子层微团、脂双分子层和脂质体结构
生物膜脂类分子的组成和含量
总脂(%) PC PE PS 鞘磷脂 胆固醇 糖脂 其它
肝细胞
红细胞 神经髓鞘 线粒体 内质网
24
17 10 49 40
7
18 15 25 17
4
7 9 2 5
19
18 8 0 5
17
光合反应中心的分子结构
局部膜结构——微区(microdomains)


膜脂和膜蛋白分子在细胞膜上的分布并不是均一的,它们可 形成特殊的,排列有序并且相对稳定的局部膜结构——微区 (microdomains)。脂筏(lipid rafts)和小凹(caveolae, 也称为膜窖)。二者均富含鞘糖脂和胆固醇。 脂筏直径约70nm,因所含有的鞘糖脂长且饱和的脂肪酸链相对 伸展而使局部细胞膜增厚。 小凹是电镜下可观察到的膜的囊状内陷,含有特异的结构蛋 白-小凹蛋白(caveolin)。脂筏和小凹通过所聚集的多种GPI连接糖蛋白、膜受体和信号分子等,参与了跨膜信号转导、 胆固醇代谢调节和膜泡运输等多种细胞行为。

脂和脂生物化学(LipidsandLipidBioch

脂和脂生物化学(LipidsandLipidBioch
• 在催化剂如Ni的存在的情况下油脂中的不饱和双键 与(Hhy2发dr生og加ena成tio反n)应。使氢油化脂作被用饱可和将的液过态程的称植为物氢油化转
变为固态脂,从而防止酸败。
• 不饱和油脂与卤素中的溴或碘发生加成而形成饱和 卤化质的过程称为卤化(halogenation)。卤化反 应中吸收卤素的量反映了不饱和键的多少。通常用 100g油脂卤化时所能吸收碘的克数——碘值(价) (ionine value) 来表示油脂的不饱和程度。
因为可溶于水基质
低浓度时形成液晶如软脂酰、神经节苷脂
能分散形成不稳定的单分子层, 可溶,当高于临界微团浓度时形成微团;
因为可溶于水基质
低浓度时形成液晶如皂苷、硫酸化胆汁醇
(三)脂质的生物学作用
• 生物膜的组分 • 是碳及能量的主要储存形式 • 作为缓冲屏障以防止热、电及机械冲击 • 保护机体表面以防止感染及水分的过度丢失 • 溶解一些维生素及激素 • 是其他重要生理活性物质的前体 • 参与细胞识别,是与免疫有关的细胞表面物质
TG平均分子量=3×56×1000/皂化值
式中56是KOH的Mr;中和1 mol TG需要3 mol KOH,此 皂化值=3 mol KOH/1 mol TG=3×56×1000/Mr。
氢化和卤化(加成反应)
• 油脂分子中的不饱和脂肪酸能与氢或卤素起加成反 应(addition reaction)。
非脂质成分。包括磷脂(甘油磷脂和鞘氨醇磷脂)和糖脂 (鞘糖脂和甘油糖脂)。
Ⅲ.衍生脂质(Derived lipid),由单纯脂质和复合脂质衍生而
来或与之关系密切的物质,如萜、固醇类、脂多糖。
按其皂化性质可分为: Ⅰ.可皂化脂质(Saponifiable lipid ) Ⅱ.不可皂化脂质(Unsaponifiable lipid ),类固醇和

BiochemistryB71脂和生物膜

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( 1 )偶数 C 构成的一元酸,通常为 C12-C20 , 多见C16、C18、C22等长链脂肪酸 (2)碳链无分支
(3)饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸

单不饱和脂肪酸

多不饱和脂肪酸
饱和脂肪酸与不饱和脂肪酸
饱和脂肪酸:软脂酸(16C)、硬脂酸(18C) 脂肪酸 含1个双键(油酸)18C
不饱和脂肪酸
含2个双键(亚油酸)18C 含3个双键(亚麻酸)18C
5、作为溶剂
1、三酰甘油是储备能源
主要分布:皮下、胸腔、腹腔、 肌肉、骨髓等处的 脂肪组织中
功能:储备能源的主要形式
三酰甘油作为能源储备有以下优点:
(1) 可大量储存: 体内糖原储量少(体重1%),储存期短(不到半天), 三酰甘油储量高达体重10-20%,可长期储存。 (2)功能效率高: 氧化三酰甘油的供能价值高达37 KJ/g, 氧化糖和蛋白质分别为17和16 KJ/g。
► 通常所说的油脂就是指三酰甘油
式中R是脂肪酸的烃链,若相同则称为单纯 甘油酯;若不同则称为混合甘油酯。
简单三酰甘油
若三个脂肪酸相同,称简单三酰甘油,命名时称三 某脂酰甘油,如三硬脂酰甘油,三油酰甘油等。
混合三酰甘油

如三个脂肪酸不同,则称为混合三酰甘油,命名时 以α、β和α’分别表示不同脂肪酸的位置。
哺乳动物体内脂肪酸只能由该族母体衍生而来,
各族母体分别是软油酸(16:1,ω7) 油酸(18:1,ω9) 亚油酸(18:2,ω6) α亚麻酸(18:3,ω3)
哺乳动物体内
能合成 饱和脂肪酸
单不饱和脂肪酸
不能合成 多不饱和脂肪酸 必需脂肪酸:维持哺乳动物正常生长所必需的而
体内又不能合成的,必须通过膳食获取的脂肪

第四章 脂类和生物膜

第四章 脂类和生物膜
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2.2脂肪酸的理化性质
溶解度
熔 点 皂化反应
与烃链的长度有关
与双键数目、顺反有关 动植物油脂在氢氧化钠或氢氧化钾作用 下水解生成的脂肪酸盐。
乳化作用
脂肪酸盐、胆汁酸盐、SDS、Triton X-100;乳 化/去污机理?
腐败和过氧化
2.3必需脂肪酸(essential fatty acid)
量的2%-10%左右。


主要有中性糖、氨基糖和唾液酸等(表4-5)
与抗原结构、受体、细胞免疫反应、细胞识 别、血型及细胞癌变等有密切关系。
红血球中的血型糖蛋白 (Glycophorin)
(三)膜的结构

流动镶嵌模型(Fluid mosaic model) (S.J.
Singer, G.Nicolson, 1972)。
和脑内含量较高。具有极性头和两个非极
性尾,但不含甘油。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
基团所组成。鞘脂类分为三类。
1.鞘磷脂类

最简单而在高等动物组织中含量最丰富的鞘
脂类。极性头部是磷酰胆碱或磷酰乙醇胺。
也可以划入磷脂类。
常见的甘油磷脂
磷脂酸
磷脂酰乙醇氨(脑磷脂)
磷脂酰胆碱(卵磷脂)
磷脂酰丝氨酸
磷脂酰甘油
鞘氨醇磷脂(phosphosphingolipid)
胆碱(Choline)
H H N H OH
NH4OH
H
CH3 CH2CH2OH 醇性 H3C N OH 碱性 CH3
胆碱
胆碱具有碱性、醇性。
(H3C)3N CH2CH2OH OH
+ CH3COOH

