第四章：脂类和生物膜
第四章脂类
甲状腺素 肾上腺素
+ 三酯酰甘油脂肪酶 - 胰岛素
胰高血糖素
（二）脂肪酸氧化
• 脂肪酸β氧化最终的产物为乙酰CoA、NADH和 FADH2。假如碳原子数为Cn的脂肪酸进行β氧化， 则需要作（n/2－1）次循环才能完全分解为n/2 个乙酰CoA，产生n/2个NADH和n/2个FADH2； 生成的乙酰CoA通过TCA循环彻底氧化成二氧化 碳和水并释放能量，而NADH和FADH2则通过呼 吸链传递电子生成ATP。
磷脂酶的作用位点
磷脂水解后，
最后的产物脂 肪酸进入β－氧 化途径，甘油 和磷酸进入糖 代谢
二、磷脂的合成
• 哺乳动物中，磷脂如磷脂酰乙醇胺和甘油 三酯有两个共同的前体：脂酰-CoA和L-甘 油-3-磷酸以及相同的几步合成反应过程。 合成可以开始于酵解产生的磷酸二羟丙 酮，在肝脏和肾中还可以由甘油通过甘油 激酶作用进行合成。另一前体为脂酰-CoA， 由脂肪酸通过脂酰-CoA合成酶。
色香味形等感官性状。
（二）磷脂的功能
1、是构成细胞膜的重要成分， 帮助脂类或脂溶性物质 顺利通过细胞膜，促进细 胞内外的物质交流；
2、促进神经系统发育； 3、帮助脂类的转运，防止脂肪肝； 4、参与酯化胆固醇，防止当脉粥样硬化和冠心病。 5、作为乳化剂，使脂肪均匀悬浮在体液中，有利 于脂肪的吸收、转运和代谢；
饱和
1、按饱和程度分为
不饱和
单不饱和 多不饱和
长链（14碳以上）
2、脂肪酸的链的长短 中链（8～12碳以上）
短链（6碳以下）
营养必需脂肪酸
3、根据体内能否合成分
营养与健康-第4章 脂类的营养
HDL2
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CM
VLDL LDL HDL £ ¨££££££ ° £ ¨£££££ ° £ ¨£££££ °
++++ + + ££££ ¤ ££ ¤£° £ £££££ ££££
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+++ ++ ++ ££££ ¤ ££ ¤£° £ £ £££££ ££££
乙醚
氯仿
丙酮
三.功能:
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（1 ）
储能、供能：供能：“高效率” 储能： “有效形式”（疏水性）
（2） 生物膜的组成成分：
磷脂 50-70% 胆固醇20--30%
蛋白质20%
（3）保护作用：保护内脏 保护体温
类固醇激素 胆汁酸 1,25(OH)2VD3
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（4）胆固醇在体内可转变为多种物质：
（5）不饱和脂肪酸人体必需
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• 膳食脂肪十分复杂，它以复杂的混合物摄入体内。由于 现代社会肥胖问题的严重性，人们对脂肪的摄入有一种 惧怕感，有一定道理。 • 西方国家的饮食 脂肪占总能量30%～45%， 美国占30%～40%， 亚、非洲国家一般占15%～25%。 • 由于西方国家脂肪占总能量偏高，往往产生冠心病、糖 尿病、脑卒中、癌症和肥胖等，所以，一些西方国家的 专家建议膳食脂肪应该保持在低水平，脂肪占总能量的 30%以下。
30
第四章
脂类的营养
• 4)高密度脂蛋白（HDL） • 高密度脂蛋白具有抗动脉粥样硬化的作用： 血液中有25%是高密度脂蛋白。 • 高水平的HDL胆固醇就意味着降低动脉硬化危险性。
5章脂质和生物膜全解
五、磷脂
（一）甘油磷脂的结构
甘油磷脂是由sn-甘油-3-磷酸衍生而来的,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 头与磷酸连接。
(二)甘油磷脂的一般性质
★属于两亲分子，在水中能形成 双分子微囊，可构成生物膜。 ★用碱或酶可水解成脂肪酸、甘 油和含氮碱，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。
