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戏说美脂（1）——脂类简介

和糖类、核酸、蛋白质等一样，脂类是有机体生命活动必不可少的一大类化合物。那么脂类是啥？一个非常粗糙的概念是：脂类是一类能溶于有机溶剂而不溶于水的化合物。相对专业但简单一点的说法可以是：脂类是脂肪酸及脂肪酸的衍生物。前面一个概念说明脂类和糖类、核酸和蛋白质不一样，后三者都溶于水。因此，根据这样的属性可以用不同的溶剂（水相和有机相）来分类、提取它们。后面的概念说明脂类存在C-H键，此属性也导致开发利用CARS-SRS显微镜来观察脂滴或者脂类。

简单来说，脂类有几个重要的生物学功能。首先，脂类是能量储存的主要分子。我们研究能量代谢，写文章时，常常喜欢说“当摄入的能量多余消耗的能量时，多余的能量于脂类（主要是甘油三酯和胆固醇酯）的形成储存”。由此带来的问题是，为什么多余的能量往往转化为脂类，而不是如糖类呢？哈哈！生物化学教科书告诉我们，同样一克脂，产生的能量大约是糖类的2.2倍。因此，要储存同样的能量，如果采用糖类的话，我们的体重要增加30%，而采用脂类的话，大约只增加10%。让我们人类（包括其它生物）的形体如此美丽，吃多后不变成一个大气球，选择脂作为能量的主要储存分子看来是上帝的恩赐！又一次说明，是“脂”保持了我们的婀娜多姿、或者丰乳肥臀！

其次，脂类是生物膜的重要构成成分。从中学学生物学开始，我们就知道，生物膜是磷脂双层膜。以前讲过细胞内脂滴是磷脂单层膜，其它细胞器和质膜一样都是磷脂双层膜。不像糖类、核酸和蛋白质这些溶于水中的分子，磷脂有亲水的“头”部和“疏水”的脂肪酸尾部。磷脂这种两者通吃的特性估计让细胞或者细胞器和周围环境相对独立、但又互相依存。伟大的造物主在进化上总是形成了——存在的必然合理！胆固醇、甾体、鞘磷脂等也是生物膜的重要组成成分，对维持生物膜的完整性、流动性、信号传递等起到重要作用。

“肤如凝脂”、“油光水滑”，这就表明脂类的另外一个功能是隔绝水，这本身就是脂类不溶于水的特性吗！这好处多了，皮毛能防水是动物，特别是水中生活生物的一大法宝。冬天了，有钱人总爱显耀貂皮大衣、正宗的羊绒衫！据说这些奢侈品的品质和“油光水滑”的脂有关。2014年发表在Science上绵羊基因组的文章也提示羊毛的品质和表皮脂代谢有关。另外，对植物来说，其叶面的蜡酯是第一道防护墙，不仅保证叶片不受水浸，防止病菌的浸染，而且反光，减少强光对叶片的损伤。

“闻香识女人”，说明的是吸引依赖于化合物分子。自然界中很多生物的吸引或者说交流是通过信息素（pheromone）分子，如昆虫群体间的信息交流，植物和害虫间的识别与防御等。如模式生物秀丽线虫，当食物缺乏、群体拥挤、或者高温时，她们释放由脂肪酸代谢来的信息素，调整发育，躲避逆境。茉莉花散发出来的淡淡香味让我们愉悦，深受很多美女帅哥喜爱；但由亚油酸代谢产生的茉莉酸（Jasmonate）及其衍生物是植物对付有害昆虫和病菌、抗逆境的法宝。除此之外，脂类还作为辅因子参与如光合反应的叶绿素、电子传递链的辅酶Q、合成维生素等等。

简单说了脂类的主要功能外，那么我们继续聊聊有哪些主要的脂类呢？

既然脂类是脂肪酸及其衍生物，那么最简单的脂类大概就是脂肪酸了。脂肪酸是简单的CH2链，一个末端是CH3，另外一个末端是COOH。还是举个简单的例子来了解脂肪酸吧！如很常见的油酸C18:1(n-9)，C18表明有18个碳原子，1表明一个双键（如果是2的话，表示两个双键，以此类推），（n-9）表明是从CH3端数起，双键在第9和10间。脂肪酸往往根据C链的长度、双键的数目和位置等来分类，大多数植物和动物的脂肪酸C的数目多数是双数，一些物种，特别是真菌、细菌等往往具有奇数C链的脂肪酸；也有还有含甲基的脂肪酸，如UniversityofColoradoBoulder的著名华人科学家韩珉的实验室这10多年来部分工作就是研究Monomethylbranched-chainfattyacids（mmBFAs）在秀丽线虫发育中的功能和作用机理。

C链长度、双键有否或者多少等，往往决定了脂肪酸的物理特性和生物学功能。大家比较熟悉的脂肪酸如棕榈酸C16:0、棕榈烯酸C16:1(n-7)、硬脂酸C18:0、油酸C18:1(n-9)、亚油酸C18:2(n-6)、亚麻酸C18:3(n-3)、花生四烯酸C20:4(n-6)（AA）、二十碳五烯酸C20:5(n-3)(EPA)、二十二碳六烯酸C20:6(n-3)(DHA)等。我们中文俗称的脂肪（fat），或者菜市场上讲的板油，是指饱和脂肪酸如C16:0、C18:0等，这些脂肪酸没有双键，在常温下熔点高，呈固态。而另外一类俗称油（oil）的花生油、大豆油、橄榄油等植物油富含C18:1（n-9）、C18:2（n-6）和C18（n-3）等不饱和脂肪酸，具有1-3个双键，在