脂类与生物膜
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细胞的能量储备物质。 细胞核
细胞2.质体表脂类保护作用；
3.脂类是细胞膜的主要成份；
细胞膜
4.简单脂是构成某些维生素与激素的成份；
包括维生素A、D、E、K、性激素、前列腺素等等。
脂类与生物膜
第一节 生物膜的组成和结构
一、 概念
生物膜是构成细胞的膜系统的总 称，包括围在细胞质外围的质膜 和细胞器的内膜系统。
脂类与生物膜
由磷脂形成的双层脂膜的示意图
❖在水溶液中两性的磷脂分子为避免疏水部分接 触水分子而定向排列，形成脂双层结构。脂双层 中，磷脂分子的疏水基团在内部而亲水的头部在 表面。
脂类与生物膜
脂类与生物膜
（2）糖脂
是糖通过半缩醛羟基以糖苷键与脂质连接而成 的化合物。
膜脂中糖脂主要有鞘糖脂、甘油糖脂
膜脂的流动性是不均匀的,在一定温度下,有的膜 脂处于凝胶态,有的则呈液晶态,处于液晶态的各 膜脂的流动性也不完全相同.
与过去模型的主要差别 突出了膜的流动性 显示了膜蛋白分布的不对称性
脂类与生物膜
㈠ 膜分子结构的不对称性
1、膜脂的分布不对称，即膜脂双分子层内外两 侧的脂种类、含量不同，如人红细胞质膜： 内
❖ 膜的外层卵磷脂、鞘磷脂较多
❖ 膜的内层脑磷脂、磷脂酰丝氨酸较多
2、膜蛋白的分布不对称
如线粒体内膜中的NADH电子传递链各组分： ❖ Cyt氧化酶 、琥珀酸脱氢酶在线粒体内膜内侧 ❖ Cytc在线粒体内膜外侧
脂类与生物膜
膜
温度引起侧
脂
链热运动
的
脂双层平面
运
的扩散
动
跨膜扩散： “翻跟头”
脂类与生物膜
膜脂的流动性的大小与磷脂分子中脂肪酸链的 长短及不饱和程度密切相关.链越短,不饱和程度 越高,流动性越大.
哺乳动物中胆固醇对膜脂流动性也有一定的调 控作用,在生理条件下增加胆固醇的含量会降低 膜的流动性，因为胆固醇的闭合环状结构干扰 了脂肪酸的侧向运动。
脂类与生物膜
R1 C R2 C
❖甘油为骨架
甘油磷脂
X= –H 磷脂酸
CH2 CH
X= CH2 CH2 N+(CH3) 3
磷脂酰胆碱（卵磷脂）
X= CH2 CH2 NH2
磷脂酰乙醇胺（脑磷脂）
CH2
X= –CH2 ¯CH–COOH
PX
NH2
_
磷脂酰丝氨酸
▪ 甘油磷脂是两性分子，分子中既有亲水部分又有疏水 部分。磷酸化的头部呈亲水性，两条较长的碳氢脂酰链 为尾部，呈疏水性。
3、糖蛋白和糖脂中的多糖只分布在 膜的非细胞质一侧
外
线粒体
脂类与生物膜
（二）膜分子结构的流动性 膜的流动性主要是指膜脂及
膜蛋白流动性。 合适的流动性对生物膜表现
其正常功能十分重要.
脂类与生物膜
膜脂的流动性
膜脂的流动性主要决定于磷脂分子. 在生理条件下,磷脂大多呈流动的液晶
态,磷脂在膜内可作旋转运动,翻转运动, 侧向运动等.当温度降至一定值时,膜脂 从流动的液晶态转变为类似晶体的凝胶 态,这个温度称为相变温度.
