脂类以及脂生物化学
合集下载
生物化学脂化学
二、类脂——固定脂
不受营养状况及机体活动影响的类脂，也称固定脂
生理功能：构成各种细胞膜结构，并参与多种生理活动。
磷脂 糖脂
甘油磷脂 鞘磷脂 脑苷脂 神经节苷脂
胆固醇及其酯
磷脂
• 分布：各组织的膜结构上 • 生理功能：
① 构成生物膜结构，参与细胞间的识别和细胞信息传递。 ② 协助脂肪的消化吸收，并参与脂类在血浆中的转运。 ③ 构成神经髓鞘的组成成分，维持神经兴奋的正常传导。
磷脂又称甘油磷脂、磷酸甘油酯
鞘磷脂，又称神经磷脂，在脑组织和神经组织中 含量较多。
A B
C B
A
甘油磷脂
鞘磷脂
C
糖脂
• 分布：细胞膜上，神经末梢等处 • 生理功能： 1) 组成细胞膜的重要成分 2) 参与神经传导过程 3) 作为激素等的受体
与鞘磷脂 不同
胆固醇及其酯
• 分布： 细胞重要组成成分，在神经组织及肾上腺中含量 尤其丰富
O CH-3 (CH2)16 -C- S-CoA
硬脂酰辅酶A
O
CH3 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 C-
OH
软脂酸
O
CH3 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 C-S-CoA 软脂酰辅酶A
脂类是脂肪和类脂的总称，是一大类不溶 于水而易溶于有机溶剂的化合物。
脂肪（甘油三酯,三脂酰甘油）
脂类
磷脂 糖脂 类脂
磷酸甘油酯 鞘磷脂 脑苷脂 神经节苷脂
胆固醇及其酯
脂类的结构通式
甘 脂肪酸
脂肪酸
油 脂肪酸
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，
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
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
脂类和脂生物化学2
鞘脂是生物识别的位点
一百多年前， 一百多年前，Johnn Thudicum发现鞘脂时 发现鞘脂时 由于对其生物学功能难以琢磨一样而命名之 [sphinx]，现在知道鞘脂类物质参与细胞表面的 ] 现在知道鞘脂类物质参与细胞表面的 各种识别过程，如鞘脂类是人类血型A 各种识别过程，如鞘脂类是人类血型A、B、O的 决定因子， 决定因子，各种神经节苷脂起着结合进攻动物 细胞的霍乱毒素[ 细胞的霍乱毒素[cholera toxin]的作用，人类神 ]的作用， 经系统的膜上至少有15种神经节苷脂， 15种神经节苷脂 经系统的膜上至少有15种神经节苷脂，只不过 作用还不清楚。但清楚的是这些化合物的合成 作用还不清楚。但清楚的是这些化合物的合成 和降解受到严格的调控， 和降解受到严格的调控，代谢的紊乱可解释人 类的几种遗传疾病。 类的几种遗传疾病。
固醇(Steroids)是四个固定环 固醇(Steroids)是四个固定环 的碳氢环化合物
多数真核生物细胞膜的结构脂 多数真核生物 细胞膜的结构脂 四个固定环组成类固醇的母 质，由四个固定环组成类固醇的母 四个环中的三个为六碳环， 核，四个环中的三个为六碳环，一 个为五碳环，这种母核为环戊烷多 个为五碳环，这种母核为环戊烷多 氢 菲 (cyclopentanoperhydrophenanthrene) 母 整个环几乎是平面、僵硬的， 核，整个环几乎是平面、僵硬的， 之间不能旋转。 C-C之间不能旋转。
特别生物活性的脂
与贮藏脂及结构脂质相比， 与贮藏脂及结构脂质相比，生物 体存在一类数量很少 但有特殊而重 数量很少、 体存在一类数量很少、但有特殊而重 要生物学活性的脂 的脂， 要生物学活性的脂，包括数千种类固 醇及大量的异戊烯化合物[ 醇及大量的异戊烯化合物[Isoprenoids] ] 由异戊二烯单体合成，包括维生素A 由异戊二烯单体合成，包括维生素A、 K)，它们或作为生物色素 生物色素、 D、E、K)，它们或作为生物色素、或 作为酶的辅助因子 或作为电子载体 酶的辅助因子、 电子载体、 作为酶的辅助因子、或作为电子载体、 或作为细胞间信号 或作为细胞间信号。
生物化学脂类与脂代谢
不可逆； ③ 需要FAD，NAD+，CoA为辅助因子； ④ 每循环一次，生成一分子FADH2，一分子
