第四章.脂类和生物膜

磷脂分子在水溶液中，由于水分 子的作用，能够形成双层脂膜结 构或微团结构。
磷酸甘油二脂在水溶液中主要是 形成双层脂膜。
磷脂的这种性质，使它具有形成 生物膜（双层脂膜）的特性。
极性 头
非极性尾
（三）鞘脂类
1、鞘脂化学组成及结构
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
脑苷脂的分子结构
鞘氨醇磷脂的结构
（四）固醇类
固醇类都是环戊烷多氢菲的衍生物。 胆固醇是一种类脂化合物, 在生物膜中含量较多。
环戊烷多氢菲
非极 性
胆固醇以中性脂的形式分布
在双层脂膜内，对生物膜中 脂类的物理状态有一定的调
极性
节作用，有利于保持膜的流
动性和降低相变温度。
二、生物膜
（一）细胞中的膜系统
细胞膜上有接受不同信息的专一性受体， 这些受体能识别和接受各种特殊信息，然 后将不同的信息分别传递给有关的靶细胞 并产生相应的效应以调节代谢、控制遗传 和其它生理活动。
1、膜脂一般包括 磷脂 、 糖脂
和 胆固醇
，其中以 磷酯
为主。
2、膜蛋白按其与脂双层相互作用的不同，可 分为 外周蛋白和 内嵌蛋白 两类。
脂类的分类、含量、分布及生理功能
分类 脂肪 甘油三酯
类脂 糖酯、胆 固醇及其 酯、磷脂
含量 95﹪
5﹪
分布 脂肪组织、 血浆
生物膜、 神经、 血浆
生理功能 1. 储脂供能 2. 提供必需脂酸 3. 促脂溶性维生素吸收 4. 热垫作用 5. 保护垫作用 6. 构成血浆脂蛋白 1. 维持生物膜的结构和功能 2. 胆固醇可转变成类固醇激
的差别。
1、膜脂
主要包括磷脂和胆固醇及其他脂类 动物细胞质膜中含胆固醇较高，细胞质膜和线粒
体膜中含有特异的心磷脂 植物细胞膜中含有豆固醇 对膜结构和膜功能的调节均有重大影响 脂质体作为药物的载体广泛地应用于医药实践的
研究中
2、膜蛋白
根据在膜结构中的分布，分为：
外周蛋白
3、脑苷脂是由鞘氨醇、脂肪酸和 D-半乳糖组成。
4、下列化合物中除哪个外都是神经节苷脂的 组分（A）
A 甘油 B 唾液酸 C 己糖 D 鞘氨醇 E 长链脂酸
5、下列关于三酰甘油的叙述，哪一个是不正确的： （ ）B
A 三酰甘油是由一分子甘油与三分子脂酸所组成的 酯
B 任何一个三酰甘油分子总是包含三个相同的脂酰 基
2．保护功能
在细胞或细胞器中，生物膜 第一个重要作用是将其内含 物质与外界环境分隔开来， 使之成为具有特殊功能的独 立个体。
生物膜能够保护细胞或细胞 器不受或少受外界环境因素 改变的影响，保持它们原有 的形状和完整结构。
3．信息传递
生物体内的信息传递，例如激素的刺激、 神经传导和遗传信息的传递等，主要是在 细胞膜上进行的。
必需脂肪酸：维持生长所需的，体内又不能合成 的脂肪酸
促进儿童智力发育、延缓老人大脑、降低血液胆固醇浓度
（二）甘油磷酸酯类
1、结构通式
R2
2、磷脂的结构类型
X= H
O
CH2O
C O CH
CH2O
磷脂酸
O C R1 O POX OH
X= CH2CH2N(CH3)2
磷脂酰胆碱（卵磷脂）
X= CH2CH2NH2
第四章 脂类和生物膜
定义 分类
一、脂 类
脂肪和类脂总称为脂类(lipid)
脂肪 (fat)： 三脂酰甘油 (triacylglycerols,TAG) 也称为甘油三酯 (triglyceride, TG)
类脂(lipoid)： 胆固醇 (cholesterol, CHOL) 胆固醇酯 (cholesterol ester, CE) 磷脂 (phospholipid, PL) 鞘脂 (sphingolipids)
糖鞘脂 不含有磷 极性头不带电，呈中性
OH OH
OO OH
CH2 CH CH CH=CH (CH2)12 CH3 OH 神经鞘氨醇
半乳糖脑苷脂存在于脑的细胞膜中，葡萄糖脑苷脂存在于非神 经组织膜中，更复杂的脑苷脂大部分存在于细胞膜的外层
神经节苷脂类
最复杂的糖鞘脂 含有由几个糖基组成的巨大极性头 一个或多个末端糖基是N-乙酰神经酸即唾液酸 是细胞膜表面特异的受体的重要组成部分
分布于膜的外表，通过静电作用及离子键作用等较弱的非 共价键与膜的外表相结合 。
内嵌蛋白（水不溶性）
