生物化学 第2章 脂类

浙江工业大学生物与环境工程学院2010/2011学年第2学期Chapter2Lipids第二章脂类浙江工业大学生物与环境工程学院2010/2011学年第2学期1．熟悉脂类的概念、分类和结构特点功能，掌握脂类的功能；掌握天然脂肪酸的结构特点和表示法；2．熟悉皂化价、酸价、碘价的概念；3．掌握磷脂的结构，熟悉糖脂的结构。教学大纲浙江工业大学生物与环境工程学院2010/2011学年第2学期§2-1脂类概述（Lipids）通常称为油脂，液态为油，固态称脂。脂类是一大类物质，是指在化学结构、成分上大不相同，但都不溶于水，而溶于乙醚、氯仿、苯等非极性溶剂中的一类化合物。例如：PeilongSun,CBE,ZJUT浙江工业大学生物与环境工程学院2010/2011学年第2学期脂类脂肪可变脂磷脂糖脂固醇基本脂一、脂质(Lipids)的分布可变脂占体重10%—20%，固定脂占5%，可不断地自我更新。PeilongSun,CBE,ZJUT浙江工业大学生物与环境工程学院2010/2011学年第2学期二、脂质的分类（一）单纯脂质为脂肪酸与醇（甘油醇、高级一元醇）所组成的酯类。分油、脂及蜡三小类。1、三酰甘油为甘油与三分子脂肪酸结合所成，称脂肪或真脂，也称中性脂。◆2、蜡高级脂肪酸与高级一元醇所生成的酯，如虫蜡、蜂蜡等。◇PeilongSun,CBE,ZJUT浙江工业大学生物与环境工程学院2010/2011学年第2学期（二）复合脂质为脂肪酸与醇（甘油醇，鞘氨醇）所生成的酯，同时含有其他非脂性物质，如糖、磷酸及含氮碱等。（三）衍生脂质由单纯脂质和复合脂质衍生而来，也有脂质的一般性质。1、取代烃主要是脂肪酸及其碱性盐（皂）和高级醇；2、固醇类（甾类）包括固醇（甾醇）、强心苷、性激素、胆酸、肾上腺激素等；3、萜包括许多天然色素（如胡萝卜素），香精油，天然橡胶等；4、其他脂质如维生素A、D、E、K、脂多糖、脂蛋白等PeilongSun,CBE,ZJUT浙江工业大学生物与环境工程学院2010/2011学年第2学期三、脂质的生物学作用（P.80）1、储存脂质：脂肪细胞，作为能源（动物类生物最好的能源）；隔热保温，保护器管，防机械损伤等作用。2、结构脂质：生物膜和皮下脂肪等。磷脂和糖脂是构成生物膜脂质双层结构的基本物质和参加构成某些生物大分子化合物(如脂蛋白和脂多糖)的组分。3、活性脂质：类固醇和萜类，包括激素、脂溶性维生素和各种光合色素，还有辅酶、激活剂等。脂质为某些物质的良好溶剂，可以促进一切脂溶性物质如维生素A、D、E、K及类胡萝卜素等物质的吸收。PeilongSun,CBE,ZJUT浙江工业大学生物与环境工程学院2010/2011学年第2学期自然界存在的脂酸几乎都是偶数碳的脂酸，已知者有C4~C28的各种脂酸，分饱和脂酸、不饱和脂酸、羟酸和环酸四类（表2-2），饱和与不饱和脂酸为主体，羟酸和环酸仅存在于个别动植物体中。不饱和脂酸都有其一定的特殊生理功能。1、脂肪酸的种类（P.82）2、天然脂肪酸的结构特点（P.82）表示脂肪酸结构的简明方法如：软脂酸16︰0；硬脂酸18︰0；油酸18︰1（9）；花生四烯酸20︰4（5，8，11，14）；顺cis；反trans。§2-2脂肪酸（Fattyacids）PeilongSun,CBE,ZJUT浙江工业大学生物与环境工程学院2010/2011学年第2学期硬脂酸油酸StearicacidOleicacidPeilongSun,CBE,ZJUT浙江工业大学生物与环境工程学院2010/2011学年第2学期3、脂肪酸的物理和化学性质链越长则熔点越高；链越长则在水中的溶解度越低；双键越多则熔点越低；顺式异构体的熔点比反式异构体低；可以发生氧化和过氧化反应；双键处可以发生加成反应。4、脂肪盐与乳化作用两亲分子，如SDS，表面活性剂。PeilongSun,CBE,ZJUT浙江工业大学生物与环境工程学院2010/2011学年第2学期PeilongSun,CBE,ZJUT5、多不饱和脂肪酸（Polyunsaturatedfattyacid）亚油酸为必需脂肪酸，是ω-6家族PUFA的原初成员，γ亚麻酸为半必需脂肪酸。α-亚麻酸是ω-3家族PUFA的原初成员。ω-6家族PUFA可降低血清胆固醇，ω-3家族PUFA可显著降低血清甘油三酯，防治神经、视觉和心脏疾病，人类可能缺乏ω-3家族PUFA。α-亚麻酸（α-LinolenicAcid）、EPA(二十碳五稀酸）（EicosapentaenoicAcid）和DHA（二十二碳六稀酸）（DocosahexaenoicAcid）有很高的保健价值。浙江工业大学生物与环境工程学院2010/2011学年第2学期三酰甘油是甘油和脂肪酸形成的三酯。其通式和构型：§2-3三酰甘油（Triacylglycerol）PeilongSun,CBE,ZJUT（联想一下甘油醛的构型）D-甘油醛浙江工业大学生物与环境工程学院2010/2011学年第2学期甘油三酯的理化特性1、物理性状（P.93）2、化学性质⑴水解与皂化一切脂肪都能被酸、碱、蒸汽及脂酶所水解，产生甘油及脂酸。如果水解剂是碱，则得甘油和脂酸的盐类，这种盐类称皂，因此，我们将脂肪的碱水解作用称为皂化作用。皂化价（值）为皂化1g脂肪所需的KOH的mg数。通常从皂化价的数值即可略知混合脂酸或混合脂肪的平均相对分子质量。PeilongSun,CBE,ZJUT浙江工业大学生物与环境工程学院2010/2011学年第2学期甘油三酯的理化特性2、化学性质⑵酸败与氧化酸败原因：①因空气中的氧使不饱和脂酸氧化，产生的醛和酮，有臭味。②脂类因较长期经光和热或微生物的作用而被水解，放出自由脂酸，低分子脂酸即有臭味。酸败程度的大小用酸价（值）来表示。酸价（值）就是中和1g脂肪中的游离脂肪酸所需的KOHmg数。PeilongSun,CBE,ZJUT浙江工业大学生物与环境工程学院2010/2011学年第2学期甘油三酯的理化特性2、化学性质⑶氢化、卤化和碘值不饱和脂肪在有催化剂如Ni的影响下，其脂酸的双键上可加入氢而成饱和脂，这个作用称氢化。食品工业用于制造人工黄油（Margarine）。相关链接：反式脂肪酸表示油脂的不饱和度是用碘价。碘价（值）就是100g脂类样品所能吸收碘的克数。PeilongSun,CBE,ZJUT浙江工业大学生物与环境工程学院2010/2011学年第2学期磷脂分成甘油醇磷脂及鞘氨醇磷脂两大类，主要参与细胞膜系统的组成，少量存在于细胞的其他部位。§2-4磷脂（Phospholipids）PeilongSun,CBE,ZJUT浙江工业大学生物与环境工程学院2010/2011学年第2学期§2-4磷脂（Phospholipids）PeilongSun,CBE,ZJUT浙江工业大学生物与环境工程学院2010/2011学年第2学期PeilongSun,CBE,ZJUT浙江工业大学生物与环境工程学院2010/2011学年第2学期亲水性的磷酸酯基和亲脂的脂肪酸链构成优良的两亲分子PeilongSun,CBE,ZJUT浙江工业大学生物与环境工程学院2010/2011学年第2学期糖脂也是构成双层脂膜的结构物质。糖脂主要分布在细胞膜外侧的单分子层中。动物细胞膜所含的糖脂主要是脑苷脂。CH2CHNHCHCH=CHOH(CH2)12CH3神经鞘氨醇OOHCH2OHOOHOHR:脂肪酸COR半乳糖§2-5糖脂（Glycolipid）PeilongSun,CBE,ZJUT浙江工业大学生物与环境工程学院2010/2011学年第2学期异戊二烯单位，由两个异戊二烯构成的萜称单倍萜；三个就是倍半萜；四个就是双萜；六个就是三萜；以此类推……很多是重要的生物活性脂类，如三倍萜的灵芝酸；四倍萜的胡萝卜素、番茄红素以及虾青素。§2-6萜和类固醇（Terpene&Steroid）PeilongSun,CBE,ZJUT一、萜类浙江工业大学生物与环境工程学院2010/2011学年第2学期萜类PeilongSun,CBE,ZJUT浙江工业大学生物与环境工程学院2010/2011学年第2学期是环戊烷多氢菲的衍生物，由4个环组成的一元醇。