第七章--脂类与生物膜及脂代谢.doc

脂类与生物膜及脂代谢
第一节脂类和生物膜化学
一、脂类
脂类包括的范围很广,是生物体内一大类重要的有机化合物,脂类是脂肪和类脂及其它们的衍生物的总称。
脂肪:(甘油三酯或三酯酰甘油)分布于皮下结缔组织、大网、肠系膜、肾内脏周围——脂库,含量随营养状态变动,称可变脂。
脂类 
类脂:磷脂、糖脂、固醇类,分布在生物膜和神经组织中——组织脂,含量稳定,称为固定脂。
这些物质在化学组成和化学结构上有很大差异,但是它们都有一个共同的特性,即不溶于水而易溶于乙醚、氯仿、苯等非极性溶剂(故可用乙醚和石油醚等提取)。用这类溶剂可将脂类物质从细胞和组织中萃取出来。脂类的这种特性主要由构成它的碳氢结构成分所决定。
脂类具有重要的生物功能,它是构成生物膜的重要物质,细胞所含有的磷脂几乎都集中在生物膜中。脂类物质,主要是油脂,是机体代谢所需燃料的贮存形式和运输形式。脂类物质也可为动物机体提供溶解于其中的必需脂肪酸和脂溶性维生素。某些萜类及类固醇类物质,如维生素 A、 D、 E、 K,胆酸及固醇类激素具有营养、代谢及调节功能。在机体表面的脂类物质有防止机械损伤与防止热量散发等保护作用。脂类作为细胞的表面物质,与细胞识别、种特异性和组织免疫等有密切关系。具有生物活性的某些维生素和激素也是脂类物质。
(一)、脂酰甘油类
脂酰甘油(acyl glycerols),又可称为脂酰甘油酯(acyl glycerides),即脂肪酸和甘油所形成的酯。根据参与产生甘油酯的脂肪酸的分子数,脂酰甘油分为单脂酰甘油、二脂酰甘油和三脂酰甘油三类。三脂酰甘油(triacylglycerols)又称为甘油三酯(triglycerides),是脂类中含量最丰富的一大类,其结构如下:
(R1,R2和R3可以相同,也可不全相同甚至完全不同)
它是甘油中的三个羟基和三个脂肪酸分子缩合、失水后形成的酯。单脂酰甘油(monoacylglycerols)和二脂酰甘油(diacylglycerols)自然界少见。甘油三酯(三脂酰甘油)是植物和动物细胞贮脂(depot lipids)的主要组分。—般在室温下为液态的称为油(oils),在室温下为固态的称为脂肪(fats)。这种区别是由于甘油三酯中饱和脂肪酸及不饱脂肪酸的比例不同。
1、脂肪酸
脂类化合物的主要成分为脂肪酸(fattyacides),所有的脂肪酸都有一长的碳氢链,其一端有—个羧基。碳氢链以线性为主,分枝或环状的为数甚少。不同脂肪酸之间的区别主要在于碳氢链的长短、饱和与否,以及双键的数目和位置。
脂肪酸的共性
高等动、植物的脂肪酸有以下共性:
(1)脂肪酸大部分为直链结构,碳原子为偶数,链长为C14~C20的占多数。最常见的是C16或C18的脂肪酸。C12以下的饱和脂肪酸大量存在于哺乳动物的乳脂中。
(2)饱和脂肪酸中最普遍的是软脂酸和硬脂酸,不饱和脂肪酸中最普遍的是油酸。
(3)在高等植物和低温下生活的动物中不饱和脂肪酸的含量高于饱和脂肪酸含量。
(4)不饱和脂肪酸的熔点比同等链长的饱和脂肪酸的熔点低。
(5)高等动、植物的单不饱和脂肪酸的双键位置一般在C9 ~C10之间,不饱和脂肪酸中的一个双键一般也位于C9~C10之间,其他双键渐次远离羧基。
(6)高等动、植物的不饱和脂肪酸,几乎都具有相同的几何构型,而且大都属于顺式(cis),只有极少数的不饱和脂肪酸属于反式(trans)。
(7)细菌所含有脂肪酸种类比高等动、植物的少得多,而且绝大多数为饱和脂肪酸, 碳原子数目和高等动、植物脂肪酸的碳原子数目相似,也在C12~C18之间,有的脂肪酸还带有分支的甲基。
植物中的饱和脂肪酸
植物油脂中的脂肪酸可以分为饱和的和不饱和的两类。在饱和脂肪酸(saturated fatty acid)中,棕榈酸(palmitic acid)、月桂酸(lauric acid)、豆蔻酸(myristic acid)和硬脂酸(stearic acid)分布最广泛,并且数量最多。在几乎所有脂肪中,棕榈酸都是其中的组分之一。棕榈油中最富于棕榈酸
(35%~45%);棕榈油、椰子油中富于月桂酸;从豆蔻籽的脂肪中易分离得到豆蔻酸;硬脂酸大量存在于动物脂肪中,在植物油中仅有微量(见表2-l)。
表2-1 天然的饱和脂肪酸
名称
碳原子数
分子式
来源
熔点/℃
月桂酸
豆蔻酸
棕榈酸(软脂酸)
硬脂酸
12
14
16
18
CH3(CH2)10COOH
CH3(CH2)12COOH
CH3(CH2)14COOH
CH3(CH2)16COOH
月桂
豆蔻
一般动植物
一般动植物
44
54
63
70
B、植物中重要的不饱和脂肪酸
植物脂肪