复旦生物化学课件15-脂类和脂生物化学1

脂和脂生物化学LipidsandLipidBiochemistryBiologicalLipids生物脂类是一类范围很广的化合物，化学成分及结构差异极大，脂类定义的特点就是水不溶性(waterinsoluble)（或脂溶性，fat-soluble），因此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。FunctionsofBiologicalLipids•Supplyandstorageformsofenergy；•Biomembrane[about50%]lipids[磷脂、固醇、糖脂]；•有些脂类虽然数量较低，但作为酶的辅助因子、电子载体、光吸收色素、疏水稳定体、乳化剂、激素及胞间信息等方面都起着关键作用；•有些脂类有防止机械损伤及防止热量散发的保护作用。FunctionsofLipids[I]•提供能量：产热高，达9kcal/g。正常人体每日所需热量大约有25-30％由脂肪提供。•储存能量：人体脂肪细胞可储存大量脂肪。•防寒及保护身体：皮下脂肪是一种较好的绝缘物质，可保持体温。对身体一些重要器官起着支持和固定作用，使人体器官免受外界环境损伤。•增进饱腹感及摄人食物的口感。胃留时间长，不易饥饿。另外，脂肪可以增加食物的烹任效果和食物的香味。脂肪还能刺激消化液的分泌。FunctionsofLipids[II]•脂肪是脂溶性维生素的载体，食物中缺少脂肪会影响这些维生素的吸收和利用。•磷脂的功用：体内最多的脂类，是细胞膜和血液的组成物质；神经组织含有大量磷脂，磷脂和神经兴奋有关；磷脂能在脂肪吸收过程中起重要的乳化作用，是一种高效的乳化剂，脂肪和胆固醇在血液中运输时，都需要有足够的磷脂才能顺利进行。在胆汁中磷脂与胆盐、胆固醇一起形成胶粒，以利于胆固醇的溶解和排泄。FunctionsofLipids[III]•胆固醇的功用：胆固醇是从食物摄入或在体内合成的。胆固醇是细胞膜和细胞器的重要构成成分;是体内合成维生素D和胆汁酸的原料;胆固醇在体内可转变成各种肾上腺皮质激素，如皮质醇、醛固酮;胆固醇还是性激素睾酮和雌二醇的前体。血液中胆固醇高可能引起动脉粥样硬化。•脂蛋白的功用：血浆脂蛋白包括乳糜微粒、极低密度脂蛋白、低密度脂蛋白、高密度脂蛋白。ClassificationofLipids根据化学结构及脂的组成，分为：•单纯脂类(质)(Simplelipids），包括甘油三酯（脂肪、油）和蜡；•复合脂类（CompoundLipids），包括磷脂（甘油磷脂和鞘磷脂）和糖脂（脑苷脂和神经节苷脂）；•异戊二烯类（Isoprenes），包括多萜类、固醇和类固醇类。FattyAcids•碳链为4-36碳的羧酸，这些碳链可为饱和的和不分支的、可含有一个或多个双键、也可含有三碳的环或羟基。•其中的亚油酸（Linoleicacid）、亚麻酸（Linolenicacid）和花生四烯酸（Arachidonicacid）为人体必需脂肪酸（Essentialfattyacids）。ORCOH#1CarbonAcidGroupORCOHNon-polarEnd-HydrophobicEnd(Fat-solubletail)PolarEnd-HydrophilicEndChemicalStructureofFattyAcidsSaturatedFattyAcidsCH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2COHO12456783OctanoicAcid[辛酸]UnsaturatedFattyAcidsCH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2COHO12456783CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2COHO124567833-OctenoicAcid[3-辛烯酸]3,6-OctadienoicAcid[3，6-辛二烯酸]Shorthand:8:1(Δ3)8:2(Δ3,6)cis9-OctadecenoicAcid(oleic)trans9-OctadecenoicAcid(elaidicacid)OCH3(CH2)7CC(CH2)7COHHH910OCH3(CH2)7CC(CH2)7COHHHcisandtransFattyAcids（油酸）（反油酸）PolyunsaturatedFattyAcids(Essential)Linoleicacid:cis,cis,9,12-Octadecadienoicacid（亚油酸）Linolenicacid:cis,cis,cis,9,12,15-Octadecatrienoicacid（亚麻酸）Arachidonicacid:cis,cis,cis,cis,5,8,11,14-Eicosatetraenoicacid（花生四烯酸）Naturally-occurringFattyAcidsRCH2CHCHCH2CHCHCH2COHO765431、cisform(顺式）2、Notconjugated---isolateddoublebond.