微生物学脂质和生物膜.ppt

第7章 脂质和生物膜,脂类包括的范围很广，在化学组成和结构上差异较大。一）化学本质：由脂肪酸和醇作用生成的酯及其衍生物统称为脂类。共性：不（低）溶于水，溶于氯仿、乙醚 等非极性有机溶剂。元素组成：主要是C H O,有些尚含N S P。,二）脂类的分类（根据组成不同）,单纯脂类：如甘油三酯 脂肪酸醇复合脂类：如磷脂 脂肪酸醇其它成份衍生脂类：如胆固醇,三）脂类的功能,1.最佳的能量储存方式贮存脂质 体内的两种能源物质比较：糖4.1千卡/克，脂9.3千卡/克。储存体积：1糖元或淀粉：2水，脂则是纯的，体积小得多。动用先后：糖优先，关于减肥和辟谷 2.结构组分磷脂是细胞膜的主要成分3.活性成分活性脂质,第一节 三酰甘油一）脂肪酸,一般以结合形式（油脂，磷脂，糖脂）存在 一般脂肪酸都有一长的碳氢链，其一端有一个羧基碳氢链(饱和的软脂酸、硬脂酸)(不饱和的油酸、亚麻酸、亚油酸)脂肪酸的区别主要在于：碳氢链的长度、饱和与否、双键的数目和位置。,5、命名1）习惯命名：硬脂酸、油酸等2）系统命名 编码体系：从-COOH 始6表示法：简写法。原则是：先写C原子的数目，再写出双键的数目，最后表明双键的位置。亚麻酸 18:3 9，12，15 CH3CH2CH=CHCH2CH=CH CH2CH=CH(CH2)7COOH 15 12 9,常见的饱和脂肪酸,硬脂酸（18：0）软脂酸（16：0）花生酸（20：0）等。,不饱和脂肪酸：,油酸（18：1 9）亚油酸（18：2 9，12）亚麻酸（18：3 9，12，15亚麻酸（18：3 6，9，12）花生四烯酸（20：4 5，8，11，14）,必需脂肪酸：维持机体生长所需的，体内又不能合成的脂肪酸。亚油酸，亚麻酸。,Structures of the ionized forms of some representative fatty acids.,高等动、植物脂肪酸的共性：,1，链长多为14-20个碳原子，都是偶数。2，最常见的是软脂酸、硬脂酸以及油酸；3，不饱和脂肪酸的熔点低于同等链长的饱和脂肪酸；4，高等植物和低温生活的动物中，高不饱和脂肪酸含量高于饱和脂肪酸；5，一烯酸的双键位置一般在C9C10之间。6，不饱和脂肪酸，几乎都具有顺式的几何构型。,二、三酰甘油的结构与类型,R1、R2、R3相同，称为简单甘油酯，R1、R2、R3中有两个或三个皆不同者，同称为混合甘油酯。常温下为液态的，称为油(oil)，为固态的，称为脂(fats),光学活性：天然存在具一个不对称C原子的甘油三酯。按L-甘油醛衍生物原则命名。,三、油脂的性质,一）物理性质 颜色和气味：无色、无嗅、无味，呈中性密度和溶解度：比重小于1，不溶于水而溶于溶剂中熔点：由其脂肪酸组成决定的。一般随饱和脂肪酸的数目和链长的增加而升高。,二）化学性质,1）水解和皂化 酸、碱、脂酶甘油三脂 脂肪酸甘油 脂肪酸的盐类即为肥皂。皂化作用：碱水解甘油三酯的作用 皂化值完全皂化1克油或脂所消耗的KOH的毫克数。（计算平均分子量）,2）氢化和卤化,氢化甘油三酯中不饱和键发生氢化反应，使双键饱和卤化卤素中的Br2、I2加入不饱和的双键上，产生饱和的卤代脂；碘值指100g油脂所能吸收的碘的克数（表示油脂的不饱和度）,3）酸败与氧化,酸败:天然油脂暴露在空气中经相当时间后即败坏而发生臭味。