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2.3脂类化学2.3.1脂类概述2.3.2单脂2.3.3复脂2.3.4非皂化脂89第2章细胞内的生物分子化学2.3.1脂类概述脂类（Lipids）是脂肪及类脂的总称，泛指不溶于水，易溶于有机溶剂的各类生物分子。脂类都含有碳、氢、氧元素，有的还含有氮和磷。脂类所包括的物质范围很广，结构差异也大。他们的共同特征是以长链或稠环脂肪烃分子为母体。脂类分子中没有极性基团的称为非极性脂；有极性基团的称为极性脂。极性脂的主体是脂溶性的，其中的部分结构是水溶性的。脂类不仅是生物体重要能源物质，而且参与机体的多种重要的生理功能。脂类也是构成生物膜的重要成分，细胞内的磷脂几乎都集中在生物膜中。另外还有一些脂类物质具有特殊生理活性，如某些维生素和激素等。90第2章细胞内的生物分子化学1.脂类的分类脂类按其化学结构可分为单脂、复脂和其它脂。（1）单脂单脂是由各种高级脂肪酸与甘油或高级一元醇所生成的酯。1）脂肪脂肪是由甘油与三分子脂肪酸结合所成的三酰甘油或称甘油三酯。一般室温时为固态的脂肪称为脂，或中性脂，含较多饱和脂肪酸；一般室温时为液态的脂肪，称为油，或脂性油，含较多不饱和脂肪酸和低分子脂肪酸。2）蜡蜡是由高级脂肪酸和高级脂肪醇所生成的酯，如虫蜡、蜂蜡。3）固醇酯固醇酯是由脂肪酸和胆固醇所生成的酯。91第2章细胞内的生物分子化学（2）复脂复脂是指分子中除了含有脂肪酸和各种醇以外，还含有其它物质的脂，包括以下两种：1）磷脂 分子中含有磷酸和有机碱，包括磷脂酸和各种磷脂。2）糖脂 分子中含有糖类及其它物质，有脑苷脂(水解产物为脂肪酸、鞘氨醇和糖)和神经节苷脂(由脂肪酸、硝氨醇、糖和神经氨酸组成)。磷脂是主要的复脂。复脂又称类脂，含有极性基团，是极性脂。（3）其它脂包括不含脂肪酸及非皂化的脂、衍生脂、结合脂类1）非皂化脂包括类固醇、萜类和前列腺素类。不含脂肪酸，不能被碱水解，称为非皂化脂。类固醇又称甾醇，是以环戊烷多氢菲为母核的一种脂类。胆固醇是人体内最重要的类固醇，它因有羟基而属于极性脂。萜类是异戊二烯聚合物，前列腺素是二十碳酸衍生物。2）衍生脂 指非皂化脂的衍生产物，如甘油、脂肪酸及其氧化产物，乙酰辅酶A。3）结合脂类 脂与糖或蛋白质结合，形成糖脂和脂蛋白。92第2章细胞内的生物分子化学2.脂类物质的生理意义脂类物质具有重要的生理作用，可归纳如下：（1）储存能量和氧化供能脂类物质最重要的功能之一就是储能和供能。 在体内储存的脂类物质90%以上是甘油三酯，其氧化产生的能量比糖和蛋白质多一倍以上，根据计算，脂肪组织储存的能量约占人体可动用能量的85％，主要分布在皮下组织、腹腔大网膜及肠系膜等处，是机体最主要的储存能源。（2）提供必需脂肪酸（Essential fatty acid）,协助和促进脂溶性维生素的吸收必需脂肪酸〔亚油酸、亚麻酸)是维持机体正常代谢的营养素，是构成磷脂的重要组成成分。花生四烯酸是合成前列腺素、血栓素和白三烯的原料。脂类物质也可促进脂溶性维生素A、维生素D、维生素E、维生素K和胡萝卜素的吸收，这些物质在调节细胞代谢上均有重要作用。