NADH，一分子乙酰CoA和一分子降低两 个碳原子旳脂酰CoA。
(4) 彻底氧化：
生成旳乙酰CoA进入三羧酸循环彻底氧化分 解并释放出大量能量，并生成ATP。
=
O RCH2CH2C~SCoA
AMP
参见P270
2. α-氧化旳可能反应历程
= -
❖
RCH2COOH
O2，NADPH+H+ 单加氧酶
R-CH-COOH OH （L-α-羟脂肪酸）
Fe2+，抗坏血酸
NAD+ 脱
氢
酶 NADH+H+
RCOOH+CO2 ATP，NAD+， 抗坏血酸 R-C-COOH
（少一种C原子）
脱羧酶
O （α-酮脂酸）
生物化学脂类与脂代 谢
本章内容
脂类 甘油三酯旳分解代谢 脂肪旳生物合成 磷脂旳代谢 胆固醇旳代谢
第一节 脂类
一、定义:
脂类（lipid）亦译为脂质或类脂，是一类低溶 于水而高溶于非极性溶剂旳生物有机分子。其化学 本质是脂肪酸和醇所形成旳酯类及其衍生物。
脂肪酸多为4碳以上旳长链一元羧酸 醇成份涉及甘油、鞘氨醇、高级一元醇和固醇。
（主要存在于心、肾、脑和骨骼肌细胞旳线粒体 中）
2.乙酰乙酸硫激酶
（主要存在于心、肾、脑细胞线粒体中）。
酮体利用旳基本过程
(1) -羟丁酸在-羟丁酸脱氢酶旳催化下脱氢，生 成乙酰乙酸。
OH CH3CHCH2COOH
D(-)-β -羟丁酸
β-羟丁酸脱氢酶
1分子乙酰CoA经彻底氧化分解可生成10分子 ATP。
NADH，一分子乙酰CoA和一分子降低两 个碳原子旳脂酰CoA。
(4) 彻底氧化：
生成旳乙酰CoA进入三羧酸循环彻底氧化分 解并释放出大量能量，并生成ATP。
=
O RCH2CH2C~SCoA
AMP
参见P270
2. α-氧化旳可能反应历程
= -
❖
RCH2COOH
O2，NADPH+H+ 单加氧酶
R-CH-COOH OH （L-α-羟脂肪酸）
Fe2+，抗坏血酸
NAD+ 脱
氢
酶 NADH+H+
RCOOH+CO2 ATP，NAD+， 抗坏血酸 R-C-COOH
（少一种C原子）
脱羧酶
O （α-酮脂酸）
生物化学脂类与脂代 谢
本章内容
脂类 甘油三酯旳分解代谢 脂肪旳生物合成 磷脂旳代谢 胆固醇旳代谢
第一节 脂类
一、定义:
脂类（lipid）亦译为脂质或类脂，是一类低溶 于水而高溶于非极性溶剂旳生物有机分子。其化学 本质是脂肪酸和醇所形成旳酯类及其衍生物。
脂肪酸多为4碳以上旳长链一元羧酸 醇成份涉及甘油、鞘氨醇、高级一元醇和固醇。
（主要存在于心、肾、脑和骨骼肌细胞旳线粒体 中）
2.乙酰乙酸硫激酶
（主要存在于心、肾、脑细胞线粒体中）。
酮体利用旳基本过程
(1) -羟丁酸在-羟丁酸脱氢酶旳催化下脱氢，生 成乙酰乙酸。
OH CH3CHCH2COOH
D(-)-β -羟丁酸
β-羟丁酸脱氢酶
1分子乙酰CoA经彻底氧化分解可生成10分子 ATP。
脂类代谢——生物化学
O
H22CC OOH C (CH2)k CH3
甘油磷脂
O
O H2C O C (CH2)m CH3
H3C (CH2)n C O CH
O
X = 胆碱、水、乙
H2C O P O X 醇胺、 丝氨酸、甘
OH
油、肌醇、磷脂酰
甘油等
目录
鞘脂
鞘 氨 FA 醇
鞘磷脂
鞘
氨 FA 醇 Pi X
鞘糖脂
鞘
氨 FA 醇糖
目录
代谢
VLDL
LPL
VLDL LPL、HL LDL
残粒
FFA
FFA
外周组织
LPL——脂蛋白脂肪酶 HL—— 肝脂肪酶
目录
内 源 性 VLDL 的 代 谢
VLDL的生理功能： 运输内源性TG
目录
（三）低密度脂蛋白
来 源：由VLDL转变而来
代谢 1. LDL受体代谢途径
LDL 受 体 广 泛 分 布 于 肝 动 脉 壁 细 胞 等 全身各组织的细胞膜表面,特异识别、结合 含 apo E 或 apo B100 的 脂 蛋 白 ，故 又称 apo B,E受体。
AⅠ激活LCAT (卵磷酯胆固醇脂转移酶) CⅡ激活LPL (脂蛋白脂肪酶) AⅣ辅助激活LPL CⅢ抑制LPL AⅡ激活HL (肝脂肪酶)
目录
四、血浆脂蛋白的代谢
（一）乳糜微粒
来源
小肠合成的TG
apo B48 、 AⅠ、
和合成及吸收的 +
AⅡ、 AⅣ
磷脂、胆固醇
目录
代谢
血液 新生CM
成熟CM
FFA
脂酰CoA合成酶 CoA + RCOOH
RCOCoA