所有固醇化合物分子都是以环戊烷多氢菲为核心结构。有α及β两型。分为胆固醇、非动物固醇和固醇衍生物。§2-6萜和类固醇（Terpene&Steroid）PeilongSun,CBE,ZJUT二、类固醇浙江工业大学生物与环境工程学院2010/2011学年第2学期麦角固醇的性质与胆固醇相似，经紫外线照射后可变成维生素D2。PeilongSun,CBE,ZJUT浙江工业大学生物与环境工程学院2010/2011学年第2学期固醇类（steroid）物质具有重要的生物学意义麦角固醇可变为维生素D2。动物固醇的功能：①7-脱氢胆固醇经紫外光照射后，可生成维生素D3，所以也称维生素D原。②胆固醇可变为性激素和肾上腺皮质激素，胆汁酸也由胆固醇转变而来。③胆固醇与某些疾病有关。胆管阻塞或胆石等都可因胆固醇结晶而成。动脉硬化也可能与固醇的代谢失常有关，因患动脉粥样硬化的病人，血管内壁上常有显著的胆固醇沉着。PeilongSun,CBE,ZJUT浙江工业大学生物与环境工程学院2010/2011学年第2学期脂蛋白是由脂质和蛋白质以非共价键结合而成的复合物，其蛋白质部分叫载脂蛋白，脂蛋白广泛存在于血浆中，因此又称血浆脂蛋白，膜系统中的脂蛋白叫细胞脂蛋白。了解血浆脂蛋白的分类与功能。高密度脂蛋白和低密度脂蛋白。本节内容结束PeilongSun,CBE,ZJUT§2-7脂蛋白（lipoprotein）浙江工业大学生物与环境工程学院2010/2011学年第2学期思考题1.脂类可以分成哪几类？每类各列举一个代表性的脂类物质。2.简答脂类有哪些生物学功能？3.皂化价、酸价、碘价的概念?4.磷脂的结构特点？PeilongSun,CBE,ZJUT浙江工业大学生物与环境工程学院2010/2011学年第2学期预习内容1.掌握蛋白质中含有的氨基酸的结构特点2.理解氨基酸主要物性与结构的关系3.熟练掌握氨基酸的两性解离、等电点以及等电点pI与解离基团pK值的关系4.了解氨基酸的分类方法，记住氨基酸的三字母符号5.了解氨基酸的主要化学性质，掌握氨基酸甲醛滴定的原理PeilongSun,CBE,ZJUT浙江工业大学生物与环境工程学院2010/2011学年第2学期☆☆☆Thanks!☆☆☆☆浙江工业大学生物与环境工程学院2010/2011学年第2学期脂肪分子的组成和结构脂肪是三脂肪酸（C4以上）的甘油酯，即三酰甘油。脂肪中的3个脂酸可以是相同的，也可以是不同的。前者称简单三酰甘油，后者称混合三酰甘油。式中α、α′代表甘油的末端碳，β代表中间碳位。甘油的3个碳位亦可用1、2、3数字标志。甘油酯第2碳位（即β碳位）的RCOO—基在碳链右侧的称D－型，在左侧的称L－型。浙江工业大学生物与环境工程学院2010/2011学年第2学期蜡（Wax）蜡是高级脂酸与高级一元醇所生成的酯。不溶于水，熔点较脂肪高，一般为固体，不易水解。在动物体内多存在于分泌物中，主要起保护作用。蜂巢、昆虫卵壳、羊毛、鲸油皆含有蜡。蜂蜡为许多高级一元醇酯的混合物，但主要成分是三十醇的棕榈酸酯（C15H31COOC30H61），C25～C35的链烷也在蜂蜡中发现。中国虫蜡是一种昆虫（CoccusceriferusFabr．）的分泌物。其主要成分为二十六醇的二十六及二十八酸酯。羊毛蜡的成分为三羟蜡酸环醇酯（以胆固醇为主）。鲸蜡的主要成分为十六醇棕榈酸酯（C15H31COOC16H33）。蜡在工业上用途颇大，可作涂料、绝缘材料、润滑剂、高级化妆品。PeilongSun,CBE,ZJUT浙江工业大学生物与环境工程学院2010/2011学年第2学期生物膜PeilongSun,CBE,ZJUT浙江工业大学生物与环境工程学院2010/2011学年第2学期GlycoproteinGlycolipidProteoglycanPeilongSun,CBE,ZJUT生物膜浙江工业大学生物与环境