93第2章细胞内的生物分子化学（3）保温和保护作用人体皮下脂肪可以防止热量的散失而起保温作用，以维持正常体温。另外，以液态的甘油三酯为主要成分的脂肪组织具有防震和防撞击作用，可起缓冲作用而保护内脏和肌肉免受损伤。（4）机体的主要结构成分类脂特别是磷脂和胆同醇，是所有生物膜的重要组分。这些膜能维持细胞的完整，间隔细胞内部的不同部分。这些类脂的量是恒定的，不因肥胖而增加，不因饥饿而减少。（5）参与机体代谢调节胆固醇在体内可以转化成多种激素类物质，如肾上腺皮质激素和性激素等，因此具有广泛的调节代谢作用。脂类代谢产生的多种中间产物，如甘油二酯、三磷酸肌醇等广泛参与细胞内信号的传递，是重要的第二信使。94第2章细胞内的生物分子化学962.3.2单脂1.脂肪酸脂肪酸为无分支的具有偶数碳原子的饱和和不饱和脂肪酸族羧酸。按碳原子数目不同，可分为短链（2-4个碳原子）、中链（6-10个碳原子）及长链（12-26个碳原子）脂肪酸。按是否含双键分为饱和、不饱和脂肪酸。不饱和脂肪酸又按所含双键的数目分为单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸。油酸是哺乳动物中常见的不饱和脂肪酸 哺乳动物本身不能合成亚油酸和亚麻酸这两种不饱和脂肪酸，必须从食物中获得。因此， 称它们为“必需脂肪酸”。植物能合成亚油酸和亚麻酸， 所以植物是这两种脂肪酸的最初来源。第2章细胞内的生物分子化学（1）特性动物中的脂肪酸通常比较简单，都是直链的，可含至多六个双键，而细菌的脂肪酸最多只有一个双键，到目前为止细菌不饱和脂肪酸中还未发现有两个或两个以上双键的不饱和脂肪酸，碳链长度为C12-C18。此外，细菌中还含有支链（带甲基）的、含羟基的和环丙基的脂肪酸，如结核酸就是饱和支链脂肪酸。植物脂肪酸中也有含炔键、环氧基、羟基和酮基或环丙稀基的。通常，在高等植物和低温生活的动物中，不饱和脂肪酸的含量高于饱和脂肪酸。97第2章细胞内的生物分子化学（2）分类和命名1）脂肪酸的俗名、系统名和缩写脂肪酸的俗名主要反映其来源和特点。系统名反映其碳原子数目、双键数和位置。如：硬脂酸的系统名是十八烷酸，用18：0表示，其中“18”表示碳链长度，“0”表示无双键；油酸是十八碳烯酸，用18：1表示，“1”表示有一个双键。反油酸用18：1Δ9,trans表示。2）双键的定位双键位置的表示方法有两种，原来用Δ编号系统近来又规定了ω或(n)编号系统。前者按碳原子的系统序数（从羧基端数起），用双键羧基侧碳原子的序数给双键定位。后者采用碳原子的倒数序数（从甲基端数起），用双键甲基侧碳原子的（倒数）序数给双键定位。这样可将脂肪酸分为代谢相关的4组，即ω3、ω6、ω7、ω9，在哺乳动物体内脂肪酸只能由该族母体衍生而来，各族母体分别是软油酸（16：1，ω7）、油酸（18：1，ω9）、亚油酸（18：2，ω6）和α亚麻酸（18：3，ω3）98第2章细胞内的生物分子化学哺乳动物体内能合成饱和脂肪酸和单不饱和脂肪酸，不能合成多不饱和脂肪酸，如亚油酸、亚麻酸等。我们把维持哺乳动物正常生长所必需的而体内又不能合成的脂肪酸称为必需脂肪酸。自然界中的常见脂肪酸见表２-７。99第2章细胞内的生物分子化学2.