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
脂类—脂类物理化学性质(生物化学课件)
一般不含脂肪酸
脂类的结构
化合物的结构决定理化性质。
脂类的结构
脂酰甘油类
俗称脂肪、油脂。广泛存在 与动植物中，是构成动植物 体的重要成分之一。常温下 为液态的油脂称为油，为固 态的称为脂或脂肪。
H2C OH
H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2
CCCCCCCC
HO
C
C H2
C H2
C H2
脂类的生 理功能
类脂lipoid
各种生物膜的重要组分，在 维持生物膜正常结构和功能 方面起重要作用
模块一：生物大分子结构与功能
脂类
目 录 CONTENTS
1 脂类的定义及功能 2 脂类物理化学性质
脂肪酸的共性
1、一般为偶数碳原子 2、绝大多数不饱和脂肪酸中的双键为顺式 3、不饱和脂肪酸双键位置有一定的规律性 4、脂肪酸分子的碳链越长，熔点越高；溶解度越低 5、不饱和脂肪酸的熔点比同等链长的饱和脂肪酸的熔点低 6、碘值： 100克油脂吸收碘的克数。 （不饱和键的多少）
Hale Waihona Puke CH3单酯酰甘油H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2
CCCCCCCC
C H2
C H2
C H2
C H2
C H2
C H2
C H2
C H2
CH3
脂肪酸2
脂酰甘油类
通式：
O
1
O
2CH2 O C R1
R2 C O C H O
3CH2 O C R3
脂类的结构
脂肪酸 Fatty acids
油酸（十八烯酸）
必
A 能合成，必须由食物供给的多不
需
饱和脂肪酸。
脂
生物化学第七章脂类代谢
软脂酸合成的总反应式：
乙酰CoA ＋ 7丙二酸单酰CoA ＋ 14NADPH＋H+
脂肪酸合成酶系 软脂酸(１６Ｃ)＋14 NADP＋＋8HSCoA＋7CO2＋6H2O
软 脂 酸 的 合 成 总 图
目录
（四） 脂酸合成的调节
(1)代谢物的调节作用
乙酰CoA羧化酶的别构调节 抑制剂：软脂酰CoA及其他长链脂酰CoA
激活剂：柠檬酸、异柠檬酸
糖代谢加强，NADPH及乙酰CoA供应增 多，有利于脂酸的合成。 大量进食糖类能增强脂肪合成酶的活性从 而使脂肪合成增加。
(2)激素调节
胰岛素
胰高血糖素 肾上腺素 生长素 + 脂酸合成
﹣ 脂酸合成 ﹣ TG合成
乙酰CoA羧化酶的共价调节 胰高血糖素：激活PKA，使之磷酸化而失活 胰岛素：通过磷蛋白磷酸酶，使之去磷酸化 而复活
作用：转移羧基
（2）软脂酸合成 各种生物合成软脂酸的过程基本相似。 软脂酸的合成是一个重复加成过程，每 次延长2个碳原子。由脂酸合成酶系催化。
真核生物7种酶蛋白结构域（脂肪酰基转移酶、
丙二酰酰CoA酰基转移酶、β酮脂肪酰合成酶、β酮
脂肪酰还原酶、β羟脂酰基脱水酶、脂烯酰还原酶、
硫酯酶）和脂酰基载体蛋白(ACP)聚合在一条多肽
第 七 章
脂类代谢
Metabolism of Lipid
第一节 脂 类 的 概 述
一、脂类的概念:
脂类(lipids)是脂肪(fat)和类脂(lipoid)的总称。
脂肪（甘油三酯 triglyceride）
脂类 类脂 胆固醇（酯） cholesterol 磷脂 phospholipid
糖脂
脂类物质的基本构成：
脂类名词解释生物化学
脂类名词解释生物化学脂类是一类广泛存在于生物体中的有机化合物，具有高度的生物学活性和功能性。
脂类分为多种不同类型，包括脂肪、磷脂、鞘磷脂和固醇等。
本文将从生物化学的角度出发，对以上几种主要的脂类进行详细解释。
一、脂肪定义：指由甘油与三个不同的脂肪酸结合而成的酯类化合物。
结构：甘油分子中心与三个脂肪酸分子中心上的羧基反应形成脂肪酸甘油酯，其中每个羧基都会与一个氢原子形成水分子。
因此，每个甘油分子可以连接三个脂肪酸。
功能：存储能量、保护内部器官、调节体温等。
二、磷脂定义：是由甘油或其他物质和两种或更多种氨基胆碱、乙醇胺和/或丝氨酸等氨基化合物组成的化合物。
结构：磷脂由亲水性头部和亲油性尾部组成。
头部通常是由氨基酸、乙醇胺或胆碱等带电离子化的分子，尾部则由脂肪酸或异戊二烯酸等非极性分子组成。
功能：构成细胞膜、参与信号传递、调节细胞活动等。