本质：油脂在空气或微生物作用下，不饱和脂肪酸的双键处被氧化成为醛或酮以及羧酸，产生酸臭味。铜、铁等重金属盐、光、热、湿气加速脂肪的自动氧化。酸值中和1克油脂中的游离脂肪酸所消耗的KOH的mg数。,第二节 甘油磷脂Glycerophospholipids,甘油中第1，2位碳原子与脂肪酸相连，第3位碳被磷酸酯化，磷酸再与其它基团相连。磷脂是生物膜的主要组成成分。天然存在的磷脂：皆L构型。,卵磷脂的结构,磷脂的结构类型,脑磷脂,心磷脂,天然存在的磷脂都是L构型的Sn甘油3磷酸,+,环戊烷多氢菲,菲,环戊烷,环戊烷多氢菲的一元醇及其衍生物。环上一般都含有三个侧链，在C10和C13位置上通常是甲基，在C17位置上连接的是碳氢链或羟基。,第四节 胆固醇,胆固醇Sterols,为动物固醇,在生物膜中含量较多。,C3:OHC10,C13:-CH3C17:8C的烷烃侧链,胆固醇的功能,1）与磷脂共同构成细胞膜的重要成份2）与神经兴奋传导有关。在脑组织及肾上腺中含量丰富，约占脑组织干重的17。3）是固醇类物质如胆酸，VD3，固醇类激素 合成的前体物质。4）解毒,固醇衍生物胆汁酸及胆盐,胆汁中的重要成份是胆酸及其衍生物。在胆汁中，胆酸常与甘氨酸或牛磺酸结合成甘氨胆酸或牛磺胆酸，称为胆汁酸，常以钠盐形式存在，称为胆汁酸盐。,胆汁酸盐为水溶性的，能将脂肪、胆固醇和脂溶性维生素乳化，形成微团，促进吸收。,缺点,血清胆固醇为游离胆固醇及胆固醇酯的总和,正常值3.56.5mmol/L。胆固醇含量过高易引起胆结石、动脉硬化、心肌梗塞等疾病；长期偏低可能诱发癌症。,第五节 生物膜,细胞是生命的基本结构单位和功能单位。细胞的外周膜（细胞膜）以及各种内膜系统（线粒体、细胞核、内质网、溶酶体和叶绿体）通称为生物膜。生物膜系统使细胞空间区域化，不同区域进行不同的代谢活动。,一、生物膜的化学组成,1生物膜的组成主要由脂质（主要是磷脂和胆固醇）、蛋白质（包括酶）和多糖类组成，还有水和金属离子等。,（一）脂质,脂质是构成生物膜最基本的结构物质。脂质包括磷脂、胆固醇和糖脂等，其中以磷脂为主要成分。膜脂的结构共同点：中极两性分子。即在同一分子内既含有亲水性头部基团，又有疏水性尾部基团。,构成生物膜的主要物质,X,非极性，不易溶于水称非极性尾,极性，易溶于水称极性头,磷脂的两亲性结构,磷脂分子中含有亲水性的磷酸酯基和亲脂的脂肪酸链，是优良的两亲性分子,磷脂的这种性质，使它具有形成生物膜（双层脂膜）的特性。,膜的构造,胆固醇Sterols,胆固醇分布在双层脂膜内，对生物膜中脂类的物理状态有一定的调节作用，有利于保持膜的流动性和降低相变温度。,二）膜蛋白,三）膜糖,生物膜的结构模型：流动镶嵌模型,（1）脂双层是生物膜的基本结构；（2）蛋白质以不同方式镶嵌其中；（3）膜蛋白和膜脂的有限性流动；（4）膜蛋白、膜脂和膜糖在膜上的分布不均一（不对称），保证了物质运送、信息传递等膜功能的方向性。,名词解释：脂质体,脂质体（liposome）是一种磷脂和胆固醇组成的双层膜球形囊泡，属于靶向给药系统的一种新剂型。在水中磷脂分子亲水头部插入水中，疏水尾部伸向空气，搅动后形成双层脂分子的球形脂质体，直径251000nm不等。脂质体可用于转基因，或利用脂质体可以和细胞膜融合的特点，将药物送入细胞内部。,