脂类与生物膜.ppt

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1、第三章 脂类与生物膜,脂类概述,1.概念 脂类是脂肪和类脂的总称，它是有脂肪酸与醇作用生成的酯及其衍生物，统称为脂质或脂类，是动物和植物体的重要组成成分。它们的化学组成、结构理化性质以及生物功能存在着很大的差异，但它们都有一个共同的特性，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。即可用非极性有机溶剂从细胞和组织中提取出来。脂类定义的特点就是水不溶性(water insoluble)（即脂溶性，fat-soluble）。,单纯脂肪：脂肪、油脂、蜡脂（甘油醇类与脂肪酸构成）复合脂类：衍生物：脂溶性维生素、激素、前列腺素、甾醇类,磷脂糖脂固醇类,甘油磷脂鞘氨醇磷脂,卵磷脂脑磷脂,2

2、.分类,脂类,贮藏物质/能量物质：脂肪是机体内代谢燃料的贮存形式，它在体内氧化可释放大量能量以供机体利用。防震、防机械损伤、防热量散发提供给机体必需脂成分（1）必需脂肪酸 亚油酸 18碳脂肪酸，含两个不饱和键；亚麻酸 18碳脂肪酸，含三个不饱和键；花生四烯酸 20碳脂肪酸，含四个不饱和键；（2）生物活性物质 激素、胆固醇、维生素等。,3.脂类的功能,三酰甘油（脂肪）,一分子甘油和三分子脂肪酸结合而成的酯单纯甘油酯、混合甘油酯饱和脂肪酸、不饱和脂肪酸,第一节 复合脂类,一、甘油磷酸酯类二、鞘脂类三、固醇类,一、甘油磷酸酯类,结构特点：第三个-OH磷酸酯化一、二-OH与两分子脂肪酸酸化极性的头部，

3、疏水的尾部，聚合形成双分子层的疏水域生物膜连续阻体,二、鞘脂类,植物和动物细胞膜的重要组分，特别是神经组织和脑结构特点：不含有甘油，也具有一个极性头和两个非极性尾。一分子脂肪酸，一分子鞘氨醇或其衍生物，一分子极性头基。,种类（极性头基）,鞘磷脂类：分子简单，含量丰富，极性头为磷酰胆碱或磷酰乙醇胺脑甘脂类（糖鞘脂类）：极性头不带电，糖单（D-葡萄糖、D-半乳糖、N-乙酰基-D-半乳糖胺），大部分存在于细胞膜的外层。神经节苷脂类：极性头由几个糖基构成的庞大结构，细胞膜表面特异性的受体的重要组分。和专一性相关，和组织免疫极细胞识别相关。,三、固醇类,结构特点：极性头OH非极性尾，固醇环戊烃类物质细胞

4、膜,复合脂类的共性,双亲媒性（两性分子）极性头基疏水基,第二节 生物膜（了解掌握）,一、细胞中的膜系统二、膜的化学组成三、膜的结构四、生物膜的功能,一、细胞中的膜系统,定义：细胞质膜及各种的内膜的统称生物膜，细胞的多膜结构电镜下表现大体相同的形态：三层结构，厚度69nm双分子层生物膜能量转换，信息传递，细胞分类，分泌，代谢，癌变等,二、膜的化学组成,生物膜的组成生物膜水含量小1520，生物体含水量5090固形物中蛋白质60脂类40，少量糖（糖蛋白、糖脂），金属离子生物体中2025pro参与膜作用,（一）膜脂类,1.甘油磷酸脂类，（二酯）占膜脂的55-75：磷脂酰胆碱（卵磷脂PC）、磷脂酰乙醇胺

5、（脑磷脂PE）、磷脂酰甘油（PG）、磷脂酰肌醇（PI）、磷脂酰丝氨酸（PS）如：柑桔叶细胞膜中PC、PE占总甘油磷酸脂的752.鞘脂类：鞘磷脂（SM）3.固醇类：胆固醇、豆固醇特性：双亲媒性作用（生物功能）：参与膜结构的构成，调节膜功能,（二）膜蛋白,1.外周蛋白：处于双分子层的表面，占20-30%，亲水，自由游动（以极性基因的静电作用离子键，氢键等结合）2.内嵌蛋白：处于双分子层的内部70-80%，疏水，“溶解”于半脂质双分子层中，通过膜蛋白上疏水性AA或基于双分子层内部相连3.少数的膜锚蛋白：与糖链共价结合，形成蛋白质、糖、脂类的复合物生物功能：细胞物质代谢，传递，运动，内外物质转运，信息

6、传递与接受等,膜内（内嵌）蛋白与脂通过疏水作用维系在膜中,内嵌蛋白通常富含疏水氨基酸区域（可在中间段，也可在氨基端或羧基端），有些可有多个疏水序列，如-螺旋，可横贯整个膜脂双分子层。,（三）膜糖类,糖脂与糖蛋白的形式存在细胞质膜总量的2%10%结合糖：中性糖、氨基糖和唾液酸生物功能：与细胞的抗原结构、受体、细胞免疫反应、细胞识别、血型及细胞癌变密切相关。,三、膜的结构,1953年，Daneilli脂质双分子层组成生物膜1972年，Singer&Nicolson流动镶嵌模型核心：生物膜是一种流动的嵌有pro的脂质双分子层结构,流动镶嵌模型（Fluid Mosaic Model）,生物膜中兼性的磷