三、鞘磷脂定义：是一种特殊的磷脂，其结构包含一个亲水性头部、两个亲油性尾部和一个带正电荷的氮原子。
结构：鞘磷脂由亲水性的乙醇胺头部、亲油性的长链脂肪酸尾部和含有抗氧化剂的芳香族物质组成。
此外还含有一个氮原子，可以和其他生物分子形成氢键或离子键。
功能：参与神经递质释放和神经元间信号转导等。
四、固醇定义：是一类生物合成生成的包含四个环状碳原子环结构的有机化合物。
结构：固醇通过甾体桥连接四个环状碳原子环结构，其中第三个环状结构为六元环，其他三个结构为五元环。
功能：参与细胞膜的构建和调节、生殖系统的发育和功能、合成荷尔蒙等。
总结：脂类是一类生物体中广泛存在的有机化合物，包括脂肪、磷脂、鞘磷脂和固醇等。
每种脂类都具有不同的结构和功能，包括存储能量、构成细胞膜、参与信号传递等。
了解不同种类脂类的结构和功能对于深入了解生物体内代谢过程和机制以及相关疾病的发生和治疗都非常重要。
生物化学7.脂类代谢
脂肪动员的结果是生成三分子的自 由脂肪酸（free fatty acid,FFA） 和一分子的甘油。 甘油可在血液循环中自由转运，而 脂肪酸进入血液循环后须与清蛋白 结合成为复合体再转运。 脂肪动员生成的甘油主要转运至肝 脏再磷酸化为3-磷酸甘油后进行代 谢。
甘油的代谢：
脂肪动员生成的甘油，主要经血循环转运 至肝脏进行代谢。 1．甘油在甘油磷酸激酶的催化下，磷酸化 为3-磷酸甘油：
乙醛酸循环的生理意义
1、对油料种子而言，乙醛酸循环可以为糖 异生提供原料，从而在没有光合作用的 情况下合成碳源和能源。 2、对细菌和藻类而言，乙醛酸循环可使其 利用乙酸盐为碳源和能源。 3、是连接糖代谢和脂代谢的枢纽。
油 料 种 子 萌 发 时 脂 肪 转 化 为 糖 过 程
习题
1.下列关于乙醛酸循环的论述不正确的是（ ）
2．丙二酸单酰CoA的合成：
在乙酰CoA羧化酶的催化下，将乙酰CoA 羧化为丙二酸单酰CoA。乙酰CoA羧化酶 受柠檬酸和异柠檬酸的变构激活，受长链 脂酰CoA的变构抑制。
乙酰CoA羧化酶 （生物素）
HOOC-CH2-CH（OH）-CH2-N+-（CH3）3
肉碱的分子结构
细胞溶胶中形成的脂酰CoA不能透过 线粒体内膜。肉碱可以携带脂酰基进入 线粒体。
脂酰CoA的转运
肉脂酰转移酶Ⅰ和Ⅱ是一组同工酶
(3) β -氧化： β -氧化过程由四个连续的酶促反应 组成： ① 脱氢； ② 水化； ③ 再脱氢； ④ 硫解。
(1)偶数碳原子脂肪酸： 2n — 2（n—1）= 2 即苯乙酸
(1)奇数碳原子脂肪酸：
( 2n+1)—2n = 1 即苯甲酸
只有脂肪酸以β -氧化这种方式分解才会出 现只有两种代谢终产物（苯甲酸和苯乙酸）的 情况。其他类型都有2种以上终产物。
生物化学名词解释——脂类
1.脂类：脂肪酸（4C以上）和醇（甘油醇、神经醇、高级一元醇等）所组成的酯类及其衍生物。
2.脂：室温时为固态的脂肪；3.油：室温时为液态的脂肪；4.蜡：高级脂酸与高级一元醇所成的酯；5.磷脂：含磷酸的单脂衍生物，分甘油醇磷酯、鞘氨醇磷脂；6.糖脂：含糖分子的单脂衍生物，分鞘氨醇糖脂和甘油醇糖脂。
7.脂肪酸（fatty acid）：一端含有一个羧基的长的脂肪族碳氢链，它是许多更复杂的脂的成分。
8.必需脂肪酸：维持生长所需的、体内又不能合成的脂肪酸，如亚油酸、 DHA等。
9.脂肪：由甘油和脂肪酸组成的三酰甘油酯。
10.酸败：油脂自动氧化生成挥发性醛、酮、酸的过程称为酸败。
11.糖脂（glycolipids）：糖通过半缩醛羟基与脂质以糖苷键连接的化合物，是构成双层脂膜的结构物质，主要分布在细胞膜外侧的单分子层中。
12.甘油糖脂：甘油二酯与己糖（半乳糖、甘露糖和脱氧葡萄糖）以糖苷键结合而成的化合物，植物的叶绿体和微生物的质膜富含甘油糖脂。
13.萜类：又称为萜烯类化合物，分子中含10C以上，且组成为5的倍数的烃类化合物。
14.固醇类：含有环戊烷多氢菲母核的一类醇、酸及其衍生物，包括固醇和固醇衍生物。
15.胆汁酸：与脂肪酸或其他脂类结合成盐，乳化肠内油脂，增加脂肪酶作用位点，便于油脂消化吸收。
16.脂蛋白（lipoprotein，LP）：脂质与蛋白质（载脂蛋白）结合所组成的一类大分子复合物，能溶于水。
17.载脂蛋白(apolipoprotein，Apo)：脂蛋白中的蛋白部分。
