Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

3.7: 什么是脂类?
目录

JoVE Core
Biology

A subscription to JoVE is required to view this content.

Education
What are Lipids?
 
文字本

3.7: 什么是脂类?

脂类是一类结构和功能多样的不溶于水的有机化合物。某些种类的脂类,如脂肪、磷脂和类固醇,对所有生物都是至关重要的。它们是细胞膜、能量贮存器和信号分子的结构组成部分。

脂类是一类不同的疏水分子

脂质是结构上和功能上不同的烃类组分。碳氢化合物是由碳和氢原子组成的化合物。碳碳键和碳氢键是非极性的,这意味着原子之间的电子是平等共享的。单个非极性键赋予烃类化合物一个整体的非极性特征。此外,非极性化合物具有疏水性,或者“恶水性”,这意味着它们不会与水分子形成氢键,使它们几乎不溶于水。

根据化学成分的不同,脂类可分为不同的种类。生物上重要的类脂是脂肪、磷脂和类固醇。

脂肪是脂肪酸和甘油的三酯

脂肪的碳氢主链有三个碳原子。每个碳都带有一个羟基 (-OH) 使其成为甘油。为了形成脂肪,甘油的每一个羟基都与脂肪酸相连。脂肪酸是一种一端带有羧基 (-COOH) 的长烃链。脂肪酸的羧基和甘油的羟基与水分子的释放形成稳定的键。生成的分子称为酯 (-COOR)。脂肪是甘油和三种脂肪酸的酯,因此也被称为甘油三酯。这三种脂肪酸可以相同或不同,通常是12-18个碳长。

饱和脂肪与不饱和脂肪

脂肪是饱和的还是不饱和的取决于脂肪酸的碳氢链中是否存在双键。如果脂肪酸链的碳原子之间没有双键,那么单个碳原子结合的氢最多。这种脂肪酸完全被氢饱和,称为饱和脂肪酸。另一方面,如果脂肪酸含有一个或多个双键碳原子,则该脂肪酸称为不饱和脂肪酸。

含有所有饱和脂肪酸的脂肪称为饱和脂肪。从动物来源获得的脂肪,例如黄油、牛奶、奶酪和猪油,大多是饱和的。来自鱼类或植物的脂肪通常是不饱和的,如橄榄油、花生油和鳕鱼肝油。饱和脂肪酸的烃链中没有双键,使它们具有弹性。柔性脂肪酸链可以紧密地相互包裹,因此饱和脂肪在室温下大部分是固态的。

大多数天然存在的不饱和脂肪酸在cis构象中,这意味着与碳-氧双键相邻的氢原子在同一侧。烃的存在使烃链发生弯曲,使长烃链失去了弹性,很难包装。因此,大多数不饱和脂肪酸在室温下是液态的。

脂肪是许多生物体的长期能量储备。如果需要,生物体会分解脂肪产生能量。在动物体内,脂肪在重要器官周围提供缓冲,皮下脂肪层使身体免受外界温度的影响。

磷脂是细胞膜的组成部分

磷脂对细胞至关重要,因为它们是细胞膜的主要成分。磷脂在结构上类似于脂肪,但只含有两种脂肪酸与甘油相关,而不是三种脂肪酸。脂肪酸残基可以是饱和的或不饱和的。在磷脂中,甘油的第三羟基与负电荷的磷酸盐基团相连。

附加在磷酸基上的一个官能团可以导致磷脂的不同化学性质。最常见的添加剂是小极性基团,如胆碱或丝氨酸。

磷脂是两亲性分子,这意味着它们具有疏水性和亲水性强、<强>或亲水性的部分。当磷脂被加入水中时,它们自发地形成一个双层膜,一个两个磷脂分子厚的薄膜。这种自组织发生是因为极性头被水吸引,而疏水性脂肪酸埋在层的中心以避免与水接触。这种磷脂双层在所有生物体内形成细胞膜。它将细胞内部和外部的流体分隔开来。嵌入在双层中的是蛋白质和类固醇,另一类脂质。另外的磷脂双层可以进一步分隔真核细胞的内部,例如溶酶体和内质网。

类固醇由四环结构组成

类固醇是另一类生物学上重要的类脂物质。类固醇是由四个相互融合的碳环组成的。甾体化合物根据碳环上的化学基团而不同。虽然甾体在结构上是不同的,但它们是疏水的,不溶于水。类固醇会降低细胞膜的流动性。它们也在细胞内起信号分子的作用。胆固醇是最常见的类固醇,是由肝脏合成的。它存在于细胞膜中,是动物性激素的前体。


建议阅读

Tags

Lipids Hydrophobic Insoluble In Water Defining Factor Fats Phospholipids Steroids Triglycerides Saturated Fatty Acids Unsaturated Fatty Acids Double Bonds Maximum Number Of Hydrogens Phospholipid Bilayer Cell Membrane Hydrophilic Phosphate Head Hydrocarbon Tails Aqueous Solution Cholesterol Unique Fused Structure Carbon Skeleton Diverse Organic Compounds

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter