脂类和生物膜

1、1会计学脂类和生物膜脂类和生物膜牛牛文库文档分享牛牛文库文档分享脂类分类脂类分类 根据化学结构及脂的组成，脂类可分为：根据化学结构及脂的组成，脂类可分为：1单纯脂类单纯脂类(质质)(Simple lipids），包括），包括脂脂 肪、油和蜡；肪、油和蜡；2复合脂类复合脂类（Lipid complex），包括磷），包括磷脂（甘油磷脂和鞘磷脂）和糖脂（脑苷脂脂（甘油磷脂和鞘磷脂）和糖脂（脑苷脂和神经节苷脂）；和神经节苷脂）；3衍生脂衍生脂，包括异戊二烯类（，包括异戊二烯类（Isoprenes），多萜类及固醇和类固醇类。），多萜类及固醇和类固醇类。牛牛文库文档分享单纯脂类单纯脂类牛牛文库文档分享脂肪

2、酸（脂肪酸（Fatty acids） v碳链为4-36碳的碳氢化合物的羧酸，这些碳链在一些脂肪酸中为饱和的不分支脂肪酸，而其他的则含有一个或多个双键，也有一些含有三碳的环或含有羟基。v其中的亚油酸（Linoleic acid）、亚麻酸（Linolenic acid）和花生四烯酸（Arachidonic acid）为人体必需脂肪酸（Essential fatty acids）。牛牛文库文档分享月桂酸花生酸豆蔻酸棕榈油酸牛牛文库文档分享牛牛文库文档分享脂肪酸组装为稳定聚集体脂肪酸组装为稳定聚集体牛牛文库文档分享牛牛文库文档分享单纯甘油酯(simple glycerides)： 甘油酯中脂肪酸为同一

3、脂肪酸。混合甘油酯（mixed glycerides）： 脂肪酸有两种或两种以上。牛牛文库文档分享真核细胞中，甘油三酯在水相介质中成微小油滴真核细胞中，甘油三酯在水相介质中成微小油滴状独立结构，作为代谢燃料的贮藏库，脊椎动物中状独立结构，作为代谢燃料的贮藏库，脊椎动物中这些特化的细胞被称为这些特化的细胞被称为脂肪细胞脂肪细胞(adipcytes或或fat cells)。甘油三酯还贮藏在多种植物的种子中，提供。甘油三酯还贮藏在多种植物的种子中，提供种子萌发时所需能量及生物合成的前体物质。种子萌发时所需能量及生物合成的前体物质。甘油三酯因碳链长且还原度高较糖贮藏的能量更甘油三酯因碳链长且还原度高较

4、糖贮藏的能量更多（二倍），再者，甘油三酯的疏水性保证了运输多（二倍），再者，甘油三酯的疏水性保证了运输中不必运送额外的水化物的重量。人体脂肪组织约中不必运送额外的水化物的重量。人体脂肪组织约有有15-20 kg甘油酯，足够数月的能量供应，相反人甘油酯，足够数月的能量供应，相反人体可能只贮存少于一天人体需要能量的糖元。体可能只贮存少于一天人体需要能量的糖元。牛牛文库文档分享2、保温：一些动物中，皮下贮存的甘油酯不仅是一种能量，还可抵御极低温度对生物体产生保温作用，海豹、海象、企鹅及热血的极地动物都被非常丰厚的甘油酯所覆盖，冬眠的动物（如熊）在冬眠前要积累大量的脂肪，既是贮能、又是保温。 牛牛文库

5、文档分享细胞中贮藏的甘油酯细胞中贮藏的甘油酯牛牛文库文档分享脂肪滴（脂肪滴（Fat Drop)牛牛文库文档分享单纯脂类单纯脂类蜡（蜡（Waxes）-贮存能量及防水外被贮存能量及防水外被 v生物体的蜡由长链的饱和及不饱和脂肪酸生物体的蜡由长链的饱和及不饱和脂肪酸(14-16C)与长链的醇（与长链的醇（16-30C）形成的酯，蜂蜡的主要成分。）形成的酯，蜂蜡的主要成分。v蜡的熔点为蜡的熔点为60-80C，较甘油酯的为高。，较甘油酯的为高。v蜡因其防水性和坚硬度有广泛应用，脊椎动物一些蜡因其防水性和坚硬度有广泛应用，脊椎动物一些皮腺分泌的蜡质保护它们的毛发和皮肤以保持它们的皮腺分泌的蜡质保护它们的毛

6、发和皮肤以保持它们的柔顺、润滑及防水；鸟类尤其水鸟由口腺分泌蜡质而柔顺、润滑及防水；鸟类尤其水鸟由口腺分泌蜡质而使它们的羽毛不透水；一些热带植物被一层蜡质包裹使它们的羽毛不透水；一些热带植物被一层蜡质包裹以抵抗寄生物和水分的过分蒸腾。以抵抗寄生物和水分的过分蒸腾。v生物的蜡有一定的药学、化妆品及其他工业用途，生物的蜡有一定的药学、化妆品及其他工业用途，如用于洗涤剂、油膏及擦光剂等。如用于洗涤剂、油膏及擦光剂等。 牛牛文库文档分享牛牛文库文档分享（四）应用：l溶剂；l表面活性物质：去垢剂、 发酵工业消泡剂等。牛牛文库文档分享复合脂类复合脂类牛牛文库文档分享牛牛文库文档分享牛牛文库文档分享牛牛文库

7、文档分享l鞘脂类是膜脂的第二大类脂，也有一个极性的头鞘脂类是膜脂的第二大类脂，也有一个极性的头和和2个疏水的尾，但分子中不含甘油。由一分子长个疏水的尾，但分子中不含甘油。由一分子长链的氨基二醇（鞘氨醇，十八碳烯氨基二醇）或链的氨基二醇（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其一个分子的衍生物、一分子长链脂肪酸和一分子极性的乙醇头部组成，有时在极性的头部为磷子极性的乙醇头部组成，有时在极性的头部为磷酸以酯键相连。酸以酯键相连。l鞘氨醇分子的鞘氨醇分子的C1、C2、C3带有功能基团带有功能基团-OH、-NH2、-OH，与甘油磷脂中甘油的三个羟基在结构，与甘油磷脂中甘

8、油的三个羟基在结构上相似，当脂肪酸与鞘氨醇的上相似，当脂肪酸与鞘氨醇的-NH2以酰胺键相连以酰胺键相连产 生 的 物 质 为产 生 的 物 质 为 N - 脂 酰 鞘 氨 醇脂 酰 鞘 氨 醇 神 经 酰 胺神 经 酰 胺(ceramide)，与甘油二酯的结构相似，神经酰胺，与甘油二酯的结构相似，神经酰胺是鞘脂类化合物的结构单位（共同前体）。是鞘脂类化合物的结构单位（共同前体）。牛牛文库文档分享两性脂质的聚集体两性脂质的聚集体 甘油磷脂、鞘脂类及固醇都不溶于水，甘油磷脂、鞘脂类及固醇都不溶于水，把它们与水混合时，这些具有亲水基团的脂把它们与水混合时，这些具有亲水基团的脂分子从水相环境聚合（集）

9、成微小的脂分子分子从水相环境聚合（集）成微小的脂分子聚积物成为独立的相。脂质分子的聚积物包聚积物成为独立的相。脂质分子的聚积物包括有相互作用的疏水部分和与周围水接触的括有相互作用的疏水部分和与周围水接触的亲水部分，脂质聚积物减少了暴露于水的疏亲水部分，脂质聚积物减少了暴露于水的疏水部分并使水相表面达最小，可形成三种聚水部分并使水相表面达最小，可形成三种聚积物：积物：微团微团(micelles)、双分子层、双分子层(bilayer)、脂质体、脂质体(liposome)。 牛牛文库文档分享牛牛文库文档分享牛牛文库文档分享牛牛文库文档分享1234657891011121314151716牛牛文库文档

10、分享胆固醇睾酮雄性激素雌激素牛牛文库文档分享牛牛文库文档分享牛牛文库文档分享牛牛文库文档分享牛牛文库文档分享膜的生化特性膜的生化特性 膜不仅仅是被动的屏障，膜上含膜不仅仅是被动的屏障，膜上含有一系列的特化蛋白质启动或催化一有一系列的特化蛋白质启动或催化一定的分子事件；膜上的泵可以逆跨膜定的分子事件；膜上的泵可以逆跨膜梯度移动（运送）特定的有机物和无梯度移动（运送）特定的有机物和无机离子；能量转化器可以把一种形式机离子；能量转化器可以把一种形式的能量转化为另一种形式的能量；质的能量转化为另一种形式的能量；质膜上的受体能够感受胞外信号，并转膜上的受体能够感受胞外信号，并转化为细胞内的分子事件。化为

