第二章  脂類  Lipids
重點：磷脂、糖脂
一、 脂類的概念
不溶于水而能被乙醚、氯仿、苯等非極性有機溶劑抽提出的化合物，統(tǒng)稱脂類。脂類包括油脂（甘油三脂）和類脂（磷脂、蠟、萜類、甾類）。
二、 分類
（1）單純脂：脂肪酸與醇類形成的酯，甘油酯、鞘脂、蠟
（2）復合脂：甘油磷脂、鞘磷脂。
（3）萜類和甾類及其衍生物：不含脂肪酸，都是異戊二烯的衍生物。
（4）衍生脂：上述脂類的水解產(chǎn)物，包括脂肪酸及其衍生物、甘油、鞘氨醇等。
（5）結合脂類：糖脂、脂蛋白
三、 脂類的生物學功能
脂類的生物學功能也多種多樣：
①生物膜的結構組分(甘油磷脂和鞘磷脂，膽固醇、糖脂)；②能量貯存形式(動物、油料種子的甘油三酯)；③激素、維生素和色素的前體(萜類、固醇類)；④生長因子；⑤抗氧化劑；⑥ 化學信號(如   )；⑦參與信號識別和免疫（糖脂）；⑧動物的脂肪組織有保溫，防機械壓力等保護功能，植物的蠟質可以防止水分的蒸發(fā)。
第一節(jié) 脂肪酸及其衍生物
一、 脂肪酸
絕大多數(shù)的脂肪酸含有偶數(shù)個碳原子，形成長而不分支的鏈(也有分支的或含環(huán)的脂肪酸)。
不飽和脂肪酸有順式和反式兩種異物體。但生物體內大多數(shù)是順式結構。
不飽和脂肪酸中，反式雙鍵會造成脂肪酸鏈彎曲，分子間沒有飽和脂肪酸鏈那樣結合緊密。因此，不飽和脂肪酸的熔點低。
脂肪酸(主要是豆蔻酸與棕櫚酸)可以與蛋白質共價相連，形成脂酰蛋白(acyloted protein)，脂�；鶊F能促進膜蛋白與疏水環(huán)境間的相互作用。
1、必需脂肪酸  essential  fatty  acids
植物和細菌可以利用乙酰CoA合成所需的全部脂肪酸。
哺乳動物既可以從食物中獲得大部分脂肪酸，也可以合成飽和脂肪酸和一些單不飽和脂肪酸。
但是，哺乳動物不能合成多不飽和脂肪酸（如亞油酸和亞麻酸），稱為必需脂肪酸。
亞油酸和亞麻酸必須從植物中獲取�；ㄉ�四烯酸可由亞油酸在體內合成。

P52 表2—3某些油脂的脂肪酸組成

2、皂化值（評估油的質量）
完全皂化1克油脂所需KOH的毫克數(shù)，稱皂化值。
用來評估油脂的質量。
3、酸值（酸敗程度）
中和1克油脂中的游離脂肪酸所消耗的KOH毫克數(shù)。
4、（不飽和鍵的多少）
100克油脂吸收碘的克數(shù)。
二、 類二十烷酸
也稱類花生酸（eicosanoid），包括前列腺素類(prostaglandin)，凝血惡烷類(thromboxane)和白細胞三烯類(leucotriene)
是一大類由許多哺乳動物組織產(chǎn)生的激素類的物質。它們只在產(chǎn)生的器官中起作用，所以稱為自泌調控分子，而不是激素。
大多數(shù)的類二十烷酸是花生四烯酸的衍生物。
花生四烯酸也稱5,8,11,14-二十碳四烯酸(eicosatetraenoio acid)，是由亞油酸合成后加上一個二碳單位、引入兩個雙鍵。
1、 前列腺素類
圖9A
前列腺素類是花生四烯的衍生物。
前列腺素類有一個環(huán)戊烷結構，C11、C15位點各有一個-OH。
PGE在C9位上有一個C=O(carbonyl group)，PGF在C9上有一個-OH。
角注數(shù)學表明分子中雙鍵的數(shù)目，PG2類前列腺素是人類中最重要的前列腺素。
前列腺素參與許多生理過程的調節(jié)控制，促進炎癥反應，參與生殖過程(如排卵、受孕和分娩時子宮的收縮)，參與消化。

圖9B
2、 、凝血惡烷類(thromboxanes)
凝血惡烷類也是花生四烯酸的衍生物。
與其他類二十烷酸不同的是凝血惡烷類有環(huán)醚的結構。
凝血惡烷A2(TxA2)是該類化合物中最重要的一種，它主要由血小板產(chǎn)生，促進血小板凝聚和平滑肌收縮。
3、 白細胞三烯（leucotriene,LT）
是花生四烯酸的羥基脂肪酸衍生物。
最初是在白細胞中發(fā)現(xiàn)的，并且有三烯結構，故名白細胞三烯。
LTC4、LTD4和LTE4是過敏性反應的慢反應物質的組分，在炎癥反應起積極作用，促進白細胞趨向破壞組織。
第二節(jié) 脂酰甘油
因為不帶電荷，有時也稱中性脂(neutral fats)
結構：
圖1
簡單三脂酰甘油
混合三脂酰甘油
第三節(jié) 磷脂
磷脂是重要的兩親物質，它們是生物膜的重要組分、乳化劑和表面活性劑(表面活性劑是能降低液體，通常是水的，表面張力，沿水表面擴散的物質)。
磷脂有兩類：甘油磷脂和鞘氨醇磷脂。
甘油磷脂由甘油、脂肪酸、磷酸和一分子氨基醇(如膽堿、乙醇胺、絲氨酸或肌醇)組成。
鞘氨醇磷脂只是以鞘氨醇代替了甘油。
一、 甘油磷脂
天然存在的甘油磷脂都是L—構型。
1、 結構與分類
依照氨基醇的不同可分以下幾類：

P57 表2-6各種甘油磷脂的極性頭部和電荷量
（1）、 磷脂酰膽堿（卵磷脂）（PC）
HO—CH2CH2N+（CH3）3（膽堿）

分布：
植物：大豆等，
動物：腦、精液、腎上腺、紅細胞，蛋卵黃（8-10%）。
作用：控制肝脂代謝，防止脂肪肝的形成。
（2）、 磷脂酰乙醇胺（腦磷脂）（PE）
HO—CH2CH2—N+H3（乙醇胺）
參與血液凝結。
（3）、 磷脂酰絲氨酸（PS）
HO—CH2CH—COO-（絲氨酸）
              N+H3
（1）—（3）X均為氨基醇。
（4）、 磷脂酰肌醇（PI）
        圖

（5）、 磷脂酰甘油（PG）
（6）、 二磷脂酰甘油（心磷脂）
2、 甘油磷脂的性質
①極性：極性頭、非極性尾
②帶電性（可用于分離純化）
        圖  
二、 鞘磷脂
高等動物組織中含量較豐富。
1、 組成：
一個鞘氨醇          一個脂肪酸          一個磷酸          一個膽堿或乙醇胺
2、 結構與性質
鞘磷脂極性頭部分是磷脂酰膽堿或磷脂酰乙醇胺。
鞘磷脂結構與甘油磷脂相似，因此性質與甘油磷脂基本相同。
第四節(jié) 鞘脂類
鞘脂類也是動植物生物膜的重要組分。
鞘脂類含有一個長的氨基醇。
一、 鞘氨醇
已發(fā)現(xiàn)的鞘氨醇類約有30種。

圖  2-氨基-4-十八碳烯-1.3-二醇
此雙鍵還原，即二氫鞘氨醇

鞘氨醇              植物鞘氨醇          
二、 神經(jīng)酰胺
鞘脂類的核心結構是神經(jīng)酰胺（ceramide），由鞘氨醇氨基以酰胺鍵與長鏈（18—26C）脂肪酸的羥基相連。

神經(jīng)酰胺
在鞘磷脂中，神經(jīng)酰胺1位的-OH被磷酸膽堿(phosphorylcholine)或磷酸乙醇胺(phosphorylethanolamine)的磷酸基因酯化。
除了動物細胞膜外，鞘磷脂在神經(jīng)細胞的髓鞘中含量最豐富。
第五節(jié) 結合脂類
一、 糖脂 glycolipid 
P478 圖9—8   P479 圖9—10

甘油醇糖脂        N—脂酰神經(jīng)鞘氨醇糖脂（神經(jīng)酰胺糖脂）
1、 甘油醇糖脂
        圖
半乳糖甘油二酯      稱：6—磺基Glc甘油二酯
2、 N—脂酰神經(jīng)鞘氨醇糖脂（神經(jīng)酰胺糖脂）
神經(jīng)酰胺還是糖脂的前體物，有時稱鞘糖脂。

圖9.9
在鞘糖脂中，單糖、雙糖或寡糖通過O-糖苷鍵與神經(jīng)酰胺相連，重要的鞘糖脂有腦苷脂(cerebroside)、硫腦苷脂(sulfatide)和神經(jīng)節(jié)苷脂(ganglioside)。
腦苷脂是單糖與神經(jīng)酰胺形成的糖脂，是非離子型的。半乳糖腦苷脂(galatocerebroside)幾乎全部存在于腦的細胞膜中。
腦苷脂被硫酸化后稱為硫腦苷脂，在生理pH下帶負電荷。
寡糖鏈(帶有一個或多個唾液酸殘基)與神經(jīng)酰胺形成的鞘糖脂稱為神經(jīng)節(jié)苷脂，最初是從神經(jīng)組織中分離到的，在其它組織中也有分布。
神經(jīng)節(jié)苷脂的命名含有M、D、T和角注數(shù)字，M、D、T分別表示含有一個、兩個、三個唾液酸，數(shù)字表示在糖鏈上的位置。
（1）、 腦苷脂（中性糖鞘脂類）