2脂类-生物化学

2脂类-生物化学
2、3 三酰甘油和蜡
一、脂酰甘油:脂酰甘油酯 脂酰甘油是由脂肪酸和甘油形成的酯。 根据参与产生甘油酯的脂肪酸分子数,脂酰甘油分为:脂酰甘油;二
脂酰甘油;三脂酰甘油三类,前两者在自然界少见。
五、脂肪酸的主要化学反应
• (1)机体代谢中,在脂肪酸酶催化下,活化硫酰化, 形成脂酰CoA。
• (2)不饱和脂肪酸的双键极易为强氧化剂,如H2O2 、超氧化物阴离子自由基(O2·-)或羟自由基(·OH)所 氧化。
Biochemistry—— the Logic of Biological Phenomena
如植醇、胡萝卜素、鲨烯、胆甾烷、长链脂肪酸和长链 一元醇的酯或固醇酯、长链醇的醚等
• 极性脂类
• Ⅰ类极性脂质:具有界面可溶性,但是不具有容积可 溶性,能渗入膜,但是自身不能成膜。如三酰甘油脂
• Ⅱ类极性脂质:它是成膜分子,如磷脂类、单酰基甘 油等
• Ⅲ类极性脂质:可溶性脂质,如去污剂
Biochemistry—— the Logic of Biological Phenomena
三 脂质的生物学作用
1、储存脂质,作为能源物质和碳源 2、结构脂质,构成生物膜、 3、活性脂质,具有特殊的生理作用 4、作为溶剂
Biochemistry—— the Logic of Biological Phenomena
2.2 脂肪酸
一、脂肪酸的种类 1、脂肪酸:
由一条长的烃链和一个末端羧基组成的羧酸。 2、种类: 饱和脂肪酸:碳氢键是饱和的,如硬脂酸、软脂酸等; 不饱和脂肪酸:碳氢键含有一个或几个双键,如油酸、亚
• 必需脂肪酸:维持生长所需的,体内又不能合成的 脂肪酸。如油酸;亚麻酸;EPA(二十碳五烯酸); DHA(二十二碳六烯酸)

06第五章脂和生物膜

06第五章脂和生物膜
(1)脂肪酸根据其碳链长度分为短链、中链和 长链脂肪酸
短链脂肪酸:碳链长度小于或等于10的脂肪酸 如:癸酸(碳链长度为10)
中链脂肪酸:碳链长度介于10和20之间的脂肪酸 如:油酸(碳链长度为18)
长链脂肪酸:碳链长度大于或等于20的脂肪酸 如:DHA(碳链长度为22)
目录
(2)脂肪酸根据其碳链是否存在双键分为饱 和脂肪酸和不饱和脂肪酸
目录
• 鞘氨醇以18碳最多,分子中含有双键 ,有顺反异 构体,但自然界均为反式构形 。
• 鞘氨醇或二氢鞘氨醇是具有脂肪族长链的氨基二 元醇,具有2个羟基及一个氨基的极性头和疏水 的长链脂肪烃尾 。
疏水尾
极性头
目录
m多为12,n多在12~22
X----磷脂胆碱 、 磷脂乙醇胺 单糖或寡糖
目录
(2)鞘脂包括鞘磷脂和鞘糖脂两类
目录
(2)多不饱和脂肪酸的衍生物具有十分重要 的生物学活性
前列腺素(PG )、血栓噁烷(TX)和白三烯 (LT)是二十碳多不饱和脂肪酸花生四烯酸代谢 产生的类花生酸类物质(eicosanoids),具有 十分重要的生理作用,几乎参与了所有细胞的 代谢活动,并与炎症、免疫、过敏、心血管等 疾病的病理生理过程有关。
亚麻酸为18碳3烯多不饱和脂肪酸,其双键 位置按碳原子编号分别为9、12和15;按字母 编号分别为ω-3、ω-6和ω-9。根据碳原子编号命 名为9,12,15-十八碳三烯酸,写成18:3(9,12,15)或 18:3Δ9,12,15;按字母编号归类于ω-3不饱和脂肪 酸,写成18:3ω-3 。
目录
2. 脂肪酸主要根据其碳链长度和饱和度分类
目录
半乳糖脑苷脂(galactocerebroside) 神经节苷脂(ganglioside) 鞘糖脂(glycosphignolipid,GSL) 脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)