11、细胞内的分子事件。牛牛文库文档分享牛牛文库文档分享牛牛文库文档分享脂双分子层是基本的结构脂双分子层是基本的结构脂类与水相共存时会迅速形成一种脂双脂类与水相共存时会迅速形成一种脂双分子层结构而避开水的作用，生物膜的分子层结构而避开水的作用，生物膜的厚度（电镜测定为厚度（电镜测定为5-8 nm）是由）是由3 nm的的脂双分子层和蛋白的厚度决定的，所有脂双分子层和蛋白的厚度决定的，所有证据都支持证据都支持生物膜由脂双分子层构成生物膜由脂双分子层构成。膜脂对于脂双分子层两面是不对称的，膜脂对于脂双分子层两面是不对称的，但尽管不对称，也不象蛋白质，脂的但尽管不对称，也不象蛋白质，脂的不不对称不是绝对的。

12、对称不是绝对的。牛牛文库文档分享膜脂在不断地流动膜脂在不断地流动v虽然脂双层结构的本身是稳定的，但虽然脂双层结构的本身是稳定的，但单个的单个的磷脂和固醇可在脂质平面内有很大的运动自由磷脂和固醇可在脂质平面内有很大的运动自由，它们的它们的横向运动很快横向运动很快，几秒之内单个脂分子几秒之内单个脂分子就可环绕红细胞的一周。双分子的就可环绕红细胞的一周。双分子的内部也是流内部也是流动的，动的，脂肪酸的碳氢链可通过碳碳旋转而不断脂肪酸的碳氢链可通过碳碳旋转而不断地运动。另外一种运动就是跨双分子层运动，地运动。另外一种运动就是跨双分子层运动，即即flip-flop。v膜流动的程度以来于膜流动的程度以来于

13、脂的组成及温度脂的组成及温度，低温，低温下的运动相对较少，脂双分子层几乎呈晶态（下的运动相对较少，脂双分子层几乎呈晶态（类晶体、半晶体）排列；温度升到一定高度时类晶体、半晶体）排列；温度升到一定高度时，运动增加，膜由晶态向液态转变。，运动增加，膜由晶态向液态转变。牛牛文库文档分享磷脂分子在水溶液中存在的几种结构形式磷脂分子在水溶液中存在的几种结构形式牛牛文库文档分享牛牛文库文档分享磷脂类的双层结构和六角形相磷脂类的双层结构和六角形相H1、H2六角形相六角形相(Hexagonal ) H1六角形相六角形相(Hexagonal ) H2双层结构（双层结构（Bilyer）牛牛文库文档分享生物膜生物膜

14、电镜下表现出大体相同的形态、厚度电镜下表现出大体相同的形态、厚度69nm左右的左右的3片层结构。片层结构。膜的化学组成膜的化学组成1.膜脂：主要是磷脂、固醇和鞘脂。当磷脂分散于水相时，可形成脂质膜脂：主要是磷脂、固醇和鞘脂。当磷脂分散于水相时，可形成脂质体。体。2.膜蛋白膜蛋白3.膜糖类膜糖类牛牛文库文档分享膜的功能膜的功能1.物质传递作用；物质传递作用；2.保护作用；保护作用；3.信息传递作用；信息传递作用；4.细胞识别作用；细胞识别作用；5.能量转换作用（线粒体内膜和叶绿体类囊体膜）能量转换作用（线粒体内膜和叶绿体类囊体膜）；6.蛋白质合成与运输（糙面内质网膜）；蛋白质合成与运输（糙面内质

15、网膜）；7.内部运输（高尔基体膜）；内部运输（高尔基体膜）；8.核质分开（核膜）。核质分开（核膜）。牛牛文库文档分享膜的结构膜的结构 双层脂分子构成（E. Gorter, F.Grendel, 1925) 三明治式结构模型 单位膜模型 流体镶嵌模型流体镶嵌模型牛牛文库文档分享生物膜膜周边蛋白、膜内在蛋白示意图生物膜膜周边蛋白、膜内在蛋白示意图膜周边蛋白膜周边蛋白 ， 膜内在蛋白膜内在蛋白牛牛文库文档分享膜蛋白与膜脂双脂层结合的主要形式膜蛋白与膜脂双脂层结合的主要形式膜脂双层膜脂双层膜脂双层膜脂双层牛牛文库文档分享红细胞膜骨架各组分与质膜连接示意图红细胞膜骨架各组分与质膜连接示意图 糖蛋白糖蛋白

