第十六章脂质与生物膜.pptVIP

提纲 一、脂质的化学结构及其功能 简单脂 复合脂 异戊二烯类脂 二、生物膜的结构及其功能 生物膜的化学组成 生物膜的基本结构与性质 三、物质的跨膜转运 简单脂:是由脂肪酸和醇形成的酯，包括脂肪和蜡。其中脂肪就是甘油三酯 复合脂:即复脂，除含有脂酰基和醇基团以外，还含有一些非脂成分，如磷酸基团、糖基和胆碱等。根据非脂成分的不同，复合脂可以分成磷脂和糖脂两大类。 异戊二烯类脂:衍生于异戊二烯，在结构上可被剖析成若干个异戊二烯单位，它们主要包括萜、脂溶性维生素和胆固醇及其衍生物。 按照碳原子数目，脂肪酸可以分为奇数脂肪酸和偶数脂肪酸，但天然的脂肪酸绝大多数为偶数脂肪酸； 按照碳链的饱和度脂肪酸又可以分为饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸。天然不饱和脂肪酸内的双键多为顺式，根据双键的数目又分为单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸； 按照营养价值，脂肪酸又分为必需脂肪酸和非必需脂肪酸，其中必需脂肪酸在人体内（或其他高等动物）不能自已合成，但又需要它，因此必须从食物中获取。亚油酸和α-亚麻酸为必需脂肪酸，其它脂肪酸为非必需脂肪酸。 脂肪与腊 脂肪就是三酰甘油（TG）或甘油三酯，由1分子甘油和3分子脂肪酸通过酯键缩合而成。 脂肪除了作为能源贮备以外，还有利于保持体温和保护内脏器官，以及增加水生动物的浮力。 脂肪在作为能源贮备的时候，一般贮存在脂肪细胞中，与胆固醇酯一起以脂滴（lipid droplet）的形式存在。在脂滴的表面通常是一层磷脂单分子层，在外面覆盖一层脂外被蛋白（perilipin） 。 蜡主要是由长链脂肪酸和高级脂肪醇形成的一种高度不溶于水的酯。它广泛存在于动物的皮毛、植物的叶子和鸟类的羽毛之中，起防水和保护作用。 复合脂 复合脂即复脂，除含有脂酰基和醇基团以外，还含有一些非脂成分，如磷酸基团和糖基。根据非脂成分的不同，复合脂可以进一步分成磷脂（phospholipid）和糖脂（glycolipid）。其中磷脂是含有磷酸基团的脂类，包括以甘油为骨架的甘油磷脂（phosphoglyceride）和以鞘氨醇为骨架的鞘磷脂（sphingomyelin）。糖脂是含有糖基的脂类。这两大类脂都属于两性脂，是构成生物膜的主要成分。 类固醇 类固醇也称甾类，其结构以由3个六元环和1个五元环融合在一起的环戊烷多氢菲为核心。其中胆固醇为最重要和最常见的成员，其它甾类几乎都是由它衍生而来。 生物膜的基本结构 生物膜的基本结构是由膜脂和膜蛋白的基本性质决定的。其最基本的结构骨架是双层的膜脂分子，简称脂双层结构。 膜蛋白 膜蛋白是生物膜功能的主要执行者，根据它们在膜上的性质，可分成外周蛋白、内在蛋白和脂锚定蛋白。 生物膜的流动镶嵌模型 该模型由S. Jonathan Singer 等人于1972年提出的。其主要内容是：生物膜以具有流动性的二维脂双层作为基本骨架，在上面镶嵌有各种蛋白质，这些蛋白质有的分布在表面，有的横跨整个脂双层，其中的蛋白质相对自由地“浮动”在脂双层骨架上，而形成一种镶嵌的花式。在这里，可以将脂双层比作海洋，膜蛋白比做冰山，膜脂与膜蛋白的关系就像是海洋和冰山。 生物膜的性质 流动性（取决于温度和膜的组成） 需要约50%处于液态否则细胞会死亡 对于膜蛋白的运动非常重要； 有利于膜的融合 不对称性 结构不对称性 功能不对称性 物质的选择透过性 生物膜的功能 为细胞的生命活动提供相对稳定的内环境； 选择性的物质运输，包括代谢底物的输入与代谢产物的排出； 提供细胞识别位点，并完成细胞内外信息的跨膜传递； 为多种酶提供结合位点，使酶促反应高效而有序地进行； 介导细胞与细胞、细胞与基质之间的连接； 参与形成具有不同功能的细胞表面特化结构。 物质的跨膜转运 小分子物质的跨膜转运 被动运输：包括简单扩散、易化扩散和通道转运 主动运输：包括初级主动转运和次级主动转运 生物大分子的跨膜转运 内吞 胞吐 几种跨膜转运方式的比较 第十六章 脂与生物膜 脂的一般性质 脂也称为脂类或类脂，是生物体内一类重要的有机分子，它们包括的范围很广，其化学结构迥异，生理功能各不相同，但是，它们都具有一个共同的物理性质即一般不溶于水而溶于有机溶剂。许多脂为分子，这样的性质对于形成生物膜的结构至关重要。 脂的分类 脂肪酸=羧基+碳氢链 常见脂肪酸的俗称和结构缩写 三种ω-3脂肪酸的化学结构 脂肪的结构通式 脂滴的结构模型 X基团是含有羟基的有机官能基团，它是可变的。如果X=H，则为最简单的甘油磷脂—磷脂酸。 甘油磷脂的结构通式 甘油磷脂的两性性质 甘油二醚和甘油四醚的化学结构 甘油磷脂中的醚磷脂，在1号位和/或2号位的脂酰基变成了脂醚基。为了适应极端恶劣的环境，古菌细胞膜主要由醚磷脂组成，原因是醚键比酯键更加稳定。 鞘磷脂 鞘磷脂的结构与甘油磷脂十分相似，也是一种两性分子，只