3脂质与生物膜

3脂质与生物膜

胡萝卜素
维生素A
Hale Waihona Puke 视黄醛2生物膜的结构和功能
2.1 化学组成 2.2 流动镶嵌模型 2.3 生物膜的功能
细胞的外周膜和内膜系统称为生物膜。是由极性脂 和蛋白质组成的超分子复合物,厚约6~10nm,是构 成细胞结构最基本的组分。 生物膜对细胞内生物大分子的有序反应和整个细胞 的区域化都提供了必需的结构基础,保证了细胞器 和亚细胞结构内环境的动态恒定。
膜脂(极性脂)
甘油脂
磷脂
鞘磷脂
鞘糖脂
1.2 磷脂、鞘磷脂、鞘糖脂
磷脂
磷脂
卵磷脂
鞘磷脂(sphingomyelins)
鞘磷脂或神经鞘磷脂是鞘脂类的一种典型复合脂类, 它是高等动物组织中含量最丰富的鞘脂类。
鞘磷脂是神经酰胺与磷脂酰胆碱或磷脂酰乙醇胺形 成磷酸二酯。 鞘磷脂可水解为磷酸、胆碱、(神经) 鞘氨醇、二氢(神经)鞘氨醇及脂肪酸。
必需脂肪酸( essential fatty acid )
必需脂肪酸是哺乳动物生长所必需的、而体内又不 能合成的脂肪酸必须从食物中获得 。如亚油酸和亚 麻酸。 植物能够合成亚油酸和亚麻酸,所以植物是这些脂 肪酸的最初来源。
脂肪
脂肪是脂肪酸的甘油三元酯,称 三酰甘油(triglyceride)或中性 脂肪(neutral fats)。 Rl、R2、R3相同,为单纯甘油酯 (simple triacylgldycerols); Rl、R2、R3有不同者,称为混合 甘油酯(mixed triacylglycerols)。
脂类与生物膜 Lipid and Membrane
1 生物体内的脂 2 生物膜的结构和功能
1
生物体内的脂
1.1 脂肪酸、脂肪和蜡 1.2 磷脂、鞘磷脂、鞘糖脂 1.3 胆固醇和萜类

生物化学课程简介

生物化学课程简介

《生物化学》课程简介Biochemistry一课程编号:060304/060305二、课程类型:必修课程学时/学分:理论教学学时/学分:160/10;实践教学学时/学分:72/4.5适用专业:生物技术专业和生物医学工程专业先修课程:普通化学,有机化学,细胞生物学等三、内容简介:生物化学是生命科学各专业的一门重要的专业基础课。

生物化学是用化学的理论和方法研究生物体的化学组成以及在生命活动中所发生的化学变化及其调控规律,从而阐明生命现象本质的一门学科。

通过生物化学的学习,使学生系统地掌握现代生物化学的基本理论、基本知识,掌握生物化学的基本实验技术,培养学生从分子水平认识生命现象的能力与技术,训练学生分析问题和解决问题的能力及实际动手能力,了解近期生物化学的新进展,启发学生的创新精神,为学生进一步学习生物学的有关后续课程准备必要的生物化学知识,并为以后从事与生命科学有关的教学、科研与生产奠定基础。

四、选用教材:《生物化学》(第三版)(王镜岩等主编)高教出版社Biochemistry. Seccond Edition., Reginaid H.Garrett,Charless M.Grisham;., gaodengjiao yuchu banshe.《生物化学》(英)教学大纲一课程编号060304/060305二、课程类型:必修课程学时(其中,理论教学学时/学分:160/10;;实践教学学时/学分:72/4.5):适用专业:生物技术先修课程:普通化学,有机化学,细胞生物学等三、课程性质与任务生物化学是生物学各专业学生必修的一门专业基础课。