脂肪（1）脂肪的结构脂肪是由一分子甘油与一至三分子脂肪酸所形成的酯。根据脂肪酸数量，可分为单酰甘油、二酰甘油和三酰甘油（过去称为甘油三酯）。前两者在自然界中存在极少，而三酰甘油是脂类中含量最丰富的一类。通常所说的脂肪就是指三酰甘油。脂肪的化学结构通式如下:100式中R1、R2、及R3为各种脂肪酸的烃基，若R1、R2、R3相同，则成为单纯甘油酯，命名时称三某脂酰甘油，如三硬脂酰甘油，三油酰甘油等；若R1、R2、R3完全不相同，则成为混合甘油酯，命名时以α、β和α分别表示不同脂肪酸的位置。第2章细胞内的生物分子化学（2）脂肪的性质1）物理性质脂肪一般无色、无味、无臭， 呈中性， 天然脂肪因含杂质而常具有颜色和气味。 脂肪的相对密度皆小于１(固体脂类的相对密度约为0.8，液体之类的相对密度约为0.915~0.94)， 不溶于水而溶于有机溶剂(如苯、石油醚、乙醚、丙酮、四氯化碳、汽油、氯仿等)。 低分子脂肪酸(自Ｃ6以下)组成的脂肪略溶于水， 在乳化剂(如胆汁酸、肥皂等)存在的情况下， 脂肪能在水中形成乳浊液。 在人体和动物的消化道内 胆汁酸盐，使脂肪乳化形成乳糜微粒，有利于脂肪的消化吸收。大多数植物脂肪如豆油，花生油等，因所含的不饱和脂肪酸比例较高（超过70%），具有较低的凝固点（或熔点）且在常温时为液体，故通称为油。动物脂肪中不饱和脂肪含量低，凝固点比较高，在常温下呈固态，一般称为脂。生物体内的脂肪酸主要是十六个碳和十八个碳的饱和/或不饱和肪酸。脂肪含不饱和脂肪酸的多少，一般可以用碘值、饱和度以及油酸与亚油酸占总脂肪酸的百分比来表示，见表２-８。表中的数值并非常数，它随动植物的品种或生长状况的差异而有不同。101第2章细胞内的生物分子化学102天然脂肪是多种脂肪的混合物，没有固定的熔点和沸点，通常简称为脂肪。硬脂酸熔点为70℃，油酸熔点,14℃。相应的，三硬脂酸甘油酯的熔点是60℃，而三油酸甘油酯的熔点是0℃。脂肪是脂肪酸的储备和运输形式，也是生物体内的重要溶剂，许多物质是溶于其中而被吸收和运输的，如各种脂溶性维生素(Ａ、Ｄ、Ｅ、Ｋ)、芳香油、固醇和某些激素等。第2章细胞内的生物分子化学2）化学性质脂肪的化学性质与组成它的脂肪酸、甘油以及酯键有关。水解和皂化脂肪能在酸、碱、蒸汽及脂酶的作用下水解，生成甘油和脂肪酸。当用碱水解脂肪时，生成甘油和脂肪酸盐。脂肪酸的钠盐和钾盐就是肥皂。因此把脂肪的碱水解称为皂化（Saponification）。103使1克脂肪完全皂化所需的氢氧化钾的毫克数称为皂化值。根据皂化值的大小可以判断脂肪中所含脂肪酸的平均分子量。皂化值越大，平均分子量越小。脂肪酸平均分子量＝3×56×1000÷皂化值式中56是KOH的分子量，因为三酰甘油中含三个脂肪酸，所以乘以3。肥皂是高级脂肪酸钠（或钾），既含有极性的-COO－Na＋基团，易溶于水；又含有非极性的烃基，易溶于脂类，所以肥皂是乳化剂，可是油污分散在水中而被除去。当用含较多钙、镁离子的硬水洗涤时，由于脂肪酸钠转变为不溶的钙盐或镁盐而沉淀，肥皂的去污能力就大大降低。第2章细胞内的生物分子化学②加成反应含不饱和脂肪酸的脂肪，分子中的碳－碳双键可以与氢、卤素等进行加成反应。