血浆脂蛋白的功能
★乳糜微粒由小肠上皮细胞合成，主要功能是从小肠 转运三酰甘油、胆固醇基其它脂质到血浆和其他组织； ★ VLDL在肝细胞的内质网中合成，主要功能是从肝 脏运在内源性三酰甘油和胆固醇至各组织； ★ LDL的主要功能是转运胆固醇至外围组织，并调 节这些部位胆固醇的从头合成； ★ HDL新生的前体形式在肝和小肠中合成，改型中 吸收死细胞和其它脂蛋白，将胆固醇酯化后快速往复 地转送到VLDL或LDL； ★血浆中LDL水平高而HDL水平低的个体容易患心血 管疾病。
（六）类二十碳烷
类二十碳烷是由20碳PUFA衍生而成的，包括前列腺素、 凝血恶烷和白三烯合成的前体主要是花生四烯酸。 前列腺素存在广泛，种类较多，不同的前列腺素或同一前 列腺素作用于不同的细胞，产生不同的生理效应，如升高体温， 促进炎症，控制跨膜转运，调整突触传递，诱导睡眠，扩张血 管等。 凝血恶烷最早从血小板分离获得，能引起动脉收缩，诱发 血小板聚集，促进血拴形成。 白三烯最早从白细胞分离获得，能促进趋化性，炎症和变 态反应。 阿司匹林消炎、镇痛、退热的原因是抑制前列腺素的合成， 前列腺素也抑制凝血恶烷合成，因而有抗凝血作用。
(二) 类固醇
由环戊烷多氢菲为基础的化合物，分子为扁平状，平面上的取 代基直立较稳定，但也有平伏状的。
第四章 细胞质膜 南开大学细胞生物学课件
鞘氨醇 神经酰胺
神经鞘磷脂，SM 脑苷脂A
神经节苷脂A
ABO 血 型 糖
3. 固醇
胆固醇及其类似物统称固醇。胆固醇是中性脂类，存在于动 物细胞和少数植物细胞质膜上，含量不超过膜脂的1/3。胆固 醇包括三部分：羟基团代表极性的头部，非极性的甾环结构和 一个非极性的碳氢尾部。胆固醇在调节膜的流动性、加强膜的 稳定性、降低水溶物质的通透性方面都起重要作用。
（3）生物膜可以看成是蛋白质在双层脂分子中的二维溶液。 即膜的流动性。
（4）在细胞生长和分裂等整个生命活动中，生物膜在三维空 间上可出现弯曲、折叠、延伸等改变，处于不断的动态变化中。
二、膜脂
通过对血影的分析，一般情况下： 脂 类 占 40% 蛋白质 占 50% 糖 类 占 1-10%
膜中脂类和蛋白质的含量变化与膜的功能有关。膜中含蛋白 质越多，膜的功能越复杂；所含的蛋白质种类和数量越少，膜 的功能越简单。如神经髓鞘，它的作用是起绝缘作用，所以蛋 白质的含量显著低于脂类。
（二）膜脂的不对称性
膜脂的不对称性是指同一种膜脂分 子在膜的脂双层中呈不均匀分布。 糖脂的分布表现出完全不对称性
（三）膜蛋白的不对称性
膜蛋白的不对称性是指每种膜蛋白分子在质膜上都 具有确定的方向性；
所有膜蛋白在质膜上都呈不对称分布，膜蛋白的不 对称性是生物膜完成复杂的在时间与空间上有序的各种 生理功能的保证。
2. 内在膜蛋白
（intrinsic membrane protein）
又称整合膜蛋白（integral membrane protein）。 整合膜蛋白均为双性分子，非极性区插在脂双层分子之间，极性区则朝 向膜的表面，它们通过很强的疏水或亲水作用力同膜脂牢固结合，一般不易 分离开来，只有用去垢剂(detergent)使膜崩解后才可分离出来。 内在膜蛋白占整个膜蛋白的70%~80%。估计人类基因组中，1/4~1/3基因 编码的蛋白为内在膜蛋白。
生物化学 5 脂类与生物膜
脂肪酸简写原则：
FA名称+碳数:双键数△双键位数 如:亚油酸18:2△9,12
亚麻酸18:3△9,12,15 亚油酸是ω-6系 亚麻酸是ω-3系
必需脂肪酸(FA)：人和哺乳动物生长所需的但不 能合成，必须由膳食提供的不饱和脂肪酸，亚油 酸、亚麻酸。
油： Oils 常温下呈液态(不饱和脂肪酸) 脂: Fats 常温下呈固态(饱和脂肪酸)
外
极性
非极性
非极性
内
极性
“三明治”结构模型
该假设认为，两层磷脂分子的脂肪酸羟链伸向膜 中心，其极性一端则面向膜两侧水相。蛋白质分 子以单层覆盖两侧。形成“蛋白质-脂质-蛋白质” 的“三明治”式结构。