本课程的基本任务是讲授生物化学的基本理论与基本技术。

使同学们了解生物化学发展的历史,掌握生命活动中重要组成成分—糖、脂、蛋白质、酶、核酸的结构和性质,了解维生素、抗生素、激素和生物膜组成、种类、性质和功能,对于生物体内分子水平上所发生各种代谢反应有较深入的认识,熟悉其中重要的生物化学反应过程,同时对生物体内的各种反应的规律有一个基本的认识,从而为学习生物学其他的课程如分子生物学、生理学、遗传学、免疫学、生物技术、生物制药等课程打下良好的基础。

第4章 脂类及生物膜

第4章 脂类及生物膜

O
通式
1
CH2 O C R1 O
7
R2 C O C H
3
2
CH2 O C R3
脂肪酸
软脂酸(十六烷酸) 软脂酸(十六烷酸)
硬脂酸(十八烷酸) 硬脂酸(十八烷酸)
油酸(十八烯酸) 油酸(十八烯酸)
8
饱和脂肪酸
必需脂 肪酸
机体生命活动必不可 但又不能合成, 少,但又不能合成, 必须由食物供给的多 不饱和脂肪酸。 不饱和脂肪酸。
HC OH C OH H2
H2O
H2O
H2C O HO CH C OH H2
单酯酰甘油
H2 C H2 C C H2 C H2 H2 C C H2 H2 C C H2 H2 C C H2 H2 C C H2 H2 C C H2 H2 C CH3 C H2
HO
C O
脂肪酸2 脂肪酸
O
二酯酰甘油 三酯酰甘油
27
3.2 膜的结构---流动镶嵌模型
流动的脂质双分子层构成膜的连续体, 蛋白质象一 流动的脂质双分子层构成膜的连续体,而蛋白质象一 构成膜的连续体 群岛屿一样无规则地分散在脂质的 海洋中” 分散在脂质的“ 群岛屿一样无规则地分散在脂质的“海洋中”。 细胞膜模型
蛋白质 非极 性尾 极性头 磷脂( 成 磷脂(7成)、胆固 成)、鞘脂 醇(3成)、鞘脂
26
3.1 生物膜的化学组成
主要成份:蛋白质、脂类以及少量糖类、水和金属离子。 主要成份:蛋白质、脂类以及少量糖类、水和金属离子。 膜脂:主要包括磷脂、固醇及其他脂类, 膜脂:主要包括磷脂、固醇及其他脂类,一般都属于两 性分子。 性分子。 膜蛋白:外周蛋白和内嵌蛋白,膜蛋白对物质代谢( 膜蛋白:外周蛋白和内嵌蛋白,膜蛋白对物质代谢(酶 蛋白)、物质传送、细胞运动、信息的接收与传递、 )、物质传送 蛋白)、物质传送、细胞运动、信息的接收与传递、支 持与保护均有重要意义。 持与保护均有重要意义。 膜糖类:糖蛋白和糖脂。 膜糖类:糖蛋白和糖脂。

生物化学-脂类与生物膜

生物化学-脂类与生物膜
HO C H2C H O O P O- O-
甘油磷脂:也称磷酸甘油酯, 由甘油磷酸衍生而来;
O O R2 C O H2C C H2C O H O C O P O

磷酸甘油
O
R1
O R2 C O
H2C C H2C
O H O
C O P O

R1
O

O
X
磷脂酸
磷酸甘油酯
X可以是胆碱(卵磷脂)、胆胺(脑磷脂)、丝氨酸、肌醇等
11 1 2 3 4 5 10 9 6 12 13 14 8 7 17 16 15
环戊烷

环戊烷多氢菲
类固醇结构特征:

甾核的C3位长为羟基或酮基;
C17位可以是羟基、酮基或其他各种形式的侧链; C4-C5和C5-C6之间常是双键;