（非共轭，双键是分开的）3、Evennumberedfattyacids（偶数碳）ClassificationofFattyAcidsPresentasGlyceridesinFoodFatsI.SaturatedFattyAcidsButyricButanoicCH3(CH2)2COOHbutterfatCaproicHexanoicCH3(CH2)4COOHbutterfat,coconutandpalmnutoilsCaprylicOctanoicCH3(CH2)6COOHcoconutandpalmnutoils,butterfatCapricDecanoicCH3(CH2)8COOHcoconutandpalmnutoils,butterfatLauricDodecanoicCH3(CH2)10COOHcoconutandpalmnutoils,butterfatMyristicTetradecanoicCH3(CH2)12COOHcoconutandPalmnutoil,mostanimalandplantfatsPalmiticHexadecanoicCH3(CH2)14COOHpracticallyallanimalandplantfatsStearicOctadecanoicCH3(CH2)16COOHanimalfatsandminorcomponentofplantfatsArachidicEicosanoicCH3(CH2)18COOHpeanutoilCommonNameSystematicNameFormulaCommonsource月桂酸肉豆蔻酸棕榈酸（软脂酸）硬脂酸花生酸CommonNameSystematicNameFormulaCommonsourceII.UnsaturatedFattyAcidsA.MonoethenoicAcidsOleicCis9-octadecenoicC17H33COOHplantandanimalfatsElaidicTrans9-OctadecenoicC17H33COOHanimalfatsB.DiethenoicAcidsLinoleic9,12-OctadecadienoicC17H31COOHpeanut,linseed,andcottonseedoilsC.TriethenoidAcidsLinolenic9,12,15-OctadecatrienoicC17H29COOHlinseedandotherseedoilsEleostearic9,11,13-OctadecatrienoicC17H29COOHpeanutseedfatsD.TetraethenoidAcidsMoroctic4,8,12,15-OctadecatetraenoicC17H27COOHfishoilsArachidonic5,8,11,14-EicosatetraenoicC19H31COOHtracesinanimalfats油酸反油酸亚油酸亚麻酸桐油酸花生四烯酸鰛油酸CommonandSystematicNamesofFattyAcidsCommonNameSystematicNameFormulaCommonsourceA.MonoethenoicAcidsOleicCis9-octadecenoicC17H33COOHplantandanimalfatsElaidicTrans9-OctadecenoicC17H33COOHanimalfatsB.DiethenoicAcidsLinoleic9,12-OctadecadienoicC17H31COOHpeanut,linseed,andcottonseedoilsC.TriethenoidAcidsLinolenic9,12,15-OctadecatrienoicC17H29COOHlinseedandotherseedoilsEleostearic9,11,13-OctadecatrienoicC17H29COOHpeanutseedfatsD.TetraethenoidAcidsMoroctic4,8,12,15-OctadecatetraenoicC17H27COOHfishoilsArachidonic5,8,11,14-EicosatetraenoicC19H31COOHtracesinanimalfatsEssentialFattyAcids•人体自身不能合成，缺乏影响机体代谢，表现为上皮细胞功能异常、湿疹样皮炎、皮肤角化不全、创伤愈合不良、对疾病抵抗力减弱、心肌收缩力降低、血小板聚集能力加强、生长停滞等。•亚油酸和亚麻酸在体内可转化成具有重要生理作用的DHA[又名脑黄金]，是婴儿脑部、视网膜发育所必需的营养素。亚油酸能降低血中胆固醇，防止动脉粥样硬化，可用于预防和治疗心血管疾病。•花生四烯酸是体内合成前列腺素等的前体。-亚麻酸[LinolenicAcid]以甘油酯的形式存在于深绿色植物中，是人体细胞中的主要成分,参与磷脂的合成，可转化为机体必需的生命活性因子DHA、EPA(“脑黄金”)。缺乏会引起机体脂质代谢紊乱，导致免疫力降低、健忘、疲劳、视力减退、动脉粥样硬化等症状的发生。尤其是婴幼儿和青少年，缺乏α-亚麻酸类物质的摄入，就会严重影响其智力正常发育。在降血脂、降血压、抗血栓、抗动脉粥样硬化、乃至提高机体免疫力和抗癌等方面的药用价值已得到充分肯定。BioactiveFattyAcids•EPA(eicosapentaenoicacid)，二十碳五烯酸（5,8,11,14,17）、DHA(docosahexenoicacid)，二十二碳六烯酸（4,7,10,13,16,19），3类多不饱和脂肪酸，深海鱼油的特征脂肪酸。陆地动植物几乎不含DHA和EPA。•DHA对脑神经传导和突触的生长发育有着极其重要的作用。缺乏DHA等必需脂肪酸，将造成大脑发育的障碍。•不仅对视力和学习能力有关，还有催眠和镇静的作用。此外，DHA在细胞膜构造中具有特殊作用，妊娠6个月后，胎儿视网膜中DHA与花生四烯酸的比例随着胎龄而成倍增加。脂肪酸的熔点和溶解度MeltingPointsandSolubilityinWaterofFattyAcidsSolubilityinWaterChainLengthMeltingPointFattyAcidsM.P.(0C)mg/100mlSolubleinH2OC18700.04C4-8-C6-4970C81675C10316C12440.55C14540.18C16630.08熔点及溶解度与脂肪酸链长的关系EffectsofDoubleBondsontheMeltingPoints16:06016:1118:06318:11618:2-518:3-1120:075F.A.M.P.(℃)20:4-50脂肪酸组装为稳定聚集体脂肪和油（FatandOil)甘油三酯（Triacylglycerols,TG）甘油三酯[T