磷脂
球蛋白
脂相
Davson-Danielli模型
单位膜模型
Robertson发现，除细胞质膜外，其他如内质网、 线粒体、叶绿体和高尔基体在电镜下观察都呈现相 似的三层结构，为反映这种结构的普遍性，提出了 “单位膜”模型。这一模型与Davson-Danielli模 型不同之处在于脂双层两侧蛋白分子体系以β折叠形 式存在，而且呈不对称性分布。
非极性尾— 不易溶于水
CH3(CH2)12
OH HN CCCC HHHH
鞘磷脂
极性头— 易溶于水
O CRO H2 COP X
O
磷酰
神经
胆碱 头部
酰胺
鞘 磷 脂
鞘 氨 醇
（3）糖脂
糖脂是一类含糖类残基的结合脂质。 糖脂分为两大类：鞘糖氨脂、甘油糖脂。 鞘糖氨脂分:中性糖鞘脂和酸性糖鞘脂。
① 鞘糖氨脂 ② 甘油糖脂
的功能）。
二、生物膜的结构与功能
❖ 细胞中的生物膜系统 ❖ 生物膜的化学组成 ❖ 生物膜的结构 ❖ 生物膜的功能
细胞生物学之笔记--第4章 细胞膜与物质的穿膜运输
第四章细胞膜与物质的穿膜运输第一节细胞膜的化学组成与生物特性一、细胞膜的化学组成细胞膜上的脂类=膜脂（membrane lipid），约占膜成分的50%，主要有磷脂（phospholipid）、胆固醇（cholesterol）、和糖脂（glycolipid）（一）膜脂构成细胞膜的结构骨架1．磷脂是膜脂的主要成分甘油磷酸的共同特征：以甘油为骨架，甘油分子的1、2位羟基分别于脂肪酸形成酯键，3位羟基与磷酸基团形成酯键。
磷酸基团结合胆碱/乙醇胺/丝氨酸/肌醇。
脂肪酸链长短不一，通常14~24个碳原子，一条脂肪酸链不含双键，另一条含有一个或几个双键，形成30°弯曲。
鞘磷脂以鞘氨醇代替甘油，鞘氨醇的氨基结合长链的不饱和脂肪酸，分子末端的一个羟基与胆碱磷酸结合，另一个游离羟基可与相邻分子的极性头部、水分子或膜蛋白形成氢键。
鞘磷脂及其代谢产物神经酰胺、鞘氨醇、1-磷酸鞘氨醇参与各种细胞活动。
神经酰胺是第二信使；1-磷酸鞘氨醇在细胞外通过 G蛋白偶联受体起作用，在细胞内与靶蛋白作用2．胆固醇能够稳定细胞膜和调节膜的流动性胆固醇为两性极性分子。
极性头部为连接于固醇环（甾环）上的羟基，靠近相邻的磷脂分子。
固醇环疏水，富有刚性，固定在磷脂分子临近头部的烃链上，对林芝的脂肪酸尾部的运动具有干扰作用。
尾部为疏水性烃链。
埋在磷脂的疏水尾部中。
胆固醇分子调节膜的流动性和加强膜的稳定性。
没有胆固醇，细胞膜会解体。
PS.不同生物膜有各自特殊的脂类组成。
哺乳动物细胞膜上富含胆固醇和糖脂，线粒体膜内富含心磷脂；大肠杆菌质膜则不含胆固醇。
3．糖脂主要位于质膜的非胞质面糖脂含量占膜脂总量5%以下，遍布原核、真核细胞表面细菌和植物的糖脂均是甘油磷脂衍生物，一般是磷脂酰胆碱PC 衍生来动物糖脂都是鞘氨醇衍生物，称为鞘糖脂，糖基取代磷脂酰胆碱，成为极性头部已发现40多种糖脂，区别在于极性头部不同，由1至几个糖残基构成最简单的糖脂是脑苷脂，极性头部只是一个半乳糖/葡萄糖残基最复杂的糖脂是神经节苷脂，极性头部有七个糖残基；在神经细胞膜中最丰富，占总膜脂5%~10%脂质体（lipidsome）可以作运载体（二）膜蛋白以多种方式与脂双分子层结合又称含量作用力特点膜内在蛋白穿膜蛋白70%~80%范德华力α-螺旋构象/β-筒孔蛋白膜外在蛋白外周蛋白20%~30%非共价键水溶性脂锚定蛋白脂连接的蛋白共价键运动性增大1.内在膜蛋白又称跨膜蛋白，占膜蛋白总量70%~80%；分单次跨膜、多次跨膜、多亚基跨膜三种类型跨膜区域 20~30个疏水氨基酸残基，通常N端在细胞外侧内在膜蛋白跨膜结构域与膜脂结合区域，作用方式：①疏水氨基酸形成α-螺旋，跨膜并与脂双层脂肪酸链通过范德华力相互作用②某些α-螺旋外侧非极性，内侧是极性链，形成特异性畸形分子的跨膜通道多数跨膜区域是α-螺旋，也有以β-折叠片多次穿膜形成筒状结构，称β-筒，如孔蛋白(porin)2.