氢化在高温、高压和金属镍催化下，碳-碳双键与氢发生加成反应，转化为饱和脂肪酸。氢化的结果使液态的油变成半固态的脂，所以常称为“脂肪的硬化”。某些高级糕点的松脆油也是适当加氢硬化的植物油。棉籽油氢化后形成奶油。油容易酸败，不利于运输，海产的脂肪有臭味，氢化也可解决这些问题。104第2章细胞内的生物分子化学卤化卤素中的溴、碘可与双键加成，生成饱和的卤化脂，这种作用称为卤化。通常把100克脂肪所能吸收的碘的克数称为碘值。碘值大，表示脂肪中不饱和脂肪酸含量高，即不饱和程度高。由于碘和碳－碳双键的加成反应较慢，所以在实际测定中，常用溴化碘或氯化碘代替碘，其中的溴或氯原子能使碘活化。碘值大于130的称为干性油，小于100的为非干性油，介于二者之间的称半干性油。105第2章细胞内的生物分子化学③乙酰化反应含羟脂肪酸（如蓖麻油酸）的油脂可与乙酸酐或其他酰化剂作用形成乙酰化油脂或其他酰化油脂。 油脂的羟基化程度一般用乙酰化值（价）表示。乙酰化值指中和从1g乙酰化产物中释放的乙酸所需的氢氧化钾毫克数。从乙酰化值的大小，即可推知样品中所含羟基的多少。④酸败脂肪在空气中放置过久，会腐败产生难闻的臭味，这种变化称为酸败。酸败是由空气中氧、水分或霉菌的作用而引起的。阳光可加速这个反应。酸败的化学本质是脂肪水解放出游离的脂肪酸，不饱和脂肪酸氧化产生过氧化物，再裂解成小分子的醛或酮。脂肪酸β-氧化时产生短链的β-酮酸，再脱酸也可生成酮类物质。低分子量的脂肪酸（如丁酸）、醛和酮常有刺激性酸臭味。106酸败程度的大小用酸价（酸值）表示。酸价就是中和1克脂肪中的游离脂肪酸所需的KOH毫克数。酸价是衡量脂肪质量的指标之一。第2章细胞内的生物分子化学⑤干化某些油在空气中放置，表面能生成一层干燥而有韧性的薄膜，这种现象叫做干化。具有这种性质的油称为干性油。一般认为，如果组成脂肪的脂肪酸中含有较多的共轭双键，油的干性就好。桐油中含桐油酸（CH3(CH2)3CH=CH-CH=CH-CH=CH-(CH2)7COOH)达79％，是最好的干性油，不但干化快，而且形成的薄膜韧性好，可耐冷、热和潮湿，在工业上有重要价值。107第2章细胞内的生物分子化学3.蜡(Wax)蜡是不溶于水的固体，由高级脂肪酸和长链脂肪族一元醇或固醇构成的酯。比较常见的蜡有蜂蜡、白蜡、鲸蜡。它们的主要成分如下：蜂蜡：C15H31COOC30H61软脂酸蜂蜡酯（十六酸三十醇酯）白蜡：C25H51COOC26H59醋酸蜡酯（二十六酸二十六醇酯）鲸蜡：C15H31COOC16H33软脂酸鲸蜡酯（十六酸十六醇酯）蜡酸如月桂酸(C12)、豆蔻酸(C14)、蜡酸(C26)蜂花酸(C30)等，通式为CH3(CH2)nCOOH。蜡醇通式为CH3(CH2)nCH2OH，如C16、C30等。蜡一般为固体，光滑不透水，有润泽作用。存在于皮肤，毛发，羽毛，树叶，果皮和昆虫外骨骼中，可防止水分侵蚀，起保护作用。蜡在工业上主要用作上光剂，防水剂，涂料，添加剂及制造蜡纸，鞋油，发蜡等。温度较高时，蜡是柔软的固体，温度低时变硬。蜂蜡是软脂酸(C16)和有26－34个碳的蜡醇形成的酯。羊毛脂是脂肪酸和羊毛固醇形成的酯。