16、 (Ankyrin)带带3蛋白蛋白(Band 3)糖链糖链血型蛋白血型蛋白(Glycophorin)肌动蛋白肌动蛋白(Actin)蛋白质蛋白质4.1(Protein4.1)血影蛋白血影蛋白(Sectrin)牛牛文库文档分享Singer&Nicolson流体镶嵌模型流体镶嵌模型 牛牛文库文档分享膜的流动镶嵌模型结构要点膜的流动镶嵌模型结构要点1.膜结构的连续主体是极性的脂质双分子层。膜结构的连续主体是极性的脂质双分子层。2.脂质双分子层具有流动性。脂质双分子层具有流动性。3.内嵌蛋白内嵌蛋白“溶解溶解”于脂质双分子层的中心疏水于脂质双分子层的中心疏水部分。部分。4.外周蛋白与脂质双分子层

17、的极性头部连接。外周蛋白与脂质双分子层的极性头部连接。5.双分子层中的脂质分子之间或蛋白质组分与脂双分子层中的脂质分子之间或蛋白质组分与脂质之间无共价结合。质之间无共价结合。6.膜蛋白可作横向运动。膜蛋白可作横向运动。牛牛文库文档分享磷脂分子运动的几种方式磷脂分子运动的几种方式侧向移动侧向移动全反式、偏转构型全反式、偏转构型旋转异构化运动旋转异构化运动翻转运动翻转运动摆动摆动 、扭动、扭动牛牛文库文档分享 膜脂的相变膜脂的相变牛牛文库文档分享牛牛文库文档分享人红细胞膜主要磷脂在膜内、外两层的分布人红细胞膜主要磷脂在膜内、外两层的分布牛牛文库文档分享牛牛文库文档分享发红光硷性蕊香红标发红光硷性蕊

18、香红标记的人细胞膜蛋白抗记的人细胞膜蛋白抗体体发绿光荧光素标记发绿光荧光素标记的小鼠细胞膜蛋白的小鼠细胞膜蛋白抗体抗体通过细胞膜融合证明膜蛋白运动示意图通过细胞膜融合证明膜蛋白运动示意图牛牛文库文档分享生物膜中存在着三种类型的膜蛋白：内在膜蛋白，生物膜中存在着三种类型的膜蛋白：内在膜蛋白，外周膜蛋白和锚蛋白外周膜蛋白和锚蛋白外在蛋白外在蛋白：离子键等较弱的键：离子键等较弱的键内在蛋白内在蛋白：疏水基相互作用；离子键；共价键：疏水基相互作用；离子键；共价键牛牛文库文档分享锚定膜蛋白锚定膜蛋白内嵌蛋白内嵌蛋白糖脂糖脂胆固醇胆固醇卵磷脂卵磷脂牛牛文库文档分享红细胞膜血型蛋白跨膜部分氨基酸序列红细胞膜

19、血型蛋白跨膜部分氨基酸序列牛牛文库文档分享跨膜运送的分子机制跨膜运送的分子机制(1).移动性载体模型移动性载体模型(2).孔道或孔道或通道通道模型模型 (3).构象变化假说构象变化假说移动性载体模型移动性载体模型孔道或通道模型孔道或通道模型构象变化假说构象变化假说牛牛文库文档分享被动运送（被动运送（Passive transport） 物质从高浓度一侧通过膜运送到低浓度一侧，即顺浓度梯度的方物质从高浓度一侧通过膜运送到低浓度一侧，即顺浓度梯度的方向跨膜运送的过程称被动运输向跨膜运送的过程称被动运输 。在该过程中。在该过程中G0主动运输的特点：主动运输的特点： 专一性；饱和性；方向性；可被选择性

20、抑制；需提供能量专一性；饱和性；方向性；可被选择性抑制；需提供能量牛牛文库文档分享被动运输和主动运输示意图被动运输和主动运输示意图牛牛文库文档分享脂类分类脂类分类 根据化学结构及脂的组成，脂类可分为：根据化学结构及脂的组成，脂类可分为：1单纯脂类单纯脂类(质质)(Simple lipids），包括），包括脂脂 肪、油和蜡；肪、油和蜡；2复合脂类复合脂类（Lipid complex），包括磷），包括磷脂（甘油磷脂和鞘磷脂）和糖脂（脑苷脂脂（甘油磷脂和鞘磷脂）和糖脂（脑苷脂和神经节苷脂）；和神经节苷脂）；3衍生脂衍生脂，包括异戊二烯类（，包括异戊二烯类（Isoprenes），多萜类及固醇和类固醇类。），多萜类及固醇和类固醇类。牛牛文库文档分享牛牛文库文档分享脂肪滴（脂肪滴（Fat Drop)牛牛文库文档分享两性脂质的聚集体两性脂质的聚集体 甘油磷脂、鞘脂类及固