外在膜蛋白又称外周蛋白，占膜蛋白总量20%~30%；完全在脂双层之外，胞质侧或胞外侧，通过非共价键附着膜脂或膜蛋白胞质侧的外周蛋白形成纤维网络，为膜提供机械支持，也连接整合蛋白，如红细胞的血影蛋白和锚蛋白外周蛋白为水溶性蛋白，与膜结合较弱，改变溶液离子浓度或pH，可分离它们而不破坏膜结构3.脂锚定蛋白①一种位于膜的两侧，蛋白质直接以共价键结合于脂类分子；此种锚定方式与细胞恶变有关②还有糖基磷脂酰肌醇锚定蛋白(GPI)，通过蛋白质C端与磷脂酰肌醇连接的糖链共价结合脂锚定蛋白在膜上运动性增大（侧向运动），有利于结合更多蛋白，有利于更快地与胞外蛋白结合、反应GPI-锚定蛋白分布极广，100种以上，如多种水解酶、免疫球蛋白、细胞黏附分子、膜受体等4.去垢剂（detergent）离子型去垢剂：SDS十二烷基磺酸钠引起蛋白质变性非离子型去垢剂：Triton X-100 对蛋白质比较温和（三）膜糖类覆盖细胞膜表面细胞膜的糖类，占质膜重量2%~10%；①大多以低聚糖或多聚糖共价结合膜蛋白，形成糖蛋白（糖蛋白中的糖基化主要发生在天冬酰胺（N-连接），其次是丝氨酸和苏氨酸（O-连接）残基上）；②或以低聚糖共价结合膜脂，形成糖脂，所有糖链朝向细胞外表面形成低聚糖的单糖类型：甘露糖、岩藻糖、半乳糖、半乳糖胺、葡萄糖、葡萄糖胺、唾液酸等A.唾液酸残基在糖链末端，形成细胞外表面净负电荷B.寡糖链中的单糖的数量、种类、排列顺序、有无支链等不同，可以出现千变万化的组合形式。
脂质和生物膜
（三）、脂质的生物学作用
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。 提供给机体必需脂成分 （1）必需脂肪酸 （2）生物活性物质 激素、胆固醇、维生素等。
生物体结构物质 （1）作为细胞膜的主要成分 几乎细胞所含的磷脂都 集中在生物膜中，是生物膜结构的基本组成成分。 （2）保护作用 脂肪组织较为柔软，存在于各重要 的器官组织之间，使器官之间减少摩擦，对器官起保护作 用。 用作药物 卵磷脂、脑磷脂可用于肝病、神经衰弱及动脉粥样硬化 的治疗等。
水解作用
Glycerophospholipid Degradation: One of the Effects of Snake Venoms
几种常见的甘油磷脂：
各种动物组织﹑脏器中都含有丰富的磷脂酰胆碱。
可以控制动物机体代谢，防止脂肪肝的形成。
来自于血小板和损伤组织， 可以引起损伤组织表面凝血酶原 的活化，引发凝血过程，促进伤 口愈合。
△9
（二）、天然脂肪酸的结构特点
1. 天然脂肪酸骨架的碳原子数 目几乎全部为偶数，这是因 为在生物体内脂肪酸是以二 碳单位（乙酰CoA的形式）从 头合成的。奇数碳原子的脂 肪酸在陆地生物中含量极少， 某些海洋生物中则有相当量 的存在。 2.天然脂肪酸碳骨架长度4-36 个碳原子，多数为12-24个碳， 16和18个碳最为常见，低于 14碳的脂肪酸主要存在与乳 脂中。
—CH＝CH－ Ni 加氢 —CH2－CH2－
油脂中的双键氢化可制造人造黄油；
B．卤化
油脂中不饱和双键与卤素发生加成反应，生产卤代脂肪酸， 称为卤化作用。 •卤化反应中吸收卤素的量反映了不饱和键的多少。通常用 碘值(价)（ionine value） 来表示油脂的不饱和程度。 碘值（价）:100g脂肪能吸收碘的g数,用来表示油脂的不饱 和程度。
第四章 细胞膜
(三)膜糖类
膜中含有的糖类称为膜糖类。
细 胞 衣 脂 双 层 细胞内
膜 蛋 白
糖类约占细胞膜总重量 的2％～10％。
膜 糖 类
糖类+膜脂
共价键
糖脂
糖类+膜蛋白
共价键
糖蛋白
分布：非胞质面。
糖蛋白功能：与细胞识别、信息传递、免疫、 癌变等有关。
二、 细胞膜的特征
(一)细胞膜具有流动性
(二)细胞膜具有不对称性
1、内在膜蛋白（integral proteins）
又称为跨膜蛋白（transmembrane protein），占膜蛋 白总量的70%~80%.以不同程度嵌入脂双层的内部。为 双亲性分子。它与膜结合非常紧密，只有用去垢剂 （detergent）才能从膜上洗涤下来。
内在蛋白的跨膜结构域形成亲水通道
脂质双分子层中，各层所含的磷脂种类有明显不同。