7、脂和固醇形成一个脂质双分子层，非极性部分相对构成双分子层的核心，极性的头部朝外；脂质双分子层结构中，球状蛋白以非正规间隔埋于其中；另一些蛋白则伸出（突出）膜的一面或另一面；还有一些蛋白跨越整个膜。蛋白质在脂双分子层中的方向是不对称的，表现为膜蛋白功能的不对称。脂质与蛋白质之间构成一个流动的镶嵌结构。,流动镶嵌模型的要点,连续主体是极性的脂类双分子层，常温下具流动性。内嵌蛋白位于双分子层的疏水部分中，外周蛋白漂浮于双分子层表面。脂质双分子层间，蛋白质与脂质间没有共价结合，分别可移动。,生物膜显著的特性,膜组分的流动性膜结构的不对称性流动性：1.膜脂（磷脂分子）脂肪酸的C数越多，不饱合程度越大，流

8、动性越大 左右摇摆，旋转，侧向运动等 2.膜蛋白的相对运动性 3.甾醇运动不对称性：膜蛋白分布的不对称性,膜脂在不断地流动,虽然脂双层结构的本身是稳定的，但单个的磷脂和固醇可在脂质平面内有很大的运动自由，它们的横向运动很快，几秒之内单个脂分子就可环绕红细胞的一周。双分子的内部也是流动的，脂肪酸的碳氢链可通过碳碳旋转而不断地运动。另外一种运动就是跨双分子层运动，即flip-flop。膜流动的程度受脂的组成及温度的影响，低温下的运动相对较少，脂双分子层几乎呈晶态（类晶体、半晶体）排列；温度升到一定高度时，运动增加，膜由晶态向液态转变。,膜脂的运动,温度引起侧链热运动,脂双层平面的扩散,跨膜扩散：“

9、翻跟头”,四、生物膜的功能,1.物质传送作用，细胞内外，膜蛋白或专一性的通道蛋白2.支持与保护作用3.信息传递与接受作用专一的受体与激素等信号分子结合4.细胞的识别作用 免疫细胞，生殖细胞5.能量的转换：生物氧化（即呼吸）视觉 光合作用 肌肉收缩 神经传导,将化学能ATP高能磷酸化学能将光能电能将光能化学能将化学能机械能将化学能电能,膜融合事件,两个膜融合需要：相互识别；相互表面靠近并相对（排除水分子）；双层结构部分破坏；两个双分子层融合为一个连续的脂双分子层。受体调节的内吞或控制的分泌还需要融合发生在合适的时间或者是对特异信号的反应。融合蛋白（嵌入蛋白）（fusion protein）参与以

10、上融合事件，引起特异识别和短暂、局部脂双层结构变形促使膜融合。融合蛋白可搭起两个膜融合的桥，并带来融合区域脂双分子层的暂时恢复。膜联蛋白（annexin）（一种Ca2+活化后可与膜磷脂结合的蛋白）是一类紧挨质膜的蛋白质，需要Ca2+，与脂双分子层的磷脂结合，可通过交叉连接两个不同膜的脂质分子。,跨膜运输,所有生物细胞都要从环境获得原材料为其生物合成和能量消耗，同时还需释放其代谢物到环境中去。质膜可以识别并允许细胞所需物如糖、氨基酸、无机离子等进入细胞，有时这些成分进入细胞是逆浓度梯度的，即它们是被“泵”入细胞的，同样一些分子是被“泵”出细胞的。很少有例外小分子物质的跨膜是直接通过蛋白的，而是通

11、过跨膜的通道（channels）、载体(carriers)或泵（pumps）。,第四章 脂类与生物膜 小结,1、脂类是构成细胞表面的重要组分；2、构成生物膜的脂类包括（甘油磷酸脂类、鞘脂类、固醇类），其共同特点是必须具备“双亲媒性”；3、细胞中的膜系统通称生物膜；4、生物膜的模型流动镶嵌模型，其突出了膜的流动性和膜蛋白分布的不对称性；5、生物膜具备重要生物功能（物质传送、保护作用、信息传递、细胞识别、生物能的转换）。,课后作业,1.说明DNA、RNA在化学组成、分子结构和生物功能方面的特点。2.说明DNA的双螺旋结构特征。3.什么是碱基互补原则？4.稳定双螺旋结构的化学键有哪些？5.阐述RNA的主要类型及其结构与生物功能。6.何谓增色效应？利用该性质有什么作用？7.什么是核酸的变性作用？任何用简单的方法来测定其变性？8.说明核酸变性与降解的区别。9.构成生物膜的脂类有哪些？它们的共同性质是什么？10.何谓生物膜？在结构上有何特点？它说明了什么样的实质？生物膜有何重要生理功能？,