（1）内在蛋白
➢ 主要靠疏水作用通过某些非极性氨基酸残基与 膜脂疏水部分相结合。
➢ 这类蛋白被紧密连在膜上，并且不易溶于水。 只有用破坏膜结构的试剂如有机溶剂（氯仿） 或去污剂（TritonX-100）才能把它们从膜中 提取出来。
脂类与生物膜
脂类与生物膜
膜锚蛋白
有些膜内在蛋白本身并没有进入膜内，他 们以共价键与脂质、脂酰链、异戊烯基团 相结合并通过他们的疏水部分插入到膜内， 这种形式的内在蛋白称为膜锚蛋白。
脂类与生物膜
（2） 外 周 蛋 白
➢通过极性氨基酸残基以离子键、氢键、范德 华力等次级键与膜脂极性头部或与内在蛋白的 亲水部分结合。 ➢通过温和方法（高离子强度、高pH）分离提取。
脂类与生物膜
pH改变、螯合 剂、尿素、碳 酸盐可除去外 周蛋白
嵌入（膜内）蛋白
去污剂
脂类与生物膜
外周蛋白
（外 嵌周 入蛋 ）白 蛋和 白膜
➢ 膜结构使细胞的生命活动与代谢 过程有序进行
➢ 许多生理/病理过程，涉及到膜 结构/功能的变化
外周膜 内膜系统
脂类与生物膜
二、 化 学 组 成
膜 脂 膜 蛋 白 糖 类 无 机 盐 金 属 离 子 水
脂类与生物膜
1. 膜 脂
➢ 磷 脂（主要） ➢ 糖脂 ➢ 甾醇
脂类与生物膜
⑴ 磷脂
▪甘油磷脂(主要) ▪鞘磷脂
脂类与生物膜
磷脂酰甘油（磷脂）
X
极性，易溶于水 称极性头
非极性，不易溶于水 称非极性尾
脂类与生物膜
鞘磷脂
HH
O
CH3
H3C-(CH2)12-C C- C- C- CH2-O-P-O-CH2-CH2-N+-CH3
鞘氨醇
H OH N-H
O-
CH3
OC
胆碱鞘磷脂
R1
❖鞘氨醇、脂酸、磷酸和胆碱组成 ❖分子中有亲水的磷酸化的头部（胆碱或乙醇胺）和 疏水的两个碳氢链，其中一条来自鞘氨醇，另一条 来自脂肪酸。脂肪酸以酰胺键连在鞘氨醇上。
第四章 脂类与生物膜
脂类与生物膜
脂的分类与功能
甘油三酯 单纯脂 （脂肪酸+醇） 蜡（长链脂肪酸+长链醇或固醇）
磷脂
复合脂
（含有非脂成分）
糖脂 鞘脂
脂类与生物膜
提问：脂类有哪些功能？
皮下脂肪细胞 （黄、白色）
1.能量物质
三酰甘油脂又称油脂，每克的发热值比同质量的糖、蛋白脂质肪高滴2.3 脂肪倍滴，并且不溶于水，在细胞内易于聚集，储存，故而被普遍作为
HH
H3C-(CH2)12-C C- C- C- CH2-O-半乳糖
鞘氨醇
H OH N-H
OC R1
半乳糖脑苷脂 （鞘糖脂）
脂类与生物膜
（3）甾 醇 也称固醇
固醇是环戊烷多氢菲的衍生物
▪动物膜甾醇主要是胆固醇，植物膜甾醇含量较 动物少，主要有谷甾醇、豆甾醇等。
HO
CH 3 R
12
11
13
CH 3
C 14
内
糖蛋白
3. 糖类 生物膜中的糖类大多与膜蛋白结合
糖蛋白（信息识别） 少数与膜脂结合 糖脂
脂类与生物膜
糖类在膜上的分布
非对称的，全部分布在膜的非细胞质 一侧。
质膜上的糖
脂类与生物膜
细胞内膜的糖
脂类与生物膜
三、 生物膜的分子结构模型
流体镶嵌模型 1972年美国Singer和Nicolson提出
1
9
2A
10 B 8
3
5
7
4
6
17
D16 15
脂类与生物膜
HO
21CH3
26CH3
18C2H03CH22CH223CH2 24CH2 25CH
12
17
27CH3
19CH3 11
13
C 14
D16 15
1
9
2 A 10 B 8
3Байду номын сангаас
5
4
67
胆固醇Cholesterol
脂类与生物膜
2. 膜蛋白
脂类与生物膜
细胞2.质体表脂类保护作用；
3.脂类是细胞膜的主要成份；
细胞膜
4.简单脂是构成某些维生素与激素的成份；
包括维生素A、D、E、K、性激素、前列腺素等等。
脂类与生物膜
第一节 生物膜的组成和结构
一、 概念
生物膜是构成细胞的膜系统的总 称，包括围在细胞质外围的质膜 和细胞器的内膜系统。
脂类与生物膜
由磷脂形成的双层脂膜的示意图
❖在水溶液中两性的磷脂分子为避免疏水部分接 触水分子而定向排列，形成脂双层结构。脂双层 中，磷脂分子的疏水基团在内部而亲水的头部在 表面。
脂类与生物膜
脂类与生物膜
（2）糖脂
是糖通过半缩醛羟基以糖苷键与脂质连接而成 的化合物。
膜脂中糖脂主要有鞘糖脂、甘油糖脂
膜脂的流动性是不均匀的,在一定温度下,有的膜 脂处于凝胶态,有的则呈液晶态,处于液晶态的各 膜脂的流动性也不完全相同.