膜外层： 头部含有胆碱的磷脂分子（磷 细 脂酰胆碱、鞘磷脂） 胞 膜 膜内层： 末端含有氨基的带负电的磷脂 分子（磷脂酰乙醇胺和磷脂酰 丝氨酸）。
致使生物膜内侧的负电荷大于外侧
2、膜蛋白的不对称性
a. 镶嵌蛋白与脂质双层的的结合是绝对不对称的；
各种膜蛋白在质膜中都有一定的位置。如：外周蛋白 主要分布在膜内表面。 b. 跨膜蛋白分子在细胞膜上具有明确的方向性和分 布的区域性。
膜上载体蛋白将物质逆浓度梯度跨膜运输的 过程, 由ATP（直接、间接）提供能量。 哺乳动物细胞内外离子浓度比较
成份 细胞内浓度(m mol/L) 细胞外浓度(m mol/L)
Na+
10~20
150
K+
Mg2+ Ca2+
100
生物膜的结构与功能
第四章生物膜的结构与功能生物膜是细胞和各种细胞器表面所包裹的一层极薄的膜系结构;是具有高度选择性的半透性屏障..包括细胞质膜细胞膜、线粒体膜、内质网膜、高尔基复合体膜、溶酶体膜及核膜等..在电镜下;各种生物膜结构非常相似..生物膜除起物理屏障外;其主要功能有：物质转运功能；信息分子识别和信息传递；能量转换等..第一节生物膜的基本结构一、生物膜的化学组成包括脂类、蛋白质和少量的糖类;水及金属离子..一脂类包括磷脂主、胆固醇和糖脂..不同生物膜脂类的种类和含量差异较大;各种脂类物质分子结构不同;但有一共同的结构特点即其分子有两部分组成;即亲水的极性基团头和疏水的非极性基团尾;膜脂的这种特性使其在膜中排列具有方向性;对形成膜的特殊结构有重要作用..二蛋白质细胞内20-25%的蛋白质与膜结构相联系;根据它们在膜上的定位可分为膜周边蛋白质和膜内在蛋白质图：1外周蛋白质：分布在膜外表面;不深入膜内部..它们通过静电力或范德华力与膜脂连接..这种结合力弱;容易被分离出来;只要改变介质的PH、离子强度或鏊合计便可将其分离出来..约占膜蛋白的20-30%..2内在蛋白：分布在膜内;有的插入膜中;有的埋在膜内;有的贯穿整个膜;有的一端两端暴露于膜外侧;或两端暴露;称跨膜蛋白..内在蛋白通过疏水键与膜脂比较牢固结合;分离较困难;只有用较剧烈的条件如：去垢剂、有机溶剂、超声波等才能抽提出来;因为它们具有水不溶性;除去萃取剂后又可重新聚合成不溶性物质..占70-80%..三糖生物膜中的糖以寡糖的形式存在;通过共价键与蛋白形成糖蛋白;少量还可与脂类形成糖脂..糖蛋白中的糖往往是膜抗原的重要部分;如决定血型A、B、O抗原之间的差别;只在于寡糖链末端的糖基不同..糖基在细胞互相识别和接受外界信息方面起重要作用;有人把糖蛋白中的糖基部分比喻为细胞表面的天线..二、生物膜的结构特点一生物膜的结构模型是脂质双层流动镶嵌模型1972年提出的流动镶嵌模型受到广泛的支持..这种生物膜结构模型的主要特征是1、流动性：流动性是生物膜的主要特征..大量研究结果表明;合适的流动性对生物膜表现正常功能具有十分重要的作用..例如能量转换、物质运转、信息传递、细胞分裂、细胞融合、胞吞、胞吐以及激素的作用等都与膜的流动性有关..生物膜的流动性表现在膜脂分子的不断运动..膜脂间运动可分为侧向运动和翻转运动..如图：侧向运动是膜脂分子在单层内与临近分子交换位置;是一种经常发生的快运动..翻转运动是膜脂双分子层中的一层翻至另一层的运动;这种运动方式很少发生;对膜的流动性不大..膜的流动性主要与膜脂中的脂肪酸碳链长短及饱和度有关..膜脂双层结构中的脂类分子;在一定温度范围内;可呈现即具有晶体的规律性排列;又具有液态的可流动性;即液晶态..在生理条件下;生物膜都处于此态;当温度低于某种限度时;液晶态即转化为晶态;此时;膜脂呈凝胶状态;粘度增大;流动性降低;生物膜功能逐渐丧失..胆固醇是膜流动性的调节剂;它可以抑制温度所引起的相变;防止生物膜中的脂类转向晶态;防止低温时膜流动性急剧降低..生物膜的流动性是膜生物学功能所必需;许多药物的作用可能通过影响膜的流动性实现;如麻醉药的作用可能跟增强膜的流动性有关..生物膜的流动性使膜上的蛋白质类似船在水上漂游;;但是蛋白质插入膜的深度并不改变..大部分膜脂与蛋白质没有直接作用;只有少部分膜脂与膜蛋白结合成脂蛋白;形成完整的功能复合物..2、生物膜结构的两侧不对称性（1）膜脂两侧分布不对称性这种不对称分布会导致膜两侧的电荷数量、流动性等的差异..这种不对称分布与膜蛋白的定向分布及功能有关..2膜糖基两侧分布不对称性质膜上的糖基分布在细胞表面;而细胞器膜上的糖基则分布全部朝向内腔..这种分布特点与细胞互相识别和接受外界信息有关..3膜蛋白两侧分布不对称性膜蛋白是膜功能的主要承担者..不同的生物膜;由于所含的蛋白质不同而所表现出来的功能也不同..同一种生物膜;其膜内、外两侧的蛋白质分布不同;膜两侧功能也不同..膜两侧的蛋白分布不对称是绝对的;没有一种蛋白质同时存在于膜两侧..生物膜结构上的两侧不对称性;保证了膜功能具有方向性;这是膜发挥作用所必须的..例如;物质和一些离子传递具有方向性;膜结构的不对称性保证了这一方向性能顺利进行..第二节生物膜与物质转运生物膜的主要功能包括能量转换、物质运输、信息识别与传递..这里我们将重点介绍生物膜与物质运输的关系..生物膜的通透性具有高度选择性;细胞能主动的从环境中摄取所需的营养物质;同时排除代谢产物和废物;使细胞保持动态的恒定;这对维持细胞的生命活动是极为重要;大量证据表明;生物界许多生命过程都直接或间接与物质的跨膜运输密切相关..如神经冲动传播、细胞行为;细胞分化等重要生命活动..根据运输物质的分子大小;物质运输可分为小分子物质转运和大分子物质转运两类..小分子物质转运可通过被动转运和主动转运方式通过生物膜..被动转运是指物质分子流动从高浓度向低浓度;不消耗能量..主动转运是指物质可逆浓度梯度方向进行;需耗能..大分子物质转运是生物膜结构发生改变的膜动转运..一、小分子物质的转运由于生物膜的脂双层结构含有疏水区;它对运输物质具有高度的选择通透性..1、小分子物质的直接通透生物膜上的膜脂分子是连续排布的;这样在脂分子间不存在裂口..但是膜脂分子是处于流动状态;在疏水去会出现暂时性间隙;间隙孔径0.8nm;可使一些小分子如水分子0.3 nm通过.. 但这种小分子物质的通过速度各不一样;通过速度取决于分子大小及其在生物膜上中的相对溶解度;一般来说;分子越小切且疏水性或非极性越强;通过膜较易..不带电荷的极性小分子有时也可通过;但速度慢;带电荷的小分子则不能直接通透..2、通道蛋白运输又称简单扩散..通道蛋白是一种膜运输蛋白;它在膜上形成液体通道;使分子大小和电荷适当的物质;借助扩散作用通过膜脂双分子层..如图：通道蛋白运输特点是：1从高浓度到浓度；2通道蛋白不与运输的物质发生结合反应;只起通道作用..传输蛋白通道有的持续开放;有的间断开放..间断开放的通道受“闸门”控制..“闸门”通道根据其开启的特定条件可分为三类：1配体-闸门通道;细胞外的特定配体与膜表面特异受体结合时;通道开放；2电势-闸门通道;只有膜电位发生改变时;通道开放；3离子闸门通道;只有某种离子浓度达到一定浓度时;闸门开放..3、载体蛋白被动运输又称易化扩散或促进扩散..载体蛋白是一种膜转运蛋白;被转运的物质可与膜上的载体蛋白结合;使载体构象发生改变;从而将物质转运到低浓度的一侧..此运输特点：1从高浓度到浓度；2被转运的物质与载体发生可逆结合反应；3运输过程不需能量..有些阴离子的运输如红细胞膜上、Cl-的运输..存在着一种载体蛋白带3蛋白;可参与HCO34、载体蛋白主动运输主动运输是被转运的物质与载体蛋白发生可逆的特异结合;使物质在膜两侧进行转运..特点：1可逆浓度梯度进行；2消耗能量;常见的是ATP 提供能量..以Na+、K+-泵为例：Na+、K+-泵就是Na+、K+-ATP酶;它是一种跨膜的载体蛋白;它对维持细胞内外Na+、K+浓度十分重要..此酶有两种构象;即亲钠构象和亲钾构象..亲钠构象的酶以脱磷酸形式存在;亲钾构象的酶以磷酸化形式存在;两种构象相互转化;便将Na+从细胞内泵到细胞外;同时又将K+从细胞外泵到细胞内..进行Na+、K+交换时;分解ATP;以供逆浓度梯度转运是所需的能量..