圖
主要在神經(jīng)、腦組織中，X為Glc稱Glc腦苷脂，X為Gal稱Gal腦苷脂。X還可能是：Fuc、GlcNAc、GalNAc
（2）、 神經(jīng)節(jié)苷酯（酸性糖鞘脂類）
含有唾液酸，在腦灰質和胸腺中含量高。
中樞神經(jīng)系統(tǒng)某些神經(jīng)元膜的特征性脂，可能與通過神經(jīng)元的神經(jīng)沖動傳遞有關。

圖
人的神經(jīng)系統(tǒng)細胞膜至少有15種神經(jīng)節(jié)苷脂，它們的生物功能尚未完全了解。
3、 糖脂的生物學功能
糖脂的功能還不十分清楚，有些動物細胞膜上的糖脂分子能與細菌毒素以及細菌細胞結合，起受體的作用。
（1）細胞結構的剛性
（2）抗原的化學標記  血型抗原
        圖
人的A、B、O血型差異在于糖鏈末端殘基�，F(xiàn)在臨床上正研究用酶促降解B—抗原或A抗原的末端殘基Gal或GalNAc，從而增加O—抗原的血液來源。
（3）細胞分化階段可鑒定的化學標記
可能與糖鏈的長短有關
（4）調節(jié)細胞的正常生長
與正常細胞轉化成腫癌細胞有關。腫癌Cell的神經(jīng)節(jié)苷脂糖鏈比正常Cell的短。
（5）授予細胞與其它生物活性物質的反應性傾向。

u 鞘脂貯積病(sphingolipld storage disease, sphingolipidose)
溶酶體貯積病是由于降解某種特定代謝物的酶發(fā)生遺傳性缺陷造成的。一些溶解體貯積病與鞘脂代謝有關，也稱鞘脂貯積病，常見的就是Tay-sochs神經(jīng)節(jié)苷GM2貯積病，這是由于降解它的b-hexosaminidaseA(b-氨基己糖苷酶)缺陷造成的。當細胞積累GM2時就溶脹最終死亡，Tay-Sachs綜合癥(失明，肌肉萎縮，抽搐，精神錯亂)，通常在出生數(shù)月后表現(xiàn)出來。
disease symptern Accumulating spluingolipid Enzyme deficiency
Tay-sachs disease BlindnessMuscle weaknessSeizuresMental retardation Ganglioside GM2 b-hexosaminidoseA
Gaucheris disease Mental retardations,Liver and spleen enlargementEresion of cong bones Glucocerebosile b-glucosidase
Niemann-Pick disease Montal retardution sphingomyelin sphingomylinase
二、 脂蛋白   lipoprotein
要點：血槳脂蛋白 血槳白蛋白
（學生自己看，此處不講，在脂代謝中講。）

雖然脂蛋白可以指任何與脂基(如脂肪酸、異戊二烯)共價相連的蛋白、但它常常用來指哺乳動物血漿(尤其是人)中的脂-蛋白質復合物。
血漿脂蛋白可以把脂類(三酰甘油、磷脂、膽固醇)從一個器官運輸?shù)搅硪粋�器官。

圖9.17  P233
血漿脂蛋白根據(jù)密度來分類：
（1） 乳糜微粒，密度非常低，運輸甘油三酯和膽固醇脂，從小腸到組織肌肉和adipose組織。
（2） 極低密度脂蛋白VLDL(0.95-1.006g/cm3)，在肝臟中生成，將脂類運輸?shù)浇M織中，當VLDL被運輸?shù)饺�身組織時，被分解為三酰甘油、脫輔基蛋白和磷脂，最后，VLDL被轉變?yōu)榈兔芏戎�蛋白�?BR>（3） 低密度脂蛋白(LDL，1.006-1.063g/cm3)，把膽固醇運輸?shù)浇M織，經(jīng)過一系列復雜的過程，LDL與LDL受體結合并被細胞吞食。
（4） 高密度脂蛋白(HDL，1.063-1.210g/cm3)，也是在肝臟中生成，可能負責清除細胞膜上過量的膽固醇。當血漿中的卵磷脂：膽固醇�；�轉移酶(Lecithin cholesterol acyltransferase, LCAT)將卵磷脂上的脂肪酸殘基轉移到膽固醇上生成膽固醇脂時，HDL將這些膽固醇脂動輸?shù)礁�。肝臟將過量的膽固醇轉化為膽汁酸。

