第三章脂类与生物膜
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• 脂类定义的特点就是水不溶性(water insoluble) （即脂溶性，fat-soluble）。
第三章脂类与生物膜
2
2. 分类
• 脂类
单纯脂肪：脂肪、油脂、蜡脂（甘油醇类与脂肪酸
构成）
磷脂
甘油磷脂 鞘氨醇磷脂
卵磷脂 脑磷脂
复合脂类： 糖脂
固醇类
衍生物：脂溶性维生素、激素、前列腺素、甾醇类
第三章脂类与生物膜
• 第三个-OH磷酸酯化 • 一、二-OH与两分子脂肪酸酸化 • 极性的头部，疏水的尾部，聚合形成双分子层的
疏水域 • 生物膜连续阻体
第三章脂类与生物膜
7
第三章脂类与生物膜
8
二、鞘脂类
• 植物和动物细胞膜的重要组分，特别是神 经组织和脑
• 结构特点：不含有甘油，也具有一个极性 头和两个非极性尾。
第三章 脂类与生物膜
Lipid and Biological Membrane
第三章脂类与生物膜
1
脂类概述
1. 概念
• 脂类是脂肪和类脂的总称，它是有脂肪酸与醇 作用生成的酯及其衍生物，统称为脂质或脂类，是 动物和植物体的重要组成成分。
• 它们的化学组成、结构理化性质以及生物功能存在 着很大的差异，但它们都有一个共同的特性，多数 脂类都易溶于乙醚、氯仿、己烷、苯等有机溶剂， 而不溶于水。 即可用非极性有机溶剂从细胞和组 织中提取出来。
水量50％——90％ • 固形物中蛋白质60％脂类40％，少量糖
（糖蛋白、糖脂），金属离子 • 生物体中20——25％pro参与膜作用
第三章脂类与生物膜
16
（一）膜脂类
• 1. 甘油磷酸脂类，（二酯）占膜脂的55-75％： ＊磷脂酰胆碱（卵磷脂PC）、＊磷脂酰乙醇胺 （脑磷脂PE）、磷脂酰甘油（PG）、磷脂酰肌 醇（PI）、磷脂酰丝氨酸（PS ） 如：柑桔叶细胞膜中PC、PE占总甘油磷酸脂的 75％
• 一分子脂肪酸，一分子鞘氨醇或其衍生物， 一分子极性头基。
第三章脂类与生物膜
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种类（极性头基）
• 鞘磷脂类：分子简单，含量丰富，极性头为磷酰胆 碱或磷酰乙醇胺
• 脑甘脂类（糖鞘脂类）：极性头不带电，糖单（D葡萄糖、D-半乳糖、N-乙酰基-D-半乳糖胺），大 部分存在于细胞膜的外层。
• 神经节苷脂类：极性头由几个糖基构成的庞大结构， 细胞膜表面特异性的受体的重要组分。和专一性相 关，和组织免疫极细胞识别相关。
3
3. 脂类的功能
• 贮藏物质/能量物质：脂肪是机体内代谢燃料的贮存形式， 它在体内氧化可释放大量能量以供机体利用。
• 防震、防机械损伤、防热量散发 • 提供给机体必需脂成分 （1）必需脂肪酸
亚油酸 18碳脂肪酸，含两个不饱和键； 亚麻酸 18碳脂肪酸，含三个不饱和键； 花生四烯酸 20碳脂肪酸，含四个不饱和键； （2）生物活性物质
第三章脂类与生物膜
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一、细胞中的膜系统
• 定义：
• 细胞质膜及各种的内膜的统称生物膜，细 胞的多膜结构
• 电镜下表现大体相同的形态：三层结构， 厚度6——9nm
• 双分子层生物膜
• 能量转换，信息传递，细胞分类，分泌， 代谢，癌变等
第三章脂类与生物膜
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二、膜的化学组成
• 生物膜的组成 • 生物膜水含量小15％——20％，生物体含
第三章脂类与生物膜
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（三）膜糖类
• 糖脂与糖蛋白的形式存在 • 细胞质膜总量的2%—10% • 结合糖：中性糖、氨基糖和唾液酸 • 生物功能：与细胞的抗原结构、受体、细
胞免疫反应、细胞识别、血型及细胞癌变 密切相关。
第三章脂类与生物膜
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三、膜的结构
• 1953年，Daneilli——脂质双分子层组成生 物膜
• 1972年，Singer & Nicolson——流动镶嵌 模型
• 核心：生物膜是一种流动的嵌有proLeabharlann Baidu脂质 双分子层结构
第三章脂类与生物膜
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流动镶嵌模型（Fluid Mosaic Model）
生物膜中兼性的磷脂和固醇形成一个脂质双分 子层，非极性部分相对构成双分子层的核心，极 性的头部朝外；脂质双分子层结构中，球状蛋白 以非正规间隔埋于其中；另一些蛋白则伸出（突 出）膜的一面或另一面；还有一些蛋白跨越整个 膜。蛋白质在脂双分子层中的方向是不对称的， 表现为膜蛋白功能的不对称。脂质与蛋白质之间 构成一个流动的镶嵌结构。
第三章脂类与生物膜
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第三章脂类与生物膜
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流动镶嵌模型的要点
– 连续主体是极性的脂类双分子层，常温 下具流动性。
– 内嵌蛋白位于双分子层的疏水部分中， 外周蛋白漂浮于双分子层表面。
• 2. 鞘脂类：鞘磷脂（SM） • 3. 固醇类：胆固醇、豆固醇 • 特性：双亲媒性 • 作用（生物功能）：参与膜结构的构成，调节膜
功能
第三章脂类与生物膜
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（二）膜蛋白
• 1. 外周蛋白：处于双分子层的表面，占20-30%， 亲水，自由游动（以极性基因的静电作用离子键， 氢键等结合）
• 2. 内嵌蛋白：处于双分子层的内部70-80%，疏水， “溶解”于半脂质双分子层中，通过膜蛋白上疏水性 AA或基于双分子层内部相连
激素、胆固醇、维生素等。
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三酰甘油（脂肪）
• 一分子甘油和三分子脂肪酸结合而成的酯 • 单纯甘油酯、混合甘油酯 • 饱和脂肪酸、不饱和脂肪酸
第三章脂类与生物膜
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第一节 复合脂类
• 一、甘油磷酸酯类 • 二、鞘脂类 • 三、固醇类
第三章脂类与生物膜
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一、 甘油磷酸酯类
• 结构特点：
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三、固醇类
• 结构特点： • 极性头—OH • 非极性尾，固醇环戊烃类物质 • 细胞膜
-R
HO-
— —
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复合脂类的共性
• 双亲媒性（两性分子） • 极性头基 • 疏水基
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第二节 生物膜（了解掌握）
• 一、细胞中的膜系统 • 二、膜的化学组成 • 三、膜的结构 • 四、生物膜的功能
• 3. 少数的膜锚蛋白：与糖链共价结合，形成蛋白 质、糖、脂类的复合物
• 生物功能：细胞物质代谢，传递，运动，内外物 质转运，信息传递与接受等
第三章脂类与生物膜
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膜内（内嵌）蛋白与脂 通过疏水作用维系在膜中
• 内嵌蛋白通常富含疏水氨基酸区域（可在 中间段，也可在氨基端或羧基端），有些 可有多个疏水序列，如-螺旋，可横贯整 个膜脂双分子层。
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2. 分类
• 脂类
单纯脂肪：脂肪、油脂、蜡脂（甘油醇类与脂肪酸
构成）
磷脂
甘油磷脂 鞘氨醇磷脂
卵磷脂 脑磷脂
复合脂类： 糖脂
固醇类
衍生物：脂溶性维生素、激素、前列腺素、甾醇类
第三章脂类与生物膜
• 第三个-OH磷酸酯化 • 一、二-OH与两分子脂肪酸酸化 • 极性的头部，疏水的尾部，聚合形成双分子层的
疏水域 • 生物膜连续阻体
第三章脂类与生物膜
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二、鞘脂类
• 植物和动物细胞膜的重要组分，特别是神 经组织和脑
• 结构特点：不含有甘油，也具有一个极性 头和两个非极性尾。
第三章 脂类与生物膜
Lipid and Biological Membrane
第三章脂类与生物膜
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脂类概述
1. 概念
• 脂类是脂肪和类脂的总称，它是有脂肪酸与醇 作用生成的酯及其衍生物，统称为脂质或脂类，是 动物和植物体的重要组成成分。
• 它们的化学组成、结构理化性质以及生物功能存在 着很大的差异，但它们都有一个共同的特性，多数 脂类都易溶于乙醚、氯仿、己烷、苯等有机溶剂， 而不溶于水。 即可用非极性有机溶剂从细胞和组 织中提取出来。
水量50％——90％ • 固形物中蛋白质60％脂类40％，少量糖
（糖蛋白、糖脂），金属离子 • 生物体中20——25％pro参与膜作用
第三章脂类与生物膜
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（一）膜脂类
• 1. 甘油磷酸脂类，（二酯）占膜脂的55-75％： ＊磷脂酰胆碱（卵磷脂PC）、＊磷脂酰乙醇胺 （脑磷脂PE）、磷脂酰甘油（PG）、磷脂酰肌 醇（PI）、磷脂酰丝氨酸（PS ） 如：柑桔叶细胞膜中PC、PE占总甘油磷酸脂的 75％
• 一分子脂肪酸，一分子鞘氨醇或其衍生物， 一分子极性头基。
第三章脂类与生物膜
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种类（极性头基）
• 鞘磷脂类：分子简单，含量丰富，极性头为磷酰胆 碱或磷酰乙醇胺
• 脑甘脂类（糖鞘脂类）：极性头不带电，糖单（D葡萄糖、D-半乳糖、N-乙酰基-D-半乳糖胺），大 部分存在于细胞膜的外层。
• 神经节苷脂类：极性头由几个糖基构成的庞大结构， 细胞膜表面特异性的受体的重要组分。和专一性相 关，和组织免疫极细胞识别相关。
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3. 脂类的功能