因此;Na+、K+-ATP酶的作用是主动向膜外泵出Na+;向膜内泵入K+;从而维持细胞膜内外离子浓度差;这种离子浓度差;对膜电位的维持十分重要;是神经兴奋、肌肉细胞活动的基础..一些糖或氨基酸的主动运输不是靠直接水解ATP提供能量;而是依赖离子梯度形式储存的能量;形成这种离子梯度最常见的是Na+;由于膜外Na+浓度高;Na+顺电化学梯度流向膜内;葡萄糖便利用Na+梯度提供的能量;通过Na+推动的葡萄糖载体蛋白将葡萄糖转运入细胞;进入细胞内的Na+又可通过Na+、K+-ATP酶的作用;转运到细胞外..这样Na+梯度越大;葡萄糖越易进入..二、大分子物质的转运大分子物质的转运涉及膜结构的变化;又称膜动转运..膜动转运主要包括胞吐作用和胞吞作用..1、胞吐作用胞吐作用是细胞排放大分子物质的一种方式;被排放的大分子物质被包装成分泌小泡;分泌小泡与膜融合;融合的外侧面产生一个裂口;将排放物释放出去..如核糖体上合成的蛋白质;由内质网运输到高尔基体;经过加工改造;形成分泌小泡;以胞吐方式输送到细胞外..2、胞吞作用过程与胞吐作用相反..细胞将被摄取的物质;由质膜逐渐包裹;然后囊口封闭成细胞内小泡..一些多肽激素、低密度脂蛋白、转铁蛋白、上皮细胞增殖因子及毒素等都可经胞吞进入细胞内..第三节生物膜信息传递生物膜对信息分子具有选择性;大部分信息分子难于通过生物膜..细胞外的信息分子要传如细胞;并予表达;主要依赖细胞膜上的专一性受体来完成..细胞膜上的受体首先与胞外的信息分子第一信使专一性结合;并使受体活化;活化的受体通过偶联蛋白G蛋白或直接使效应酶活化;在效应酶的催化下;细胞内产生相应的新的信息分子称第二信使;在第二信使作用下;细胞内进行相应的生化级联反应;最终细胞作出相应的功能应答..可见细胞外的信息分子是通过细胞膜上的特殊信号转导系统;把信息传入细胞;使靶细胞作出应答反应..如图：一、受体一受体及其类型1、受体受体是一类能够识别有生物活性的化学信号物质;并特异地与之结合;从而引起细胞一系列生化反应;最终导致细胞产生特定的生物学效应的生物大分子..目前已分离的受体的化学本质均为蛋白质;主要是糖蛋白和脂蛋白..如胰岛素的受体是糖蛋白..与受体特异性识别并结合的生物活性物质称配体..配体与受体结合后引起细胞某一特定结构产生生物学效应;这种特定的结构称效应器..2、受体类型根据受体存在的部位不同;把受体分为细胞膜受体和细胞内受体..细胞膜受体镶嵌在质膜中;肽链的疏水区插入双层质膜中;而亲水部分露在质膜外侧..1质膜受体按其机制可分为通道性受体、催化性受体、G蛋白偶联受体等通道受体是受神经递质调节的离子通道;受体本身是一种通道蛋白;当神经递质如乙酰胆碱与受体结合;通道打开或关闭;控制离子的进出..催化性受体;其本身是一种跨膜结构的酶蛋白;胞外部分与配体结合后被激活;胞浆部分在激活后具有酪氨酸激酶的活性..如胰岛素及一些生长因子与细胞膜上的受体作用后;受体形成二聚体;同时使受体胞浆结构域的多个酪氨酸残基磷酸化..受体的胞浆部分具有酪氨酸激酶的活性;使受体形成二聚体相互磷酸化;因此激活从细胞膜传递到细胞核的信息通路;最终活化转入因子而启动细胞某些特异蛋白质的生物合成..G蛋白偶联受体由三部分组成：受体R在膜外侧;G蛋白与效应酶腺苷酸环化酶C在膜内侧;分别在膜上流动;当激素在膜外侧与相应受体结合;通过G蛋白的转导作用;即可改变腺苷酸环化酶的活性;从而调节cAMP的生成..腺苷酸环化酶的活性G蛋白的调节;而G蛋白又受GTP调节..G蛋白有激活型Gs 和抑制型Gi两类;位于细胞膜中;当激素H与受体Gs激活型或抑制型Gi 结合后;引起Gs及Gi与GTP结合;分别为Gs-GTP或Gi-GTP;前者能激腺苷酸环化酶;增加cAMP的生成;后者抑制激腺苷酸环化酶的活性;降低cAMP的生成..G蛋白由α、β、γ亚基组成;Gs 及Gi中的β、γ亚基结构相同;α亚基有激活型αs 与抑制型αi两种结构;β、γ亚基能抑制α亚基的活性..cAMP的生理作用主要是通过cAMP依赖性蛋白激酶来实现..这种蛋白激酶由两种亚基组成的四聚体..一种是催化亚基具有催化蛋白质磷酸化作用 ;另一种是调节亚基;是调节亚基的抑制剂..