A环在某些化合物中是苯环;
胆固醇的分布及功能
★ 脑、神经组织、血液中
① 生物膜的结构组分: 主要是磷脂类构成的双分子层;
② 能量贮存形式
这类脂质主要是甘油三酯和蜡;
③ 活性脂质
量少,但具有专一的重要生物活性;如性激素、肾上腺皮
质激素等类固醇;脂溶性维生素和光合色素等萜类化合物;
(孕酮)
(睾酮)
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),十六酸,16:0 硬脂酸, 十八酸,18:0 花生酸, 二十酸, 20:0
膜 蛋 白
膜外周蛋白(20~30%) 膜内在蛋白(70~80%)
膜蛋白与脂双层的结合方式:
外周蛋白:离子键或或其他较弱的键等; 内在蛋白:疏水基相互作用和离子键;

第四章.脂类和生物膜

第四章.脂类和生物膜
含鞘氨醇(sphingosine)或二氢鞘氨醇的脂类。 是植物和动物细胞膜的重要组分,在神经组织和脑内含量 较高。 具有一个极性头和两个非极性尾,但不含有甘油
脂肪酸
极性头
结构通式
鞘 氨 醇
FA
Pi
X
X----磷脂胆碱 、 磷脂乙醇胺; 单糖或寡糖
按取代基X的不同,鞘脂分为: 鞘糖酯:脑苷脂类和神经节苷脂类 鞘磷脂
磷脂酸 磷脂酰胆碱(卵磷脂)
C O P OH
R1 O X
(脑磷脂) 磷脂酰乙醇胺
磷脂酰甘油 磷脂酰丝氨酸 磷脂酰肌醇
X=
OH OH
OH
O CH 2 O OCH O OH 2 C C C O R 3 二磷脂酰甘油脂 R4
O X= P OOCH 2 CHCH 2 O OH
P O
3、磷脂的特点

极性 头




(四)生物膜的功能

生物膜具有物质传送、保护、信息传递、 细胞识别等生物功能。
1.物质传送

尿素 葡萄糖


细胞或细胞器需要经 常与外界进行物质交 换以维持其正常的功 能。 细胞或细胞器通过生 物膜,从膜外选择性 地吸收所需要的养料, 同时也要排出不需要 的物质。 在各种物质跨膜转运 过程中,细胞膜起着 重要的调控作用。
具有流动性:由于极性脂质的疏水尾部含有一定量的饱和或 不饱和脂肪酸,而这些脂肪酸在细胞的正常温度下呈液体状 态;
膜的内嵌蛋白的表面具有疏水的氨基酸侧链基团,故可使此 类蛋白“溶解”于双分子层的中心疏水部分; 外周蛋白的表面主要含有亲水性R基,可通过静电引力与带 电的脂质双分子层的极性头部连接; 双分子层中的脂质分子间或蛋白质组分与脂质之间无共价结 合; 膜蛋白可做横向运动,外周蛋白漂浮在双分子层“海洋”的 表面,而内嵌蛋白犹如“冰山”几乎完全浸没在烃基核心中。