与过去模型的主要差别 突出了膜的流动性 显示了膜蛋白分布的不对称性
脂类与生物膜
㈠ 膜分子结构的不对称性
1、膜脂的分布不对称，即膜脂双分子层内外两 侧的脂种类、含量不同，如人红细胞质膜： 内
❖ 膜的外层卵磷脂、鞘磷脂较多
❖ 膜的内层脑磷脂、磷脂酰丝氨酸较多
2、膜蛋白的分布不对称
如线粒体内膜中的NADH电子传递链各组分： ❖ Cyt氧化酶 、琥珀酸脱氢酶在线粒体内膜内侧 ❖ Cytc在线粒体内膜外侧
脂类与生物膜
膜
温度引起侧
脂
链热运动
的
脂双层平面
运
的扩散
动
跨膜扩散： “翻跟头”
脂类与生物膜
膜脂的流动性的大小与磷脂分子中脂肪酸链的 长短及不饱和程度密切相关.链越短,不饱和程度 越高,流动性越大.
哺乳动物中胆固醇对膜脂流动性也有一定的调 控作用,在生理条件下增加胆固醇的含量会降低 膜的流动性，因为胆固醇的闭合环状结构干扰 了脂肪酸的侧向运动。
脂类与生物膜
R1 C R2 C
❖甘油为骨架
甘油磷脂
X= –H 磷脂酸
CH2 CH
X= CH2 CH2 N+(CH3) 3
磷脂酰胆碱（卵磷脂）
X= CH2 CH2 NH2
磷脂酰乙醇胺（脑磷脂）
CH2
X= –CH2 ¯CH–COOH
PX
NH2
_
磷脂酰丝氨酸
▪ 甘油磷脂是两性分子，分子中既有亲水部分又有疏水 部分。磷酸化的头部呈亲水性，两条较长的碳氢脂酰链 为尾部，呈疏水性。
3、糖蛋白和糖脂中的多糖只分布在 膜的非细胞质一侧
外
线粒体
脂类与生物膜
（二）膜分子结构的流动性 膜的流动性主要是指膜脂及
膜蛋白流动性。 合适的流动性对生物膜表现
其正常功能十分重要.
脂类与生物膜
膜脂的流动性
膜脂的流动性主要决定于磷脂分子. 在生理条件下,磷脂大多呈流动的液晶
态,磷脂在膜内可作旋转运动,翻转运动, 侧向运动等.当温度降至一定值时,膜脂 从流动的液晶态转变为类似晶体的凝胶 态,这个温度称为相变温度.