分布在磷脂的脂双分子层中，有时横跨全膜或者以多酶复 合物形式由内嵌蛋白和外周蛋白结合，或者以疏水和亲水 两部分分别与磷脂的疏水和亲水两部分结合。
膜蛋白对物质代谢（酶蛋白）、物质传送、细胞运动、 信息的接受与传递、支持与保护均有重要意义。
（三）膜的结构
• 生物膜是以磷脂、胆固醇和糖脂为主构成的双层脂膜
磷脂双层
胆固醇
糖脂
细胞骨架丝
外周蛋白
内嵌 蛋白
生物膜的结构
寡糖链 糖蛋白 内嵌蛋白
糖脂 外周蛋白
膜结构模型的特点
膜的基质或膜结构的连续主体是极性的脂质双分子层； 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。
脂肪酸
极性头
结构通式
鞘 氨 FA 醇 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
2、分类
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
极性头是磷酰胆碱或磷酰乙醇胺
脑苷脂类
CH2OH
O NH C R
R:脂肪酸
C 在室温下，三酰甘油可以是固体，也可以是液体
D三酰甘油可以制造肥皂
E三酰甘油在氯仿中是可溶的
6、（对）质膜上糖蛋白的糖基都位于膜的外侧
7、（错）生物膜中的糖都与脂或蛋白质共价相连。
8、固醇
流动镶嵌模型
(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。
尿素
葡萄糖
1．物质传送
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。
3、糖类
生物膜中含有一定的寡糖类物质。它们大多与膜 蛋白共价结合（糖蛋白），少数与膜脂共价结合 （糖脂） 。
糖类在膜上的分布是不对称的，全部都处于细胞 膜的外侧。生物膜中组成寡糖的单糖主要有半乳 糖、半乳糖胺、甘露糖、葡萄糖和葡萄糖胺等。
生物膜中的糖类化合物在信息传递和相互识别方 面具有重要作用。
细胞的质膜：所有的细胞都以一层薄膜将它 的内含物与外界环境分开。
内膜：另外，大多数细胞中还含有许多内膜 系统，组成具有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。
细胞膜以及各种细胞器的外膜通称为生物膜。
（二）膜的化学组成
脂质（主要是磷脂、固醇和鞘脂） 蛋白质（包括酶） 少量糖（糖蛋白和糖脂） 水和金属离子等 生物膜的组成，因膜的种类不同而有很大
磷脂酰乙醇胺（脑磷脂）
X= CH2CH(OH)CHOH
磷脂酰甘油
X= CH2CH(NH2)COO-
OH OH
磷脂酰丝氨酸 磷脂酰肌醇
X=
OH
O
OH OH
CH2O C R3 二磷脂酰甘油脂
O
O-
CH O C R4
X= P OCH2CHCH2 O P OH2C
O
O-
OH
O
3、磷脂的特点
磷脂分子中含有亲水性的磷酸酯 基和亲脂性的脂肪酸链，是优良 的两亲性分子。
脂类物质的基本构成
甘油三酯
油甘 FA FA
脂肪（三酯酰甘油）
FA
FA:脂肪酸
MG:一酯酰甘油 DG：二酯酰甘油 TG：三酯酰甘油
甘油磷脂 油甘 (phosphoglycerides)
FA FA Pi X
胆固醇酯
胆固醇 FA (环戊烷高氢菲)
X = 胆碱、水、乙 醇胺、丝氨酸、甘 油、肌醇、磷脂酰 甘油等
素、维生素、胆汁酸等 3. 构成血浆脂蛋白
（一）三酰甘油
O
‖
1、结构通式
O CH2-O-C-R1 ‖|
R2-C-O-CH O
|
‖பைடு நூலகம்
2、种类
CH2-O-C-R3
单纯甘油酯——R相同（甘油三单脂） 混合甘油酯——R不同（甘油三杂脂）
3、油脂的分子组成特点及营养价值
植物油：不饱和脂肪酸含量高于70% 动物脂：不饱和脂肪酸含量低 含有不饱和脂肪酸多的脂肪一般营养价值较高
脂肪酸
COOH
COOH
饱和脂肪酸：硬脂酸（18碳脂肪酸）、软脂酸 （16碳脂肪酸）、花生酸（20碳酸）等。
不饱和脂肪酸：油酸（18碳一烯酸[9]）、亚油酸 （18碳二烯酸[9，12]）、亚麻酸（18碳三烯酸[9， 12，15或6，9，12]）、花生四烯酸（二十碳四烯 酸）、二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸。