生 物 化 學 【第5版】 CH10 脂 質

10. 1 儲存性脂質 10. 2 膜內的結構性脂質 10. 3 脂質可作為訊號、輔因子及色素 10. 4 脂質的操作 p.367

10.1 儲存性脂質 脂肪和油是生物體中最普遍的能量儲存形式，它們是脂肪酸（fatty acids）的衍生物。 脂肪酸為碳氫化合物的衍生物 10.1 儲存性脂質 脂肪和油是生物體中最普遍的能量儲存形式，它們是脂肪酸（fatty acids）的衍生物。 脂肪酸為碳氫化合物的衍生物 脂肪酸為帶有 4 到 36 個碳的長碳氫鏈（C4 到C36）排列而成的羧酸。 ■重要慣例：不飽和脂肪酸的簡單命名法是列出碳鏈長度及雙鍵的數目，並將它們用冒號間隔（圖 10-1a）。 p.367

圖 10 - 1 圖10-1　脂肪酸命名的兩個慣例。(a) 標準命名法把羧基碳（C-1）當成 1 號，α 則為羧基碳旁邊的碳。以指出雙鍵中數字較小的碳為上標之 Δ 來表示出任何雙鍵。(b) 多元不飽和脂肪酸（PUFAs）則以相反方向來將碳編碼，把碳鏈另一端的甲基當成 1 號；這個碳也被稱為 ω（omega；希臘拼音中最後一個字母）。以相對於 ω 的方式來指出雙鍵的位置。 p.369

表 10-1 TABLE 1-1 * 脂肪酸以非離子態顯示。在 pH7 的時候，所有的游離脂肪酸會以離子態存在。注意所有碳數的編號是由羧基碳為 1 開始計算。 † 字首 n-表示「正常」無支鏈的構造。例如：「dodecanoic」只表示 12 個碳，可以是帶有各種分支的形式；而「n-dodecanoic」則表示直線、沒有分支的型式。不飽和脂肪酸每個雙鍵的組態都清楚地顯示；生物脂肪酸的雙鍵組態大部分都以順式（cis-）存在。 p.368

12 到 24 個碳的無分支脂肪酸通常具有偶數個碳原子（表 10-1）。 ■重要慣例：在由碳鏈之甲基端數來第三及第四個碳間具有雙鍵的多元不飽和脂肪酸（polyunsaturated fatty acids ; PUFAs）家族對人類的營養特別重要。 C-3 及 C-4 間具有雙鍵的 PUFAs 被稱為 ω-3 脂肪酸（omega-3 fatty acids），C-6 及 C-7 間具有雙鍵者則為 ω-6 脂肪酸（omega-6 fatty acids）。 p.368

圖 10 - 2 圖10-2　脂肪酸排列成為穩定集合體。脂肪酸的排列程度取決於其飽和度。(a) 兩種完全飽和的硬脂酸（pH7 時為硬脂酸鹽）一般伸展構形的呈現方式。每個 Z 字形片段代表介於 2 個碳之間的 1 個單鍵。(b) 油酸或油酸鹽中的順式雙鍵（陰影處）不容許旋轉並使得碳氫鏈的尾部彎曲，而在該鏈中的其他鍵則皆可自由旋轉。(c) 完全飽和脂肪酸在伸展型態時排列成近乎結晶的排列，並藉由許多疏水性交互作用穩定結構。(d) 由於一個或多個順式雙鍵的出現干擾了脂肪酸的緊密排列，因而降低了它的穩定性。 p.370

三酸甘油酯為甘油的脂肪酸酯化物 由脂肪酸所形成的最簡單的脂質為三酸甘油酯（triacylglycerols），也稱為三醯甘油（triglycerides）、脂肪或中性脂肪。三酸甘油酯是由 3 個脂肪酸分子分別以酯鍵與 1 個甘油分子相連接而成（圖 10-3）。 p.370

圖 10 - 3 圖10-3　甘油與三酸甘油酯。圖中所示混合性三酸甘油酯有3 個不同脂肪酸附著在甘油骨架上。當甘油在 C-1 和 C-3 有2 種不同的脂肪酸時，C-2 就是一個對掌中心。 p.370

三酸甘油酯可儲存能量及做為絕緣材料 在脊椎動物中被稱為脂肪細胞的特化性細胞以油滴形式儲存了大量三酸甘油酯，幾乎填滿整個細胞（圖 10-4a）。 在許多植物中三酸甘油酯也是以油脂形式儲存於種子中，當種子萌發時提供能量與生合成的前驅物（圖 10-4b）。脂肪細胞和正在萌發的種子含有脂肪酶（lipases），可催化三酸甘油酯水解釋放脂肪酸到需要以脂肪酸作為能量的位置。 p.370

圖 10 - 4 圖10-4　儲存在細胞中的脂質。(a) 天竺鼠的脂肪組織切片可見到大型的脂肪油滴填充於細胞內，也可見到一些微血管。(b) 阿拉伯芥（Arabidopsis）種子的子葉細胞切片。切片中可見到大片深色結構的蛋白體被淺色儲藏著油脂的脂肪體所圍繞。 p.371

用三酸甘油酯儲藏能量優於用多醣類（例如：肝醣和澱粉）儲存能量，其有兩個優點： (1)由於脂肪酸的碳原子比起醣類的碳原子氧化程度較低，每克三酸甘油酯氧化可製造出每克醣類氧化所產生的兩倍以上的能量。 (2)因為三酸甘油酯為疏水性化合物不形成水合物，以脂質做為燃料的生物不需如多醣類形成水合物而多出的水的重量。 p.371

許多速食在部分加氫植物油中炸過，因此含有高度反式脂肪酸（表 10-2）。 食用油的部分加氫作用產生反式脂肪酸 自然界中大多數的脂肪（例如：植物油、乳製品和動物脂肪）是單一性和混合性三酸甘油酯的複雜混合物。這些脂肪包含不同鏈長及飽和度的脂肪酸（圖10-5）。 許多速食在部分加氫植物油中炸過，因此含有高度反式脂肪酸（表 10-2）。 p.371

圖 10 - 5 圖10-5　三種食用油的主要脂肪酸組成。橄欖油、奶油及牛油是由含有不同脂肪酸的三酸甘油酯混合而成的。這些脂肪的熔點及在室溫（25℃）的物理特性因其脂肪酸組成的不同而改變。橄欖油含高比例的長鏈不飽和脂肪酸（C16 及 C18）組成，使其在常溫下為液態。奶油則含有較高比例的長鏈飽和脂肪酸（C16 及 C18），因此有較高的熔點，在常溫下為軟質固體。而牛油則含有更高比例的長鏈飽和脂肪酸，因此在常溫下為硬質固體。 p.372

表 10-2 TABLE 1-1 p.373

BOX 10-1 抹香鯨：深海中的肥頭 BOX 1-2 FIGURE 1 抹香鯨的頭部非常巨大，約占其全身重量的三分之一。大約 90% 的頭部重量是由鯨腦組成，內含重達 3,600 kg（約 4 噸）的鯨油。鯨油為三酸甘油酯和蠟的混合物，含有大量不飽和脂肪酸。 在鯨魚的正常體溫（約 37℃），這些鯨油為液狀，但當溫度降至約 31℃時，鯨油開始結晶並會隨著溫度再降低而轉變為固態。這些哺乳類動物幾乎都以深海烏賊為食。當牠們進行潛水覓食時，常需潛入深達 1,000 公尺或更深的海底，最深的下潛紀錄達 3,000 公尺（約 2 英哩）。 p.372

圖 10 - 6 圖10-6　生物蠟。(a) 蜂蠟的主要成分為三十烷醇棕櫚酸酯（triacontanoylpalmitate）其是由棕櫚酸及三十烷醇（alcohol triacontanol）酯化所形成。(b) 在 25℃時，由蜂臘所組成的蜂窩堅固且完全防水。「蠟（wax）」出自於古老的英文字 weax，字意為蜂巢的材料。 p.373

總結 10.1 脂質有多種構造，是非水溶性的細胞的組成分，可用非極性溶劑萃取。 幾乎所有脂肪酸（許多脂質的碳氫成分）含有偶數碳原子（通常是在 12 到 24 之間）；它們可能是飽和的或不飽和的，雙鍵通常是順式組態。 三酸甘油酯含有三個脂肪酸分子酯化鍵結到甘油的三個羥基。單一性三酸甘油酯只含一種脂肪酸；混合性三酸甘油酯含有兩種或三種脂肪酸。三酸甘油酯是主要的儲存性脂肪，存在於許多食物中。 食品工業中植物油的部分加氫作用將某些順式雙鍵轉變為反式構形。對冠狀心臟疾病來說，飲食中的反式脂肪酸是一個重要的風險因子。 p.374

10.2 膜內的結構性脂質 在甘油磷酸脂和一些神經鞘脂，極性頭基以磷酸二酯與疏水端結合，稱為磷脂（phospholipids）。 10.2 膜內的結構性脂質 在甘油磷酸脂和一些神經鞘脂，極性頭基以磷酸二酯與疏水端結合，稱為磷脂（phospholipids）。 其他的神經鞘脂缺乏磷酸根但有單醣或寡醣在極性端，稱為醣脂（glycolipids）（圖 10-7）。 p.374

圖 10 - 7 FIGURE 1-5 圖10-7　一些儲存性脂質及膜脂質的常見形式。所有在此標示的脂質皆以甘油或神經鞘胺醇為骨架（粉紅色），並附加一個或多個長鏈烷基（黃色）和一個極性頭基（藍色）。在三酸甘油酯、甘油磷酸脂、半乳糖脂和硫脂，其烷基是酯鍵結的脂肪酸。神經鞘脂含有一個脂肪酸，以醯胺鍵結到神經鞘胺醇骨架。古細菌的膜脂質變異很大；這裡顯示兩個非常長且分枝的烷基鏈，每個鏈末端皆以醚與甘油的一部分結合。磷脂的極性頭端以磷酸二酯結合，而醣脂直接以糖苷鍵連結糖的頭基和甘油骨架。 p.374

某些動物組織和某些單細胞生物含豐富醚脂類（ether lipids），其為兩個醯基鏈中的一個與甘油以醚連結，而不是與酯連結。 甘油磷酸脂為磷酯酸衍生物 甘油磷酸脂（glycerophospholipids）也稱為磷酸甘油酯，其為膜脂質，由兩個脂肪酸分別以酯連結到甘油的第一和第二個碳所形成。 某些甘油磷脂具有以醚鍵鍵結的脂肪酸 某些動物組織和某些單細胞生物含豐富醚脂類（ether lipids），其為兩個醯基鏈中的一個與甘油以醚連結，而不是與酯連結。 p.374

圖 10 - 8 圖10-8　L-甘油 3-磷酸，磷脂的骨架。甘油不是對掌性分子，但可透過 C-2 形成對稱平面。然而，甘油可加上一取代基（如：磷酸加在任何一個甲醇基上）而轉變成對掌性化合物；由此可知，甘油是前對掌性分子。甘油磷酸有一個清楚的命名原則為 DL 系統，其中的異構物根據其與甘油醛異構物的立體化學關係命名。依據此系統，在多數脂質中存在的甘油磷酸，其立體異構物命名為 L-甘油 3-磷酸或 D-甘油 1-磷酸。另一個分辨立體異構物的方法是立體特異性標號（stereospecific numbering；sn）系統，其中 C-1 定義為占有原 S 位置的前對掌性化合物基團。依據這個系統，甘油磷酸在磷脂中最普遍的形式是 sn-甘油 3-磷酸。 p.375

圖 10 - 9 p.376

圖 10 - 9 (續) p.376

圖 10 - 10 圖10-10　醚脂類。縮醛磷脂具有一以醚連結的烯鏈，而該鏈上多數甘油磷酸脂具有酯連結的脂肪酸（與圖 10-9 比較）。血小板活化因子具有以醚鍵與甘油基 C-1 鍵結的長烷鏈，但 C-2 則以酯鍵與乙酸連結，也因此使其比多數的甘油磷酸脂和縮醛磷脂具有較高的水溶性。縮醛磷脂和血小板活化因子的頭基醇分子為膽鹼。 p.376

圖11.6 在水溶液的磷脂質分子

圖11.7 神經鞘磷脂類(sphingomyelins)

圖11.8 神經鞘磷脂類(sphingomyelins)的構形模型與空間填滿模型

神經鞘脂是神經鞘的衍生物 第四類膜脂質是神經鞘脂（sphingolipids），有一個極性頭基和兩個非極性尾端。 p.375

圖 10 - 13 圖10-13　神經鞘脂。神經鞘脂在極性尾端的前 3 個碳是在甘油磷酸脂中甘油的 3 個碳的類似物。在 C-2 的胺基以醯胺基連結一個脂肪酸，此脂肪酸通常是飽和的或單元不飽和的，含16、18、22，或 24 碳原子。神經醯胺是神經鞘脂的母化合物。其他神經鞘脂的區別在 C-1 極性頭端所帶的基團（X）。神經節苷脂具有極複雜的寡糖頭端基團（參見表 7-1）。 p.378