（1）内在蛋白
➢ 主要靠疏水作用通过某些非极性氨基酸残基与 膜脂疏水部分相结合。
➢ 这类蛋白被紧密连在膜上，并且不易溶于水。 只有用破坏膜结构的试剂如有机溶剂（氯仿） 或去污剂（TritonX-100）才能把它们从膜中 提取出来。
脂类与生物膜
脂类与生物膜
膜锚蛋白
有些膜内在蛋白本身并没有进入膜内，他 们以共价键与脂质、脂酰链、异戊烯基团 相结合并通过他们的疏水部分插入到膜内， 这种形式的内在蛋白称为膜锚蛋白。
脂类与生物膜
（2） 外 周 蛋 白
➢通过极性氨基酸残基以离子键、氢键、范德 华力等次级键与膜脂极性头部或与内在蛋白的 亲水部分结合。 ➢通过温和方法（高离子强度、高pH）分离提取。
脂类与生物膜
pH改变、螯合 剂、尿素、碳 酸盐可除去外 周蛋白
嵌入（膜内）蛋白
去污剂
脂类与生物膜
外周蛋白
（外 嵌周 入蛋 ）白 蛋和 白膜
➢ 膜结构使细胞的生命活动与代谢 过程有序进行
➢ 许多生理/病理过程，涉及到膜 结构/功能的变化
外周膜 内膜系统
脂类与生物膜
二、 化 学 组 成
膜 脂 膜 蛋 白 糖 类 无 机 盐 金 属 离 子 水
脂类与生物膜
1. 膜 脂
➢ 磷 脂（主要） ➢ 糖脂 ➢ 甾醇
脂类与生物膜
⑴ 磷脂
▪甘油磷脂(主要) ▪鞘磷脂
脂类与生物膜
磷脂酰甘油（磷脂）
X
极性，易溶于水 称极性头
非极性，不易溶于水 称非极性尾
脂类与生物膜
鞘磷脂
HH
O
CH3
H3C-(CH2)12-C C- C- C- CH2-O-P-O-CH2-CH2-N+-CH3
鞘氨醇
H OH N-H
O-
CH3
OC
胆碱鞘磷脂
R1
❖鞘氨醇、脂酸、磷酸和胆碱组成 ❖分子中有亲水的磷酸化的头部（胆碱或乙醇胺）和 疏水的两个碳氢链，其中一条来自鞘氨醇，另一条 来自脂肪酸。脂肪酸以酰胺键连在鞘氨醇上。
第四章 脂类与生物膜
脂类与生物膜
脂的分类与功能
甘油三酯 单纯脂 （脂肪酸+醇） 蜡（长链脂肪酸+长链醇或固醇）
磷脂
复合脂
（含有非脂成分）
糖脂 鞘脂
脂类与生物膜
提问：脂类有哪些功能？
皮下脂肪细胞 （黄、白色）
1.能量物质
三酰甘油脂又称油脂，每克的发热值比同质量的糖、蛋白脂质肪高滴2.3 脂肪倍滴，并且不溶于水，在细胞内易于聚集，储存，故而被普遍作为
HH
H3C-(CH2)12-C C- C- C- CH2-O-半乳糖
鞘氨醇
H OH N-H
OC R1
半乳糖脑苷脂 （鞘糖脂）
脂类与生物膜
（3）甾 醇 也称固醇
固醇是环戊烷多氢菲的衍生物
▪动物膜甾醇主要是胆固醇，植物膜甾醇含量较 动物少，主要有谷甾醇、豆甾醇等。
HO
CH 3 R
12
11
13
CH 3
C 14
内
糖蛋白
3. 糖类 生物膜中的糖类大多与膜蛋白结合
糖蛋白（信息识别） 少数与膜脂结合 糖脂
脂类与生物膜
糖类在膜上的分布
非对称的，全部分布在膜的非细胞质 一侧。
质膜上的糖
脂类与生物膜
细胞内膜的糖
脂类与生物膜
三、 生物膜的分子结构模型
流体镶嵌模型 1972年美国Singer和Nicolson提出
1
9
2A
10 B 8
3
5
7
4
6
17
D16 15
脂类与生物膜
HO
21CH3
26CH3
18C2H03CH22CH223CH2 24CH2 25CH
12
17
27CH3
19CH3 11
13
C 14
D16 15
1
9
2 A 10 B 8
3Байду номын сангаас
5
4
67
胆固醇Cholesterol
脂类与生物膜
2. 膜蛋白
脂类与生物膜