18.生物膜（bioligical membrane）：镶嵌有蛋白质的磷脂双分子层，是细胞的膜系统。
原核生物只有质膜，而真核生物除了质膜外，还有细胞器的膜，如核膜、线粒体膜、内质网膜等。
19.外周蛋白：分布于双层脂膜的外表层，与膜的结合比较疏松，容易从膜上分离出来；外周蛋白比较亲水，能溶解于水。
20.内在蛋白：蛋白部分或全部嵌在双层脂膜的疏水层中，不容易从膜中分离出来；主要以 -螺旋形式存在。
生物化学-3-脂类
• 醚甘油磷脂
缩醛磷脂 (plasmalogen) 血小板活化因子(PAF)
• 鞘磷脂
鞘磷脂(sphingomyelin)即鞘氨醇磷脂(phosphosphingolipid)， 由鞘氨醇(sphingosine)、脂肪酸、磷酰胆碱组成。
鞘磷脂
六、 糖 脂
• 糖脂：指糖通过半缩醛羟基以糖苷键与脂质连接的化 合物。
R=
CH2
CH2
+
NH3
phosphatidylethanolamine
CH2 CH2 N(CH3)3+ phosphatidylcholine (lecithin)
OH
O
O
CH2 CH
CH2
O
P O
O
CH O C R3 CH2 O C R4
diphosphatidylglycerol O
(cardiolipin)
• (5)蜡 蜡：长链脂肪酸和长链一元醇或固醇形成的酯。 分为：蜂蜡、白蜡、鲸蜡、羊毛脂、巴西棕榈蜡。
四、脂质过氧化作用
• 脂质的过氧化作用：多不饱和脂肪酸或脂质的氧化变质 (oxidation deterioration)。
• 自由基、活性氧和自由基链反应
1.自由基（free radical, radical）
又可分为
甘油三酯 蜡
复合脂质(compound lipid)：除脂肪酸和醇外,含其他 非脂分子。
又可分为 磷脂
糖脂
衍生脂质(derived lipid)：由单纯脂肪酸和复合脂质衍 生而来或关系密切。 取代烃
固醇类
萜
其他脂质
2.按脂质在水中和水界面上的行为不同：
非极性脂质：不具有溶剂可溶性，也不具有界面 可溶性。
《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
大学生物化学课件第五章 脂类代谢
4.脂酸氧化的能量生成
软脂酸（C16），进行７次β-氧化，生成：
７分子FADH２
７×1.5 ATP
７分子NADH＋Ｈ＋ ７×2.5 ATP
８分子乙酰CoA ８×10 ATP
共生成 108ATP－活化消耗２ATP
净生成 106 ATP
奇数碳原子脂酸的氧化
（三）酮体生成与利用
酮体 ketone body：概念: 脂肪酸在肝内氧化分解生成的中 间代谢产物， 包括： 乙酰乙酸（acetoacetate）
原料在线粒体内生成，合成脂酸在胞质，需要将乙 酰CoA运至胞质
柠檬酸-丙酮酸循环
3. 脂酸反应过程
（1）丙二酰CoA合成： 关键酶
乙酰CoA羧化酶
乙酰CoA
丙二酰CoA
生物素
（2） 脂酸合成
脂酸合成酶系
乙酰CoA＋7×丙二酰CoA
长链脂酸 ( 软脂酸 )
总的过程以软脂酸为例：
由1分子乙酰CoA和7分子丙二酰CoA缩合而成。 每次延长两个碳原子，连续 7 次重复加成。
2. 脂肪组织
① 利用食物脂肪（CM）或VLDL中脂酸合成脂肪 ② 主要以葡萄糖为原料合成脂肪。
脂肪细胞可大量储存脂肪，为机体合成、储存脂 肪的“仓库”。
小肠粘膜： • 利用脂肪消化产物合成TG，以CM形式运输。
TG，PL，ch，apoB48，C，AⅠ, A Ⅳ 等 → CM
（二）合成原料 1. 食物脂肪：（甘油 , 脂酸 ） 2. 葡萄糖
(三) 合成过程： 甘油三酯合成有甘油一酯和甘油二酯两条途径
1.脂酸活化－脂酰CoA生成
脂酰CoA合成酶
脂酸＋CoA-HS
脂酰～CoA ＋PPi
ＡＴＰ Mg2+ ＡＭＰ
- 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)。
脂类以及脂生物化学
脂类以及脂生物化学
鞘 糖 血脂 型与 人 类
磷脂酶的特异位点
脂类以及脂生物化学
Tay-Sachs（家族性黑曚性痴呆）病
神经节苷脂积累于脑和脾中，为 GM2 神经节苷酯沉积病。缺失己糖胺 裂解酶（神经节苷脂极性部分DGalNAc及D-Gal不能被水解），患者逐 渐神经紧张、眼瞎、3-4岁死亡，发病 率30万分之一（东欧、德国、波兰与 苏联境内的犹太人机会高，1/3600， 28人中有一人带有缺乏基因，双亲为 携带者，小孩发病机会为1/4）。
脂类以及脂生物化学
脂类以及脂生物化学
D
胆 维固 生醇 素转
变 为
睾丸激素 可的松 脱氢皮质醇
脂类以及脂生物化学
固
雌二醇
醇
醛甾（固）酮
类 激
素
强的松
类固醇激素传递细胞间的信息
脂类以及脂生物化学
Tay-Sachs病脑细胞电镜照片
脂类以及脂生物化学
神经节苷脂的降解
脂类以及脂生物化学
Niemann-Pick[神经鞘磷脂沉积]病
一种神经磷脂病，鞘脂 沉积于患者脑、肝、脾中， 首发于婴儿，引起神经紧张 和早死，先天缺失鞘脂水解 酶（不能由鞘脂水解去除磷 酸胆碱）。
脂类以及脂生物化学
脂类以及脂生物化学
脂类以及脂生物化学
固醇种类
胆固醇是动物组织中最主要的固 醇，神经组织及肾上腺中丰富，占脑 固体物质的17%，人体发现的胆石几乎 全是胆固醇，肝、肾表面组织含量也 相当多；植物中发现有类似固醇物豆 [固]醇[Stigmasterol]；真菌中有麦角 甾醇[ergosterol]，细菌中极少含有胆 固醇；一些激素和几乎所有的性激素 都是固醇；部分脂维类以及生脂生物素化学也是固醇。
脑灰质中超过6%，而大部分非神经动物组织含
量极少。
脂类以及脂生物化学
鞘脂是生物识别的位点
一百多年前，Johnn Thudicum发现鞘脂时 由于对其生物学功能难以琢磨一样而命名之 [sphinx]，现在知道鞘脂类物质参与细胞表面的 各种识别过程，如鞘脂类是人类血型A、B、O的 决定因子，各种神经节苷脂起着结合进攻动物 细胞的霍乱毒素[cholera toxin]的作用，人类神 经系统的膜上至少有15种神经节苷脂，只不过 作用还不清楚。但清楚的是这些化合物的合成 和降解受到严格的调控，代谢的紊乱可解释人 类的几种遗传疾病。
固醇的作用
•膜的组成成分；
•特殊生物活性物质的前体:胆汁酸 [Bile acid]在肠道内作为乳化剂（C17 侧链亲水）使食物脂肪易于被脂肪酶 所作用；各种类固醇激素是通过胆固 醇C17侧链的氧化形成的；维生素D由胆 固醇转化而来；固醇类物质还有一定 的抗炎症作用；固醇的衍生物强心苷 有治疗心脏病的作用。
鞘脂类（Sphingolipids）是
鞘氨醇（Sphingosine）的衍生物
•第二大类膜脂，有一个极性的头和2个疏水的尾， 非甘油酯。由鞘氨醇[十八碳烯氨基二醇]或其一 个分子的衍生物、一分子长链脂肪酸和一分子极 性头部，有时极性的头部为磷酸以酯键相连。 •鞘氨醇分子的C1、C2、C3带有功能基团-OH、NH2、-OH，与甘油磷脂中甘油的三个羟基在结构 上相似，脂肪酸与鞘氨醇的-NH2以酰胺键相连产 生的物质为N-脂酰鞘氨醇—神经酰胺(ceramide)
O
O 3C H
C 3 O H
O 3C H
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
N 2P HerH ox Ni daN s + H e H 2 O
0-Dianisidine (Colorless)
Oxidized 0-Dianisidine (Brown color)At 440 nm
脂类以及脂生物化学
Spectromertic Absorption Standard Curve of Cholesterol
固醇(Steroids)是四个固定环
的碳氢环化合物
多数真核生物细胞膜的结构脂 质，由四个固定环组成类固醇的母 核，四个环中的三个为六碳环，一 个为五碳环，这种母核为环戊烷多 氢 菲 (cyclopentanoperhydrophenanthrene) 母 核，整个环几乎是平面、僵硬的， C-C之间不能旋转。
异戊二烯
脂类以及脂生物化学
脂类以及脂生物化学
异 戊 合二 物烯 类 化
特别生物活性的脂
与贮藏脂及结构脂质相比，生物 体存在一类数量很少、但有特殊而重 要生物学活性的脂，包括数千种类固 醇及大量的异戊烯化合物[Isoprenoids] 由异戊二烯单体合成，包括维生素A、 D、E、K)，它们或作为生物色素、或 作为酶的辅助因子、或作为电子载体、 或作为细胞间信号。
Absorpt ion at 440 nm
g/ml Cholesterol
Cholesterol by GLC
1.