108第2章细胞内的生物分子化学2.3.3复脂复合脂是由简单脂和一些非脂物质如磷酸、含氮碱基等共同组成的。1.磷脂(Phospholipid)磷脂又称磷酸甘油酯，是广泛存在于动植物和微生物中的一类含磷酸的复合脂类。甘油磷脂是细胞膜结构的重要组分之一，在动物的脑、心、肾、肝、骨髓、卵以及植物的种子和果实中含量较丰富。磷脂是由甘油、脂肪酸、磷酸及含氮碱性化合物或其他成分组成，其结构如下：109式中R1通常为饱和脂酰基，R2为不饱和脂酰基，x为胆碱、胆胺(乙醇胺)、丝氮酸、肌醇等。因x不同，它们可分别形成磷脂酰胆碱、磷脂酰丝氨酸及磷脂酰肌醇等，结构如表2-9所示。第2章细胞内的生物分子化学110第2章细胞内的生物分子化学从甘油磷脂的结构可知，甘油分子中两个羟基被脂肪酸基酯化，成为疏水性的非极性尾；第三个羟基与磷酸结合，并带有一个亲水性的有机碱，因此成为亲水性的极性头。因此甘油磷脂为两性脂类分子，在构成生物膜结构中具有重要作用。(1)鞘磷脂鞘磷脂或神经鞘磷脂是鞘脂类的一种典型复合脂类，它是高等动物组织中含量丰富的鞘脂类。鞘磷脂经水解可以得到磷酸、胆碱、鞘氨醇及脂肪酸。鞘氨醇是一个有18个碳原子的氨基二醇，己发现的鞘氨醇有几十种，它们的碳原子和羟基数目均有变化。鞘氨醇的氨基可与1条长链脂肪酸(18—26个碳原子)结合形成神经酰胺。在神经酰胺分子中，鞘氨醇第一个碳原子上的羟基与磷脂酰胆碱或磷脂酰乙醇胺形成鞘磷脂。鞘磷脂有两条长的烃链，一条是鞘氨醇的烃链(14—18个碳原子)：另一条为连接在氨基上的脂肪酸，因此它们在结构上类似于磷酸甘油酯。111第2章细胞内的生物分子化学112第2章细胞内的生物分子化学(2)甘油磷脂类甘油磷脂又称磷酸甘油酯，是磷脂酸的衍生物。甘油磷脂种类繁多。甘油磷脂中最常见的是卵磷脂和脑磷脂。在动物的心、脑、肾、肝、骨髓以及禽蛋的卵黄中，含量都很丰富。大豆磷脂是卵磷脂、脑磷脂和心磷脂等的混合物。1)卵磷脂即胆碱磷酸甘油酯 其结构如下：113其中，R1是饱和烃基，常见的软脂酸，硬脂酸；R2是不饱和烃基，常见的有油酸，亚油酸，亚麻酸，花生四烯酸等。卵磷脂是白色脂肪状物质，极易吸水，其中的不饱和脂肪酸很容易被氧化，卵黄中卵磷脂的含量高达8％一10％．卵磷脂具有抗脂肪肝作用。第2章细胞内的生物分子化学2)脑磷脂脑磷脂最先是从脑和神经组织中提取出来，所以称为脑磷脂。脑磷脂的结构与卵磷脂相似，它与血液凝固有关。血小板的脑磷脂可能是凝血酶原激活剂的辅基。其结构如下：脑磷脂和卵磷脂的性质相似，都不溶于水而溶于有机溶剂，但卵磷脂可溶于乙醇而脑磷脂不溶，故可用乙醇将二者分离。二者的新鲜制品都是无色的蜡状物，有吸水性，在空气中放置易变为黄色进而变成褐色，这是由于分子中不饱和脂肪酸受氧化所致。114第2章细胞内的生物分子化学磷脂中的脂肪酸常见的是软脂酸、硬脂酸、油酸以及少量不饱和程度高的脂肪酸。通常α-位的脂肪酸是饱和脂肪酸，β-位的是不饱和脂肪酸。天然磷脂常是含不同脂肪酸的几种磷脂的混合物。磷脂是兼性离子，有多个可解离基团。在弱碱下可水解，生成脂肪酸盐，其余部分不水解。在强碱下则水解成脂肪酸、磷酸甘油和有机碱。磷脂中的不饱和脂肪酸在空气中易氧化。115第2章细胞内的生物分子化学2.磷脂与生物膜细胞及细胞器表面覆盖着一层极薄的膜，统称生物膜。生物膜主要由脂类和蛋白质组成，脂类约占40％，蛋白质占60％。此外还有含有少量糖（糖蛋白和糖脂）以及金属离子、水分等。不同的膜，蛋白质和脂类的比例不同，如线粒体内膜只含20－25％的脂类，而有些神经细胞表面的髓磷脂膜含脂类高达75％。构成生物膜的脂类很多，其中最主要的是甘油磷脂类，也有一些糖脂和胆固醇。生物膜具有极其重要的生物功能,它具有保护层的作用,是细胞表面的屏障；是细胞内外环境进行物质交换的通道，能量转换和信息传递也都要通过膜进行；许多酶系与膜相结合， 一系列生化反应在膜上进行，图2-16生物膜液态镶嵌模型生物膜的功能是由它的结构决定的。膜的结构可用液态镶嵌模型表示， 如图2-16所示。116第2章细胞内的生物分子化学117其要点为:1）膜磷脂排列成双分子层，构成膜的基质。双分子层的每一个磷脂分子既规则地排列着，又有转动、摆动和横向流动的自由，处于液晶状态。磷脂双分子层具有流动性、柔韧性、高电阻性和对高极性分子的不通透性。2）多种蛋白质包埋于基质中，称为膜蛋白。膜蛋白是球蛋白，他们的极性区伸出膜的表面，而非极性区埋藏在膜的疏水的内部。埋藏或贯穿于双分子层者称内在蛋白，附着于双分子层表面的称表在蛋白。膜中的脂类主要是磷脂、胆固醇和糖脂（动物是糖鞘脂，植物和微生物是甘油酯）。膜是不对称的，膜中的脂和蛋白的分布也是不对称的。如人的红细胞，外层含卵磷脂和糖鞘脂较多，而内层含磷脂酰丝氨酸和磷脂酰乙醇胺较多。两层的电荷、流动性不同，蛋白也不同。这种不对称性由细胞维持。膜的相变温度可达几十度。第2章细胞内的生物分子化学3.糖脂糖脂(Glycolipid)是指含—个或多个糖基的脂类，糖和脂质以共价键结合的复合物。根据与脂肪酸酯化的醇(鞘氨醇或甘油)的不同，糖脂可分为糖鞘脂类和糖基甘脂肪类。糖鞘脂类主要是动物细胞膜的结构和功能物质，而糖基甘脂肪类是植物和微生物的重要结构成分，动物中含量甚微。糖鞘脂是N-脂酰鞘氨醇的糖苷，由脂肪酸、鞘氨醇和糖三部分组成。糖鞘脂与鞘磷脂相似，也是亲水脂两性分子，具有亲脂性的两条脂链长尾和亲水性的糖基极性头部。糖鞘脂可按所含糖基的种类分为中性糖鞘脂类(仅含中性糖基)和酸性糖鞘脂类(含有N-乙酰神经氨酸，即唾液酸)。118第2章细胞内的生物分子化学中性糖鞘脂是指含有—个或多个中性糖基作为极性头，它的极性头不带电荷，如脑苷脂。最简单的脑苷脂是在神经酰胺的伯羟基上，以β糖苷键连接一个半乳糖或葡萄糖。由于所含糖基、脂酰基的脂肪酸组分和鞘氨醇不同而有不同的中性鞘糖脂。脑苷脂中的半乳糖残基3—羧基与硫酸形成的酯，称为硫苷脂或脑硫脂，它主要存在于动物体内，尤其是神经组织髓鞘的重要成分 。119第2章细胞内的生物分子化学酸性糖鞘脂是指含有唾液酸残基的糖鞘脂类，总称为神经节苷脂。神经节苷脂脑组织含量最多，这是一类很复杂的脂质。神经节苷脂除含有脂肪酸、鞘氨醇、寡糖外，还含有唾液酸。唾液酸在生理pH值下带负电荷，绝大多数糖脂都含有唾液酸，每个唾液酸带一个负电荷而且分布在寡糖链的远心端使细胞膜表面呈电负性。120第2章细胞内的生物分子化学不同种类的细胞既能合成共有的细胞表面糖鞘脂，又能合成各自独特的细胞表面糖鞘脂。糖脂虽然是细胞膜中的少量组成成分，但与许多重要的生理功能有关，例如神经节苷脂在神经末梢中的含量特别丰富，并参与乙酰胆碱和其他神经递质的受体组成，可能在神经传导中起重要作用。有的神经节苷脂已发现能专—地和病毒受体结合，例如流感病毒的特异受体和神经节苷脂中的某一个唾液酸结合，因而能和细胞膜粘着。细胞表面的糖鞘脂，可与其他细胞表面相互识别，是细胞相互作用和分化的重要基础，它还参与细胞生长的调节。许多膜表面抗原是糖鞘脂，糖鞘脂抗原的特异性决定簇可以是糖链的一个糖基、部分糖基或整个糖链，神经节苷酯还是免疫反应的介体，调节体内的免疫反应过程*各种细胞癌变，都会使膜表面糖脂发生改变。肿瘤细胞膜糖脂的变化，可能是细胞发育和分化进程受阻的结果。肿瘤细胞具有与正常细胞不同的糖脂，使肿瘤细胞许多生物学功能发生了深刻的变化。121第2章细胞内的生物分子化学糖脂和糖脂间的糖链互补作用也可能导致细胞间的粘着。人的血型A、B、O是由糖鞘脂决定的。这些糖脂的寡糖链具有如下的决定簇：人的A、B、O血型差别在于糖链末端残基。如果输血时，配错血型可引起血液凝结，导致受血者死亡。A抗原分子的糖链末端残基为N-乙酰半乳糖胺，B抗原为半乳糖残基。若B抗原去掉糖链末端半乳糖残基则转化成O抗原。现在临床上正研究采用半乳糖苷酶促作用降解B抗原，从而增加o抗原血液来源，以满足病人输血的需要。122第2章细胞内的生物分子化学糖基甘油酯在结构上与磷脂相类似，主链是甘油，含有脂肪酸链和糖类。糖类残基是通过糖苷键连接在Sn-1，2-甘油二酯的C3位上构成糖基甘油酯分子，它们可由各种不同的糖类构成它的极性头。最常见的糖基甘油酯有半乳糖基二酰基甘油和二半乳糖基二酰基甘油，其结构式为：123第2章细胞内的生物分子化学糖基甘油酯在植物中作为叶绿素的重要类脂成分，具有特定叶绿体膜和膜蛋白作用，参与光合作用过程，可能与电子传递有关。糖基甘油酯参与跨膜的转运过程。细菌糖脂形成亲脂成分在一侧，而亲水糖基在另一侧的构象，许多糖脂分子聚集在一起，亲水区集中在一起形成微孔，可使离子及水溶性代谢物通过。124第2章细胞内的生物分子化学2.3.4非皂化脂非皂化脂包括类固醇、萜类和前列腺素类。不含脂肪酸，不能被碱水解，故称为非皂化脂。1.类固醇类类固醇化合物不含脂肪酸，其基本骨架结构是环戊烷多氢菲，它是由三个六元环和一个五元环稠合而成，四个环分别以A、B、C、D表示。125由于含有醇类，所以命名为固醇。一般都含有三个侧链，在C10和C13位置上通常是甲基，称为角甲基。带有角甲基的环戊烷多氢菲称“甾”，因此固醇也称为甾醇。在C17位置上有—烃链。根据甾核上羟基的变化，又可分为固醇和固醇衍生物。第2章细胞内的生物分子化学(1)固醇根据固醉的不同来源，可将共分为动物固醇、植物固醇和真菌固醇。所有固醇都具有相似的理化性质，都不溶于水而易溶于亲脂溶剂和脂肪中。各种固醇的差别，首先在于C17上的侧链不同，其次在于四环基架的双键数日不等。最常见的固醇是胆固醇，也称胆甾醇，为动物固醇类的重要代表。固醇的典型结构—般以胆烷(甾)醇为代表。胆烷醇在5、6位脱氢后的化合物是胆固醇。胆固醇主要在肝脏中合成，是生物膜脂质中的一个成分，在血浆、胆汁和蛋黄内，尤其脑组织、肾上腺内胆固醇含量特别丰富。