06章生物膜 南开大学生物化学课件

06章生物膜 南开大学生物化学课件
➢ Frye-Edidin荧光抗体标记实 验显示膜蛋白的扩散运动。
相变温度及其影响因素
➢相变温度:膜脂物理状态互相转变的临界温 度。高于相变温度时,膜呈流动状态,低于 相变温度时,膜呈类结晶态/凝胶态。
➢相变温度取决于脂肪酸的长度和饱和度。烃 链短、不饱和度高,相变温度低,膜流动 性强。
➢胆固醇参与膜脂流动性的调节。
简单扩散:O2 、N2 、CO2 、H2O 、疏水小分子
借助转运蛋白的被动转运
➢葡萄糖(红细胞、肝细胞)
、氨基酸、cAMP、胆碱 ➢葡萄糖转运蛋白/葡萄糖通
葡萄糖进入红细胞
透酶具有T1和T2 两种构
象,作用有专一性。
HCO3- - Cl-交换蛋白
➢ 红细胞中的促进扩散体系 ➢ 协同反向转运蛋白/阴离子交换蛋白 ➢ 增加血液携CO2从组织到肺的能力 ➢ HCO3- - Cl-一对一跨膜转运具强制性
1. Na+,K+-ATPase (Na+,K+泵)
——维持胞质pH
红细胞膜上的HCO3- - Cl-交换蛋白
(2)主动转运(active transport)
➢概念:物质逆浓度梯度或电化学梯度的转运。 ➢特点:需要供给能量。能量主要来自ATP和
离子浓度梯度,自由能变化为正值。 ➢类型:一级主动转运、二级主动转运。
一级主动转运和二级主动转运
二、几种小分子的主动转运
(2)外周蛋白(peripheral protein)
➢ 分布于双层脂膜的外表层。
➢ 与膜的结合比较疏松(离子键、氢键),
容易从膜上分离出来。
➢与脂(长链脂肪酸、类异物二烯、磷酯酰
肌醇等) ——锚定
法尼脂酰化
牻牛脂酰化
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• 3、萜:许多天然色素(如胡萝卜素),香精油。天 然橡胶等;
• 4、其他脂质:如维生素A、D、E、K、脂多糖、脂蛋 白等
2020/4/17
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4、结合脂
脂与糖结合,形成糖脂; 脂与蛋白质结合,形成糖蛋白;
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(三)分布与功能
1、三酰甘油是储备能源 2、极性脂参与生物膜的构成 3、有些脂类具有重要生物活性 4、有些脂类是生物表面活性剂 5、作为溶剂
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动脉硬化
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4、有些脂类是生物表面活性剂
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磷脂、胆汁酸等双溶性分子(或离 子),定向排列在水-脂或水-空 气两相界面,降低水的表面张力, 是良好的生物表面活性剂。
生物表面活性剂
例如:肺泡细胞分泌的磷脂覆盖在肺泡壁表面,通过降低肺 泡壁表面水膜的表面张力,防止肺泡在呼吸中萎陷。 缺少时,造成呼吸窘迫综合征,患儿在呼吸后 必须用力扩胸增大胸内负压, 使肺泡重新充气。
(4)不饱和脂肪酸的双键都呈顺式(cis) 构型
(5)双键位置用符号ΔN表示
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人体及高等动物体内的脂肪酸有以下特点:
(6)烃链长度和不饱和度对脂肪酸熔点影 响很大
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1、三酰甘油是储备能源
主要分布:皮下、胸腔、腹腔、 肌肉、骨髓等处的 脂肪组织中
功能:储备能源的主要形式
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三酰甘油作为能源储备有以下优点:
(1) 可大量储存: 体内糖原储量少(体重1%),储存期短(不到半
天), 三酰甘油储量高达体重10-20%,可长期储
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5、作为溶剂
一些脂溶性的维生素和激素 溶解在脂类物质中才能被吸收, 在体内的运输也需溶解在脂类中。
例如,维生素A、E、K、性激素等
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二、脂肪酸
(一)脂肪酸特性 (二)分类和命名 (三)脂肪酸反应
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(一)脂肪酸特性 p130
脂肪酸通式:R-COOH
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固醇类物质也有重要生物学意义
麦角固醇(维生素D原)变为维生素D2 动物固醇有下列几种功用: ①7-脱氢胆固醇(维生素D原) 经UV照射变为维生素D3。 ②胆固醇变为性激素、肾上腺皮质激素和胆汁酸。 ③胆固醇与某些疾病有关。 胆管阻塞或胆石等都因胆固醇结晶而成。 动脉硬化可能与固醇的代谢失常有关,患动脉粥样硬化的 病人,血管内壁上常有显著的胆固醇沉着。