(1)神經鞘磷脂（sphingomyelins）具有磷酸膽鹼或磷酸乙醇胺的極性頭端，因此和甘油磷酸脂同屬磷脂類（圖 10-7）。 神經鞘脂有三個次分類： (1)神經鞘磷脂（sphingomyelins）具有磷酸膽鹼或磷酸乙醇胺的極性頭端，因此和甘油磷酸脂同屬磷脂類（圖 10-7）。 (2)神經鞘醣脂（glycosphingolipids）大量存在於細胞膜的外層，頭端有 1 個以上的糖分子直接連結在部分神經醯胺 C-1 的─OH 上。 p.378

圖11.9 選擇的醣脂質

(3)神經節苷脂（gangliosides）是最複雜的神經鞘脂，有寡醣分子作為極性頭端基團，一個或一個以上的 N-乙醯神經胺酸（Neu5Ac，是一種唾液酸）殘基位於末端。 p.379

圖 10 - 14 圖10-14　由此處繪製的空間填充模型和結構方程式可清楚看出磷脂醯膽鹼（一種甘油磷酸脂）和神經鞘磷脂（一種神經鞘脂）在形狀和分子結構的相似性。此處繪製了他們的空間充填模型和結構。 p.379

圖 10 - 15 圖10-15　神經鞘糖脂是血型的決定因子。人類血型（O、A、B）由這些神經鞘糖脂的寡糖頭端基團所決定。這三種寡糖也被發現分別附著在 O、A 、B 三種血型者的特定血液蛋白質上。本圖使用了標準糖類符號（見表 7-1）。 p.380

圖 10 - 16 圖10-16　磷脂酶的特異性。磷脂酶 A1 和 A2 水解甘油磷酸脂在甘油 C-1 和 C-2 位置的酯鍵。當一個脂肪酸被 A 型磷脂酶移除，第二個脂肪酸會被溶磷脂酶（lysophospholipase）從分子中切除（此處未表示）。磷脂酶 C 和 D 兩者皆切開在頭端基團的一個磷酸二酯鍵。有些磷脂酶只會作用在一種甘油磷酸脂， 例如： 磷脂醯肌醇 4,5- 二磷酸（phosphatidylinoitol 4,5-biphosphate）（如圖所示）或磷脂醯膽鹼；其他的則較不專一。當有一個脂肪酸被 A 型磷脂酶移除時，第二個脂肪酸會被溶血磷脂酶從分子中切除（此處未表示）。 p.380

固醇具有四個結合的碳環 固醇（sterols）是多數真核細胞中的細胞膜結構性脂質。其結構特色是以四個融合的碳環形成類固醇核心，其中包括三個六碳環及一個五碳環（圖 10-17）。 膽固醇（cholesterol）是動物組織中的主要固醇，為雙性分子，具有一個極性頭基（在 C-3 上的羥基）和非極性碳氫化合物本體（類固醇核心和 C-17 上的碳氫化合物支鏈），伸展模式約與 16-碳的脂肪酸等長。 p.380

圖 10 - 17 圖10-17　膽固醇。透明的表面輪廓圖中可見膽固醇的棒狀分子結構。化學結構式中，碳環標示為 A 至 D 之代號，碳原子也以藍色數字編號，以便區分以類固醇為核心的衍生物。C-3 上的羥基（粉紅色）為極性頭基。為了儲存及運送固醇，此羥基會與一個脂肪酸縮合成固醇酯類。 p.382

BOX 10-2 膜脂質的不正常堆積引起的人類遺傳疾病 BOX 1-2 FI 圖1　GM1、紅血球糖苷脂和神經鞘磷脂分解成神經醯胺的路徑。水解特定步驟的酵素缺陷用 顯示，並標示部分由分解產物堆積所造成的疾病。 圖2　患有泰賽二氏症嬰孩的腦細胞的電子顯微照相，顯示出不正常的神經節苷脂沉積在溶酶體中。 p.381