Prepare cholesterol butyrate.
2.
Analyze by GLC.
time in GC - 15 min. sensitivity - 10-7 g.脂类以及脂生物化学
脂类以及脂生物化学
脂类以及脂生物化学
鞘 脂
脂类以及脂生物化学
(Sphingolipids)
鞘氨醇—鞘脂
脂类以及脂生物化学
脂类以及脂生物化学
卵磷脂与鞘磷脂
脂类以及脂生物化学
鞘脂（Sphingolipids）
神经酰胺的衍生物，头部有差异，分为：
•鞘 磷 脂 （ sphingomyelins ） ， 含 磷 酸 胆 碱 或 磷 酸乙醇胺，出现于细胞质膜和髓鞘；
脂类以及脂生物化学
脂类以及脂生物化学
胆 固 酸醇 及 胆
CHOLESTEROL DETERMINATION
Enzymatic Determination: Cholesterol Oxidase
HO
C 3 O H
H 2 O 2 + H 2 N
Cholesterol Oxidase etc +.H 2O 2
•鞘糖脂（glycolipids），极性头部有一个糖分 子 与 神 经 酰 胺 C1 的 -OH 相 连 ， 又 称 为 脑 苷 脂 （ cerebrosides ） ， 如 半 乳 糖 脑 苷 脂 、 葡 萄 糖
脑苷脂。
•神经节苷脂（gangliosides），最复杂的鞘脂类
化合物，含有几个糖单位组成极性的头部，人
脂类以及脂生物化学
鞘 糖 血脂 型与 人 类
磷脂酶的特异位点
脂类以及脂生物化学
Tay-Sachs（家族性黑曚性痴呆）病
神经节苷脂积累于脑和脾中，为 GM2 神经节苷酯沉积病。缺失己糖胺 裂解酶（神经节苷脂极性部分DGalNAc及D-Gal不能被水解），患者逐 渐神经紧张、眼瞎、3-4岁死亡，发病 率30万分之一（东欧、德国、波兰与 苏联境内的犹太人机会高，1/3600， 28人中有一人带有缺乏基因，双亲为 携带者，小孩发病机会为1/4）。
脂类以及脂生物化学
脂类以及脂生物化学
D
胆 维固 生醇 素转
变 为
睾丸激素 可的松 脱氢皮质醇
脂类以及脂生物化学
固
雌二醇
醇
醛甾（固）酮
类 激
素
强的松
类固醇激素传递细胞间的信息
脂类以及脂生物化学
Tay-Sachs病脑细胞电镜照片
脂类以及脂生物化学
神经节苷脂的降解
脂类以及脂生物化学
Niemann-Pick[神经鞘磷脂沉积]病
一种神经磷脂病，鞘脂 沉积于患者脑、肝、脾中， 首发于婴儿，引起神经紧张 和早死，先天缺失鞘脂水解 酶（不能由鞘脂水解去除磷 酸胆碱）。
脂类以及脂生物化学
脂类以及脂生物化学
脂类以及脂生物化学
固醇种类
胆固醇是动物组织中最主要的固 醇，神经组织及肾上腺中丰富，占脑 固体物质的17%，人体发现的胆石几乎 全是胆固醇，肝、肾表面组织含量也 相当多；植物中发现有类似固醇物豆 [固]醇[Stigmasterol]；真菌中有麦角 甾醇[ergosterol]，细菌中极少含有胆 固醇；一些激素和几乎所有的性激素 都是固醇；部分脂维类以及生脂生物素化学也是固醇。
脑灰质中超过6%，而大部分非神经动物组织含
量极少。
脂类以及脂生物化学
鞘脂是生物识别的位点
一百多年前，Johnn Thudicum发现鞘脂时 由于对其生物学功能难以琢磨一样而命名之 [sphinx]，现在知道鞘脂类物质参与细胞表面的 各种识别过程，如鞘脂类是人类血型A、B、O的 决定因子，各种神经节苷脂起着结合进攻动物 细胞的霍乱毒素[cholera toxin]的作用，人类神 经系统的膜上至少有15种神经节苷脂，只不过 作用还不清楚。但清楚的是这些化合物的合成 和降解受到严格的调控，代谢的紊乱可解释人 类的几种遗传疾病。
固醇的作用
•膜的组成成分；
