第2章 脂 质
2.1 复习笔记
一、脂质
1概述
脂质是指一类低溶于水而高溶于非极性溶剂的生物有机分子。大多数脂质的化学本质是脂肪酸和醇所形成的酯类及其衍生物。脂质水解后一般产生醇和脂肪酸。脂质的元素组成主要是碳、氢、氧，有些还含有氮、磷及硫。
2分类
（1）根据化学组成可将脂质分为单纯脂质、复合脂质和衍生脂质三大类，如表2-1所示。
①单纯脂质：由脂肪酸和甘油形成的酯。
②复合脂质：除含有脂肪酸和醇之外，还有其他非脂分子的成分。
③衍生脂质：由单纯脂质和复合脂质衍生而来，具有脂质一般性质的物质。
表2-1 脂质按化学组成的分类
（2）根据脂质物理性质，可把它们分为非极性和极性两大类，如图2-1所示。
图2-1 脂质按物理性质的分类
（3）根据脂质的生物学功能可将脂质分为三类：贮存脂质、结构脂质和活性脂质如表2-2所示。
表2-2 脂质的生物学功能分类
二、脂肪酸
1脂肪酸的种类
脂肪酸是指由一条长的烃链和一个末端羧基组成的羧酸。根据有无双键把脂肪酸分为饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸。
表2-3 脂肪酸的分类
2天然脂肪酸的结构特点
天然脂肪酸碳原子数目几乎都是偶数，这是由于在物体内脂肪酸以二碳单位（乙酰CoA形式）从头合成。天然脂肪酸多数为12至24碳，最常见的为16和18碳，如软脂酸、硬脂酸和油酸等。大多数单不饱和脂肪酸双键的位置在C9和C10之间（Δ9），在多不饱和脂肪酸中通常一个双键也位于Δ9，其余双键多位于Δ9和烃链的末端甲基之间。天然脂肪酸中的双键多为顺式构型，少数是反式构型。
3脂肪酸的物理和化学性质
（1）物理性质
脂肪酸烃链的长度与不饱和程度常常决定着脂肪酸和含脂肪酸化合物的物理性质。
①烃链愈长，溶解度愈低；
②不饱和度越大，流动性越强；
③对相同链长的不饱和脂肪酸，双键愈多熔点愈低；
④顺式异构体的熔点比反式异构体低。
（2）化学性质
脂肪酸可以发生氧化和过氧化，不饱和脂肪酸在双键处可以发生加成如卤化和氢化。
4脂肪酸盐与乳化作用
脂肪酸盐具有亲水基（电离的羧基）和疏水基（长的烃链），是典型的两亲化合物，可以使脂类形成小滴，分散到水中，作为去污剂使用，也可用于生化实验。
5必需多不饱和脂肪酸
必需脂肪酸是指人体不能合成，但对人体功能必不可少的必须从膳食中获得的脂肪酸。例如亚油酸和亚麻酸
是人体必需脂肪酸。
6类二十碳烷
由20碳的多不饱和脂肪酸衍生而来，包括几类信号分子：前列腺素、凝血噁烷和白三烯，合成前体主要是花生四烯酸。
三、三酰甘油和蜡
动、植物油脂的化学本质是酰基甘油，包括三酰甘油、二酰甘油和单酰甘油，主要是三酰甘油也即甘油三酯。此外还有少量二酰甘油和单酰甘油。
1三酰甘油的物理和化学性质
（1）物理性质
①无色、无嗅、无味的稠性液体或蜡状固体；
②不溶于水，微溶于低级醇，易溶于乙醚、氯仿、苯和石油醚等非极性有机溶剂；
③没有明确的熔点，与脂肪酸的组成有关；
④能被乳化剂（如胆汁酸盐）所乳化。
（2）化学性质
表2-4 三酰甘油的化学反应类型
2蜡
蜡是长链（烃基碳数为16或16以上）脂肪酸和长链一元醇或固醇形成的酯。简单蜡酯的通式为RCOOR′，天然的蜡是多种蜡酯的混合物。蜡分子中含有一个很弱的极性头和非极性尾，因此完全不溶于水，蜡的硬度由烃链的长度和饱和度决定。蜡分布在生物体表面主要起保护作用。
四、脂质过氧化作用
1概述
脂质过氧化作用是指多不饱和脂肪酸或脂质的氧化变质。
2自由基、活性氧和自由基链反应
（1）自由基
自由基又称游离基，是指含有奇数价电子且在一个轨道上具有一个不成对电子的原子或原子团，具有顺磁性、反应性强但寿命短的特点，且大多数自由基很活泼。辐射诱导、热诱导以及单电子氧化还原都可以引起自由基的产生。
（2）活性氧
活性氧是指氧或含氧的高反应活性分子，如·OH、H2O2、1O2（单线态氧）等。氧在机体内大量地被转变为活性氧自由基会导致氧中毒，活性氧可以进攻和损害细胞膜、蛋白质、酶和DNA，从而引起组织病变、器官功能失常。
（3）自由基链式反应
自由基能发生多种反应，如化合、取代、加成等，而且自由基反应是包括引发、增长和终止3个阶段的链式反应。
①引发：由反应性足够强的起始自由基开始。
②增长：一经引发，生成的新自由基可通过加成、抽氢、断裂等任一种或几种方式使链反应增长。
③终止：两个自由基之间发生偶联或歧化反应，生成稳定的非自由基产物，链反应终止。
3脂质过氧化的相关作用
脂质过氧化作用是典型的自由基链式反应。
（1）脂质过氧化对机体的伤害
①中间产物导致蛋白质聚合
脂质过氧化的中间产物作为引发剂通过抽氢使蛋白质分子变成自由基，后者可以引起聚合式链反应，链增长的结果是导致蛋白质的聚合。
②终产物丙二醛导致蛋白质分子的交联
脂质过氧化物终产物二醛基化合物如丙二醛可与蛋白质分子的氨基发生作用导致多肽链的链内交联和链间交联，使酶将失去它们的生物活性，导致代谢异常。
③脂质过氧化物对膜的损害
直接结果是膜不饱和脂肪酸减少，膜脂的流动性降低，膜功能异常。
④脂质过氧化物与动脉粥样硬化
引起如动脉粥样硬化的疾病。
⑤脂质过氧化物与衰老
脂质过氧化物加快细胞或者机体的衰老，使脂褐素含量增加。
（2）抗氧化剂的保护作用
抗氧化剂是指凡具有还原性而能抑制靶分子自动氧化即抑制自由基链反应的物质。自由基清除剂是指能与自由基反应使之还原成非自由基的抗氧化剂。抗氧化剂有以下几种分类（表2-5）
表2-5 抗氧化剂的分类
五、磷脂
磷脂是重要的两性物质，是生物膜的重要组分，包括甘油磷脂和鞘磷脂两类。
1甘油磷脂
（1）概述
甘油磷脂又称甘油磷酸酯，是甘油醇酯的衍生物，是第一大类膜脂。甘油磷脂包括磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰丝氨酸、磷脂酰肌醇、缩醛磷脂和双磷脂酰甘油六类物质。甘油磷脂是由sn-甘油-3-磷酸衍生而来，甘油骨架的C1和C2被脂肪酸酯化，胆碱、乙醇胺、丝氨酸、肌醇、甘油、磷脂磷脂酰甘油等极性头与磷酸相连。
（2）一般性质
①纯的甘油磷脂为白色蜡状固体，由于分子中多不饱和脂肪酸的过氧化作用，暴露在空气中颜色变暗。
②磷脂属于两亲脂质，是成膜分子，在水中能形成双分子层的微囊，可构成生物膜。
③用弱碱水解甘油磷脂产生脂肪酸盐（皂）和甘油-3-磷酰醇，用强碱水解则生成脂肪酸盐、醇和甘油-3-磷酸。
④酶水解的一些中间物如溶血甘油磷脂是强表面活性剂，可使细胞膜溶解。
2鞘磷脂
鞘磷脂又称鞘氨醇磷脂，由鞘氨醇、脂肪酸和磷酰胆碱（少数是磷酰乙醇胺）组成，主要存在于神经的髓鞘中。神经酰胺是鞘脂类（鞘磷脂和鞘糖脂）共同的基本结构。
六、糖脂
糖脂是指糖通过其半缩醛羟基以糖苷键与脂质连接的化合物。根据脂质部分的不同，糖脂可分为鞘糖脂、甘油糖脂以及由类固醇衍生的糖脂。
表2-6 糖脂的类别
七、萜和类固醇
1萜
萜分子的碳架可看成是由两个或多个异戊二烯单位连接的直链分子或环状分子。根据所含的异戊二烯的数目、萜可分为单萜、双萜、三萜和多萜等。萜不含脂肪酸，属不可皂化脂质，以乙酸为前体合成。
2类固醇
类固醇又称甾类，是以环戊烷多氢菲为基础的一类醇、酸或其衍生物，不可皂化。存在于大多数真核细胞的膜中，但细菌不含固醇类。固醇可游离存在，也可与脂肪酸成酯存在。固醇主要分为动物固醇、植物固醇以及酵母固醇。
八、脂蛋白
脂蛋白是指由脂质和蛋白质以非共价键结合而成的复合体。脂蛋白中的蛋白质部分称载脂蛋白，血浆中转运脂质的脂蛋白颗粒称为血浆脂蛋白。
1血浆脂蛋白的分类
根据血浆脂蛋白的密度不同，可用超离心法把它们分成5个细分：乳糜微粒，极低密度脂蛋白（VLDL），中间密度脂蛋白（IDL），低密度脂蛋白（LDL）和高密度脂蛋白（HDL）。
2血浆脂蛋白的结构与功能
表2-7 血浆脂蛋白的分类和功能