动物中的脂肪酸简单,直链,含多至六个双键。 细菌脂肪酸最多有1个双键,结构复杂,有支链或含有环 丙烷环,如结核酸就是饱和支链脂肪酸。 植物中可能含有三键、环氧基及环丙烯基等。
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人体及高等动物体内的脂肪酸有以下特点:
(1)偶数C构成的一元酸,通常为C12C20 , 多 见 C16 、 C18 、 C22 等 长 链 脂 肪 酸
和组织免疫等有密切关系。
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3、有些脂类具有重要生物活性
肾上腺皮质激素和性激素本质是类固醇; 各种脂溶性维生素是不可皂化脂; 介导激素调节作用的第二信使有的是脂类,如二酰甘油
、肌醇磷脂等; 前列腺素、血栓素、白三烯等具有广泛调节活性的分子
是20碳酸衍生物。
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(二)脂质的分类
1、单纯脂质 2、复合脂质 3、衍生脂质 4、结合脂
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1、单纯脂质
• 为脂肪酸与醇(甘油醇、高级一元醇) 所组成的酯类。分脂、油及蜡3小类。
• 三酰甘油:为甘油与3分子脂肪酸结合所 成,称脂肪或真脂,也称中性脂。
• 蜡:高级脂酸与高级一元醇所生成的酯 2020/4,/17 如虫蜡、蜂蜡等。
请做好 上课准备
2020/4/17
2020/4/17
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一、脂类的概念、分类、分布与 功能
(一)脂类的概念 (二)脂质的分类 (三)分布与功能
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(一)类的概念
• 不溶或微溶于水,易溶于乙醚、氯仿、苯 等非极性有机溶剂的化合物,一般由醇和 脂肪酸组成。
醇:甘油、鞘胺醇、高级醇、固醇 脂肪酸:饱和脂肪酸,不饱和脂肪酸
(2)碳链无分支 (3)饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸
2020/4/17 单不饱和脂肪酸
饱和脂肪酸与不饱和脂肪酸
饱和脂肪酸:软脂酸(16C)、硬脂酸(18C)
脂肪酸
含1个双键(油酸)18C
不饱和脂肪酸
含2个双键(亚油酸)18C 含3个双键(亚麻酸)18C
含4个双键(花生四烯酸)20C
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橄榄油
油、脂和蜡
• 油脂是油和脂肪的总称 • 油:常温下为液体;
➢例如,橄榄油、花生油等
• 脂肪:常温下为固体或半固体;
➢例如,牛油、猪油等
• 蜡:一类油腻的、不溶于水、具有 可塑性和易熔化的物质
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三酰甘油
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硬脂酸
油酸
蜡是高级脂酸与高级一元醇生成的酯 。
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2、复合脂质
为脂肪酸与醇(甘油醇,鞘氨醇)所生成 的酯,同时含有其他非脂性物质,如糖、 磷酸及含氮碱等。 复合脂 磷脂
糖脂
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3、衍生脂质
由单纯脂质和复合脂质衍生而来,也有脂质一般性质。
• 1、取代烃:脂肪酸及其碱性盐(皂)和高级醇,少 量醛脂肪胺等;
• 2、固醇类(甾类):固醇(甾醇)、胆酸,强心苷 、性激素、肾上腺激素;
存。 (2)功能效率高:
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三酰甘油作为能源储备有以下优点:
(3)占空间少: 三酰甘油可以无水状态存在。 1克糖原可结合2克水, 1克无水脂肪储存的能量是1克 水合糖原的6倍多。 (4)绝缘保温、缓冲压力、减轻
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40公里/时 60小时
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在这个过程中,其体内的蛋白质几 乎不分解,完全由脂肪水解提供能 量和水。
留鸟一般很瘦,脂肪率约为0.3, 候鸟在迁飞前脂肪率可达3左右。
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2、极性脂参与生物膜的构成
磷脂、糖脂、胆固醇等极性脂是构成人体生物膜。 极性脂规定了生物膜的基本特性。 – 膜的屏障、融合、绝缘、脂溶性分子的通透性等; – 膜脂给各种膜蛋白提供功能所必须的微环境; – 脂类作为细胞表面物质,与细胞的识别、种特异性
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