•特殊生物活性物质的前体:胆汁酸 [Bile acid]在肠道内作为乳化剂（C17 侧链亲水）使食物脂肪易于被脂肪酶 所作用；各种类固醇激素是通过胆固 醇C17侧链的氧化形成的；维生素D由胆 固醇转化而来；固醇类物质还有一定 的抗炎症作用；固醇的衍生物强心苷 有治疗心脏病的作用。
鞘脂类（Sphingolipids）是
鞘氨醇（Sphingosine）的衍生物
•第二大类膜脂，有一个极性的头和2个疏水的尾， 非甘油酯。由鞘氨醇[十八碳烯氨基二醇]或其一 个分子的衍生物、一分子长链脂肪酸和一分子极 性头部，有时极性的头部为磷酸以酯键相连。 •鞘氨醇分子的C1、C2、C3带有功能基团-OH、NH2、-OH，与甘油磷脂中甘油的三个羟基在结构 上相似，脂肪酸与鞘氨醇的-NH2以酰胺键相连产 生的物质为N-脂酰鞘氨醇—神经酰胺(ceramide)
O
O 3C H
C 3 O H
O 3C H
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
N 2P HerH ox Ni daN s + H e H 2 O
0-Dianisidine (Colorless)
Oxidized 0-Dianisidine (Brown color)At 440 nm
脂类以及脂生物化学
Spectromertic Absorption Standard Curve of Cholesterol
固醇(Steroids)是四个固定环
的碳氢环化合物
多数真核生物细胞膜的结构脂 质，由四个固定环组成类固醇的母 核，四个环中的三个为六碳环，一 个为五碳环，这种母核为环戊烷多 氢 菲 (cyclopentanoperhydrophenanthrene) 母 核，整个环几乎是平面、僵硬的， C-C之间不能旋转。
异戊二烯
脂类以及脂生物化学
脂类以及脂生物化学
异 戊 合二 物烯 类 化
特别生物活性的脂
与贮藏脂及结构脂质相比，生物 体存在一类数量很少、但有特殊而重 要生物学活性的脂，包括数千种类固 醇及大量的异戊烯化合物[Isoprenoids] 由异戊二烯单体合成，包括维生素A、 D、E、K)，它们或作为生物色素、或 作为酶的辅助因子、或作为电子载体、 或作为细胞间信号。
Absorpt ion at 440 nm
g/ml Cholesterol
Cholesterol by GLC
1.
Prepare cholesterol butyrate.
2.
Analyze by GLC.
time in GC - 15 min. sensitivity - 10-7 g.脂类以及脂生物化学
脂类以及脂生物化学
脂类以及脂生物化学
鞘 脂
脂类以及脂生物化学
(Sphingolipids)
鞘氨醇—鞘脂
脂类以及脂生物化学
脂类以及脂生物化学
卵磷脂与鞘磷脂
脂类以及脂生物化学
鞘脂（Sphingolipids）
神经酰胺的衍生物，头部有差异，分为：
•鞘 磷 脂 （ sphingomyelins ） ， 含 磷 酸 胆 碱 或 磷 酸乙醇胺，出现于细胞质膜和髓鞘；
脂类以及脂生物化学
脂类以及脂生物化学
胆 固 酸醇 及 胆
CHOLESTEROL DETERMINATION
Enzymatic Determination: Cholesterol Oxidase
HO
C 3 O H
H 2 O 2 + H 2 N
Cholesterol Oxidase etc +.H 2O 2
•鞘糖脂（glycolipids），极性头部有一个糖分 子 与 神 经 酰 胺 C1 的 -OH 相 连 ， 又 称 为 脑 苷 脂 （ cerebrosides ） ， 如 半 乳 糖 脑 苷 脂 、 葡 萄 糖
脑苷脂。
•神经节苷脂（gangliosides），最复杂的鞘脂类
化合物，含有几个糖单位组成极性的头部，人