脂质

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脂质是一类碳氢化合物-包含有机化合物对生活的结构和功能至关重要单元格.脂质的特征是-不溶的可溶于非极性有机溶剂。尽管术语脂质通常用作脂肪后者实际上是一种称为甘油三酯.

脂质的类型

随着蛋白质,核酸类碳水化合物,脂质是一类重要的生物分子或生物分子然而,与这些其他分子群不同,脂类包含更广泛、更多样的结构。对于各种各样的碳氢化合物-基于生物起源的分子,主要是非极性或疏水的(“怕水”),这意味着它们不能与水等极性溶剂很好地相互作用,而是可溶于极性较低的有机溶剂。大多数脂质也有一些极地的亲水的(“爱好水”)性格。这使他们两性恋的两亲的分子(既有疏水部分又有亲水部分)。在以下情况下胆固醇,极性基团仅为-OH(羟基或酒精)。在以下情况下磷脂,极性基团大得多,极性更强。脂质包含大量结构。他们可以脂肪族的芳香的它们可以是无环的或环状的、直的或分支的、饱和的或不饱和的。脂质可以是弹性的,也可以是刚性的。这种多样性使得不可能根据单个核心结构特征或生物合成来源来定义脂质,就像其他主要生物分子群一样。脂质的基本类别为:

注:有不同的方法对脂质进行分类。最近提出了一个新的综合分类系统(J.Lipid Res.46:839),它将脂质分为:(1)脂肪酰基,(2)甘油脂质,(3)甘油磷脂,(4)鞘脂,(5)甾醇脂质,(6)丙烯醇脂质,,(7)糖脂和(8)聚酮。

脂质功能

  • 细胞膜结构
    • 构成细胞屏障
    • 控制膜流动性
    • 控制材料进出单元的流动
  • 能量储存(例如,脂肪组织中储存的脂肪)
  • 脂质激素喜欢类固醇二十烷酸类-调节细胞间的通讯
  • 信号转导-细胞中信息传输的功能
  • 脂质维生素-代谢所必需的,通常是辅酶

结构

脂肪酸和甘油酯

有关详细信息,请参阅:脂肪酸.


化学上,脂肪酸可以被描述为长链单羧酸,并且具有CH的一般结构(瑞士2)n个首席运营官。链的长度通常在12到24之间,碳的数量总是偶数。当碳链不含双重债券,称为饱和。如果它包含一个或多个这样的键,它是不饱和的。双键的存在通常会降低脂肪酸的熔点。此外,不饱和脂肪酸可以出现在顺式反式 几何异构体在大多数天然脂肪酸中,双键是顺式结构。

甘油酯类脂质是否具有甘油具有一个或多个脂肪酰基的核心结构,这些脂肪酰基是脂肪酸衍生链,通过酯类联系。具有三个酰基的甘油酯(甘油三酯或中性脂肪)是动物和植物脂肪的主要储存形式。

一种重要的甘油基分子发现于生物膜,例如单元格的质膜和细胞膜细胞器,是磷酸甘油酯还是甘油磷脂。这些是磷脂含有一个甘油核,通过酯与两个脂肪酸衍生的“尾巴”相连,或者更罕见的是,乙醚链接并通过磷酸盐酯键。磷脂的头部基团生物膜是磷脂酰胆碱(卵磷脂)磷脂酰乙醇胺、磷脂酰丝氨酸和磷脂酰肌醇。这些磷脂在细胞内会发生多种反应:例如,极性头部基团或脂肪酸尾部可以通过酶催化水解从特定磷脂中释放出来,生成第二信使参与信号转导在磷脂酰肌醇的情况下,可以通过添加一到三个磷酸分子对头部基团进行酶改性,这构成了细胞信号虽然磷脂是生物膜的主要成分,但其他非甘油脂类成分如鞘磷脂类甾醇(例如胆固醇动物细胞膜中)也存在于生物膜中。

生物膜是脂双层的一种形式脂质体当上述甘油磷脂置于水中时,脂质双层的形成是一个自发过程。在水环境中,脂质的极性头部倾向于朝向极性水环境,而疏水性尾部倾向于尽量减少与水的接触。脂质的非极性尾部(U型)倾向于聚集在一起,形成一个脂质双层(1) 或a胶束(2). 极地头(P(P))面对水环境。单尾时形成胶束两亲的脂质被放置在极性环境中,而当双尾磷脂被放置在极地环境中时,脂质双层形成(图2)。胶束是“单层”球体,只能达到一定的尺寸,而双层可以大得多。它们也可以形成小管。双层膜自身折叠形成一个空心球体,包围着一个单独的水室,这是生物膜的基础。

胶束和双层通过一种称为“疏水效应”的过程从极性环境中分离出来。当在极性环境下溶解非极性物质时,极性分子(即水溶液中的水)在溶解的非极性物周围变得更加有序,因为极性分子无法形成氢键非极性分子。因此,在水环境中,极性水分子形成有序的“包合物“包围溶解的非极性分子。然而,当非极性的分子从极性液体中分离出来时液体中极性分子的(无序状态)增加。这本质上是一种相分离形式,类似于将油和水放在一起时,油和水自发分离成两个不同的相。


自我组织取决于浓度溶液中的脂质。临界胶束浓度,脂质在液体表面形成单层,分散在溶液中。在第一临界胶束浓度(CMC-I)下,脂类以球形胶束形式组织,在第二临界胶束密度(CMC-II)下,形成细长的管道,在层状点(LM或CMC-III)上,形成堆积的管道层状。CMC取决于化学成分,主要取决于头部面积和尾部长度的比率。

营养与健康

脂质在营养健康许多脂类对生命是绝对必要的。然而,也有相当多的人意识到某些脂质的异常水平,特别是胆固醇(高胆固醇血症)最近,反式脂肪酸,是以下方面的风险因素心脏病和其他疾病。

工具书类

  • 第12章Jeremy M.Berg、John L.Tymoczko和Lubert Stryer(2002)W.H.Freeman and Co.著《生物化学》。
  • Alberts,B.等人(2004),《基本细胞生物学》,第2版,《花环科学》。ISBN 0-8153-3480-X磅

另请参见

外部链接