当调节亚基与催化亚基结合时;酶呈抑制状态..cAMP存在时;可与调节亚基结合使调节亚基变构而脱落;与催化亚基分开;从而催化亚基发挥作用使蛋白激酶活化..蛋白激酶的作用：1酶的磷酸化：酶蛋白经磷酸化后;其活性可受到激活或抑制;如磷酸化酶B受蛋白激酶激活后;可利用ATP将无活性的磷酸化酶B磷酸化;成为有活性的磷酸化酶A;从而促进糖原分解..2其它功能蛋白质的磷酸化：已发现许多蛋白质在cAMP-蛋白激酶作用下磷酸化而改变功能..如抗利尿激素可以通过cAMP激活肾小管细胞膜上的蛋白激酶;促进某种膜蛋白磷酸化;使细胞通透性改变;从而加速对水的重吸收..3cAMP使蛋白质磷酸化后可促进活化的转入因子的形成;控制特异基因转入;合成特异蛋白质;产生特异的细胞效应..2细胞内受体可分为胞浆受体和核内受体..亲脂性信息分子可透过质膜进入细胞;并与胞浆或核内受体结合形成复合物;此复合物可与DNA的特定的调空区结合;改变基因表达;调节其它功能性蛋白合成..细胞中受体的数量与结构的异常;影响信息传递..二受体与信息分子结合反应特点受体与信息分子结合的结合类似与底物与酶的结合;其结合反应依赖与信息分子和受体的空间构象..结合特点：1、特异性指受体对信息分子具有严格的选择性..不同的受体只能选择相应的信息分子结合..一般情况下;一种受体只能与其相对应的信息分子结合..传递特定的信息..2、可饱和性一个细胞上特定受体的数目是有限的;因此配体与受体的结合具有饱和性..但在特殊的生理条件下或病理情况下;受体的数目会发生变化;调节受体数目的主要原因是配体本身;配体浓度或配体长时间与靶细胞作用可引起受体数目下降..3、结合反应可逆性信息分子与受体之间是非共价结合;复合物解离后的产物不是代谢产物而是配体本身..化学结构与信息分子相类似的化合物也能与信息分子的受体结合..二、效应酶其作用是将细胞外第一信使的信息转化为细胞内的第二信使cAMP、、DGA等;通过第二信使调节各种生理效应..Ca2+、cGMP、IP3常见的效应酶有：1、腺苷酸环化酶可催化ATP分解产生cAMP..如乙酰胆碱、α-肾上腺素等与特异的受体结合后;通过G蛋白的介导;i抑制腺苷酸环化酶的活性;从而降低细胞内cAMP的含量而实现生理效应..2、磷脂酶C 可催化IP、DGA的产生..其作用在激素章介绍..3。
第四章-食品中的脂类
❖ 4.皂化价
皂化价是指1g油脂完全皂化所需的KOH的毫克数。 皂化价一般都在200左右；皂化价与油脂的平均分子 量成反比，即皂化价越大，油脂的平均分子量越小。
❖ 5.二烯值
二烯值也可称为共轭二烯值，即具有共轭二烯结构的不饱和 脂肪酸与丁烯二酸酐反应时需要丁烯二酸酐的量换算成所需 碘的量。 二烯值反映了不饱和脂肪酸中是否存在有共轭二烯结构及此
❖ （3）必需脂肪酸和非必需脂肪酸
大多数的脂肪酸人体能够自身合成，而有几种不饱和脂 肪酸是维持人体正常生长所必需，而体内又不能合成的脂肪 酸，这些脂肪酸称为必需脂肪酸。属于必需脂肪酸的有亚油 酸、亚麻酸和花生四烯酸，必需脂肪酸的最好来源是植物油。
大多数脂肪酸是人体能够自身合成的，可以不从食物中 直接吸收，这类脂肪酸称为非必需脂肪酸。非必需脂肪酸主 要是饱和脂肪酸。
CH2OCOR 2 CHOCOR
CH2OCOR
2H2O 2RCOOH CH2OH 2 CHOCOR
CH2OCOR
H2O CH2 O CH2 CHOCOR CHOCOR CH2OCOR CH2OCOR
4、 油脂的分解
油脂在高温下，除聚合、缩合外，还生成各 种分解产物如酮、醛、酸等。金属离子(如 Fe2+)的存在可催化热解反应。
H3C (CH2)n C O CH
O
H2C O P O X OH
X = 胆碱、乙醇胺、 丝氨酸、甘油
X= H 磷脂酸 （PA）
硬脂酸 （脂）
软脂酸 （油）
二者的区别
2.脂肪酸
❖ （1）饱和脂肪酸
含有4到24个碳原子的脂肪酸常常存在于油脂中，最常见的饱和脂肪酸有 丁、己、辛、癸酸和软脂酸与硬脂酸；而24个碳原子以上的脂肪酸则存 在于蜡中。