u 脂蛋白與動脈粥樣硬化：(atherosclerosis)
動脈粥樣硬化是一個慢性病，在此過程中，粥樣物質逐漸沉積在動脈的內壁上，這些沉積物稱為Plaque(蝕斑)，在plaque形成過程中，平滑肌細胞、巨噬細胞和各種細胞殘渣逐漸聚集。當巨噬細胞中吞食了大量脂類物質(主要是膽固醇和膽固醇脂)它們就成為粥樣化細胞。最后，粥樣硬化斑鈣化(calcify)突入動脈腔，阻止血液流動，大腦、心、肺等器官就會缺氧和營養(yǎng)。冠狀動脈粥樣硬化病是最常見的一種，由于缺氧和營破壞了心肌。
Plaque中的膽固醇大部分是來自粥樣細胞吞噬的LDL。因此，毫不奇怪，高水平的血漿LDL與冠狀動脈粥樣癥直接相關(LDL含有大量的膽固醇及膽固醇脂)，其它相關因素還包括高脂類飲食、吸煙、抑郁和缺少運動，高水平的血漿HDL與代幾率的冠狀動脈病有關。肝細胞是唯一具有HDL受體的細胞。
可粥樣化的細胞具有LDL受體，當LDL與受體結合后這些細胞就通過胞吞作用吞食LDL。在正常情況下，進入細胞中的LDL釋放出的膽固醇和其它脂類可用于細胞結構和代謝上的需要。通常情況下LDL受體功能是高度調控的，吞入相對大量的LDL后，LDL受體合成就降低。巨噬細胞卻不同，LDL受體的合成并不降低，粥樣硬化斑中的巨噬細胞含有高水平的LDL受體，而且對氧化破壞的LDL仍有親和力�？箟难�酸(Vc)和VE都是抗氧化劑，能抑止粥樣斑的形成。

第六節(jié) 萜類和固醇類化合物
可以統(tǒng)稱為類異戊二烯類(isoprenoid)，由乙酰-CoA經(jīng)由異戊二烯焦磷酸生成的，而不是由異戊二烯合成的
一、 萜類
一些真核蛋白質合成后經(jīng)過異戊二烯化，常見的異戊二烯基團就是farnesyl和geranylgeranyl group
二、 固醇類
結構：
含有環(huán)戊烷多氫菲母核的一類醇、酸及其衍生物。包括：固醇、固醇衍生物。

圖
1、 膽固醇（二氫膽固醇、T—脫氫膽酸、膽固醇酯）
以游離或酯的形態(tài)存在于一切動物組織中，植物中沒有。是最早由從動物膽石中分離出的固醇。
（1）、 結構
C3 羥基
C10和C13各一個甲基
C5與C6間一個雙鍵
C17異辛烷
（2）、 性質
白色、斜方晶體。
a. 醇基可與脂酸成酯（棕櫚酸、硬脂酸、油酸）
b. 雙鍵可加氫
（3）、 分布及功能
a. 70千克人體含140克左右，1/4在腦及神經(jīng)組織中，肝、腎含量較多。腎上腺、卵巢等合成固醇激素的腺體含量也較多，可達1—5%。血清中含量升高，會增加患心血管疾病的可能性。
b. 膽固醇是生物膜的重要成分，羥基極性端分布于膜的親水界面，母核及側鏈深入膜雙層，控制膜的流動性，阻止磷脂在相變溫度以下時轉變成結晶狀態(tài)，保證膜在低溫時的流動性及正常功能。
c. 膽固醇是合成膽汁酸、類固醇激素、維生素D等生理活性物質的前體。
膽汁酸（在肝中合成）參與腸道脂類吸收
腎上腺皮質激素、雌激素、雄激素
               7一脫氫膽固醇   紫外線   維生素D3
2、 植物固醇
不能被動物吸收和利用。
主要有：豆固醇（大豆中）
麥固醇（麥芽中）
3、 酵母固醇
麥角固醇，經(jīng)紫外光照射可轉化成維生素D3。
三、 固醇衍生物
1、 膽汁酸
圖
多數(shù)脊椎動物的膽酸，能以肽鍵與Gly或�；撬峤Y合。膽酸與脂肪酸或其他脂類結合（膽固醇，胡蘿卜素）成鹽，乳化腸腔內油脂，增加脂肪酶作用位點，便于油脂消化吸收。
2、 類固醇激素
（1）腎上腺皮質激素（７種）
（2）性激素
雄性激素：睪丸酮
雌性激素：雌二醇、黃體酮