固醇与磷脂类化合物相似，也属两性分子。胆固醇存在于许多动物细胞的质膜和血浆脂蛋白中，是动物组织中许多其他类固醇的前身物，胆固醇可与不同的脂肪酸制成各种胆固醇脂。胆固醇在氯仿溶液中与乙酸酐及浓硫酸作用产生蓝绿色，可作为固醇类的定性试验。胆固醇与毛地黄皂苷容易结合生成沉淀，利用这一特性可以测定溶液中胆固醇的含量。血清胆固醇含量过高是引起动脉硬化及心肌梗塞的一种危险因素。126第2章细胞内的生物分子化学127胆固醇在7、8位上脱氢后的化合物是7-脱氢胆固醇，存在于人类和动物组织内，其在皮肤内经太阳光照射可转变成维生素D3。第2章细胞内的生物分子化学在酵母和麦角菌中，含有麦角固醇。它的B环上有两个键，17位上侧链是九个碳的稀基，麦角固醇经紫外照射能转化为维生素D2。128第2章细胞内的生物分子化学固醇类也存在于植物中，是植物细胞的重要组分，不能为动物吸收利用。以豆固醇、麦固醇含量最多，它们分别存在于大豆、麦芽中。植物固醇能抑制胆固醇的吸收，从而降低血清胆固醇水平，它还能减少胆固醇在血液中的积蓄。(2)类固醇人体中许多激素和胆汁中的胆酸、昆虫的蜕皮激素、植物中的皂素和强心糖苦配基等，这些生理功能各不相同的化合物，都有环戊烷多氢菲的甾体碳架，这甾体化合物统称为类固醇。不同的类固醇生理功能不同．含碳数和含氧基因都有所差异。典型代表是胆汁酸，具有重要的生理意义。胆汁酸在肝中合成，可从胆汁分离得到。人胆汁含有三种不同的胆汁酸。胆酸在3、7、12位上各有一羟基，胆酸失去一个羟基，可得到脱氧胆酸(3，12位上有二个羟基)和鹅脱氧胆酸(3，7位上仍有二个羟基)。胆汁酸盐是胆酸的衍生物，由胆酸与牛磺酸或甘氨酸结合，分别生成牛磺胆酸和甘氨胆酸。胆汁酸和胆汁酸盐都是乳化剂，能够把肠道中的脂肪、胆固醇和脂溶性维生素乳化，还能使分解脂肪的脂肪酶活化，因此有促进对脂质类营养物的消化和吸收作用。129第2章细胞内的生物分子化学130第2章细胞内的生物分子化学2.萜类萜类物质是一类具有异戊二烯基本单位的天然烃类化合物。其分子结构如下：131分子中含有两个异戊二烯单位的，称为单萜，含有三个异戊二烯单位的，称为倍半萜，以此类推，含有4个、5个、6个、8个异戊二烯单位的，分别称为二萜、二半萜、三萜、四萜。第2章细胞内的生物分子化学萜类是植物细胞合成的，在多数植物中以油、香味物质和色素的形式存在，也有的萜类具有特殊臭味，植物中常见的如柠檬苦素(C10H16，单环单萜)、薄荷醇(C10H18O，单环单萜)、樟脑(C10H16O，双环单萜)，分别为柠檬油、簿荷油、樟脑油的主要成分。动物体也能合成萜类，如生物合成胆固醇时，其中间体法尼醇即为倍半萜，另一种中间体鲨烯为一种三萜。萜类在生物体内往往具有特殊重要的生理功能，如植物叶绿素的重要组分叶绿醇即是一种二萜，而β胡萝卜素是一种三萜。人体必需的重要脂溶性维生素A、E、K都是萜的衍生物，β胡萝卜素在体内可转变为维生素A1，维生素E、K的侧链也都是由萜类构成的。132第2章细胞内的生物分子化学

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