• 贮藏物质/能量物质：脂肪是机体内代谢燃料的贮存形式， 它在体内氧化可释放大量能量以供机体利用。
• 防震、防机械损伤、防热量散发 • 提供给机体必需脂成分 （1）必需脂肪酸
亚油酸 18碳脂肪酸，含两个不饱和键； 亚麻酸 18碳脂肪酸，含三个不饱和键； 花生四烯酸 20碳脂肪酸，含四个不饱和键； （2）生物活性物质
第三章脂类与生物膜
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一、细胞中的膜系统
• 定义：
• 细胞质膜及各种的内膜的统称生物膜，细 胞的多膜结构
• 电镜下表现大体相同的形态：三层结构， 厚度6——9nm
• 双分子层生物膜
• 能量转换，信息传递，细胞分类，分泌， 代谢，癌变等
第三章脂类与生物膜
15
二、膜的化学组成
• 生物膜的组成 • 生物膜水含量小15％——20％，生物体含
第三章脂类与生物膜
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第三章脂类与生物膜
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（三）膜糖类
• 糖脂与糖蛋白的形式存在 • 细胞质膜总量的2%—10% • 结合糖：中性糖、氨基糖和唾液酸 • 生物功能：与细胞的抗原结构、受体、细
胞免疫反应、细胞识别、血型及细胞癌变 密切相关。
第三章脂类与生物膜
21
三、膜的结构
• 1953年，Daneilli——脂质双分子层组成生 物膜
• 1972年，Singer & Nicolson——流动镶嵌 模型
• 核心：生物膜是一种流动的嵌有proLeabharlann Baidu脂质 双分子层结构
第三章脂类与生物膜
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流动镶嵌模型（Fluid Mosaic Model）
生物膜中兼性的磷脂和固醇形成一个脂质双分 子层，非极性部分相对构成双分子层的核心，极 性的头部朝外；脂质双分子层结构中，球状蛋白 以非正规间隔埋于其中；另一些蛋白则伸出（突 出）膜的一面或另一面；还有一些蛋白跨越整个 膜。蛋白质在脂双分子层中的方向是不对称的， 表现为膜蛋白功能的不对称。脂质与蛋白质之间 构成一个流动的镶嵌结构。
第三章脂类与生物膜
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第三章脂类与生物膜
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流动镶嵌模型的要点
– 连续主体是极性的脂类双分子层，常温 下具流动性。
– 内嵌蛋白位于双分子层的疏水部分中， 外周蛋白漂浮于双分子层表面。
• 2. 鞘脂类：鞘磷脂（SM） • 3. 固醇类：胆固醇、豆固醇 • 特性：双亲媒性 • 作用（生物功能）：参与膜结构的构成，调节膜
功能
第三章脂类与生物膜
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（二）膜蛋白
• 1. 外周蛋白：处于双分子层的表面，占20-30%， 亲水，自由游动（以极性基因的静电作用离子键， 氢键等结合）
• 2. 内嵌蛋白：处于双分子层的内部70-80%，疏水， “溶解”于半脂质双分子层中，通过膜蛋白上疏水性 AA或基于双分子层内部相连
激素、胆固醇、维生素等。
第三章脂类与生物膜
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三酰甘油（脂肪）
• 一分子甘油和三分子脂肪酸结合而成的酯 • 单纯甘油酯、混合甘油酯 • 饱和脂肪酸、不饱和脂肪酸
第三章脂类与生物膜
5
第一节 复合脂类
• 一、甘油磷酸酯类 • 二、鞘脂类 • 三、固醇类
第三章脂类与生物膜
6
一、 甘油磷酸酯类
• 结构特点：
第三章脂类与生物膜
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第三章脂类与生物膜
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三、固醇类
• 结构特点： • 极性头—OH • 非极性尾，固醇环戊烃类物质 • 细胞膜
-R
HO-
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第三章脂类与生物膜
12
复合脂类的共性
• 双亲媒性（两性分子） • 极性头基 • 疏水基
第三章脂类与生物膜
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第二节 生物膜（了解掌握）
• 一、细胞中的膜系统 • 二、膜的化学组成 • 三、膜的结构 • 四、生物膜的功能
• 3. 少数的膜锚蛋白：与糖链共价结合，形成蛋白 质、糖、脂类的复合物
• 生物功能：细胞物质代谢，传递，运动，内外物 质转运，信息传递与接受等
第三章脂类与生物膜
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膜内（内嵌）蛋白与脂 通过疏水作用维系在膜中
• 内嵌蛋白通常富含疏水氨基酸区域（可在 中间段，也可在氨基端或羧基端），有些 可有多个疏水序列，如-螺旋，可横贯整 个膜脂双分子层。