膽酸（bile acids）是膽固醇的極性衍生物，作為腸道的界面活性劑，幫助攝取的脂肪乳化使其能迅速被消化道的解脂分解。 p.381

總結 10.2 膜的主要成分是含有極性頭端和非極性尾端的極性脂質。含量最豐富的是甘油磷酸脂，含有以酯化鍵結到甘油兩個羥基的脂肪酸，頭端分子乙醇則由磷酸二酯鍵連結到甘油的第三個羥基。固醇則是另一具極性的脂質。 甘油磷酸脂主要區別在於其頭基結構；常見的甘油磷酸脂有磷脂醯乙醇胺和磷脂醯膽鹼。甘油磷酸脂的極性頭基在 pH 值接近 7 時帶電荷。 葉綠體的膜富含半乳糖脂和硫脂。半乳糖脂由二醯甘油連結一個或二個半乳糖殘基組成，而硫脂類則由二醯甘油連結一個硫化糖殘基，因而具有負電荷的頭基。 p.382

固醇含有四個結合的碳環和一個羥基。膽固醇是動物中的主要固醇，是膜的主要結構成分和其他固醇類荷爾蒙的前驅物。 古細菌具有獨特的膜脂質，此膜脂質有長鏈烷基以醚連結在甘油兩端，並以糖殘基和（或）磷酸根連結在甘油上，提供一個極性或帶電的頭基。這些脂質在古細菌所生存的惡劣環境下非常穩定。 神經鞘脂含有神經鞘胺醇和神經鞘磷脂。神經鞘胺醇是一個長鏈脂肪族胺基醇，但不含甘油。神經鞘磷脂除了含有磷酸和膽鹼，還有二個長的碳氫鏈（其中一個是脂肪酸，另一個是神經鞘胺醇）。神經鞘脂的三個類別是腦苷脂、紅血球糖苷脂和神經節苷脂（含有糖的成分）。 固醇含有四個結合的碳環和一個羥基。膽固醇是動物中的主要固醇，是膜的主要結構成分和其他固醇類荷爾蒙的前驅物。 p.382

10.3 脂質可作為訊號、輔因子及色素 類二十烷酸類攜帶訊息至鄰近細胞 10.3 脂質可作為訊號、輔因子及色素 類二十烷酸類攜帶訊息至鄰近細胞 所有類二十烷酸的命名皆來自希臘語 eikosi（為20 之意），都是 20 碳多元不飽和脂肪酸—花生四烯酸〔20:4（Δ5,8,11,14）〕的衍生物（圖 10-18）。類二十烷酸可分為三類：前列腺素（prostaglands）、凝血烷（thromboxanes）與白三烯（lenkotnienes）。 p.382

(1)前列腺素（prostaglandins；PG）含有一個五碳環源 自花生四烯酸鏈。 (2)凝血烷（thromboxanes）具有一個含醚鍵的六員 環。由血小板所製造，可使血液凝結並減少血液流到凝血處。 (3)白三烯（leukotrienes）首先發現於白血球，其含有三個共軛雙鍵，是重要的生物訊息分子。 p.384

圖 10 - 18 圖10-18　花生四烯酸與一些類二十烷酸衍生物。類二十烷酸類的前驅物-花生四烯酸，包括前列腺素、凝血烷和白三烯素。前列腺素 E1（prostaglandins E1）中的 C-8 與 C-12 相互連接形成典型五碳環結構。凝血烷 A2（thromboxane A2）中，除 C-8 與 C-12 相互連接外，並加入一氧原子形成六員環。白三烯 A4（leukotriene A4）則具有連續的三個共軛雙鍵。非類固醇類消炎藥（NSAIDs）如阿司匹靈和異丁苯丙酸可藉由抑制環加氧酶（前列腺素 H2 合成酶）阻斷由花生四烯酸合成前列腺素與凝血烷的途徑。 p.383

圖11.B 選擇的類二十碳酸生物作用

圖 10 - 19 圖10-19　類固醇是由膽固醇衍生而來。睪固酮為睪丸產生的雄性荷爾蒙。雌二醇為胎盤與卵巢產生的雌性荷爾蒙之一。皮質醇和醛固酮為腎上腺皮質所合成的荷爾蒙，分別可調節葡萄糖代謝及鹽類的排泄。去氫皮質醇及腎上腺皮質酮為合成的類固醇，可作為消炎藥物。油菜素內酯（brassinolide）為維管束植物中的生長調控物。 p.384

維生素 A 和 D 是荷爾蒙前驅物 維生素 D3（vi t amin D3），也稱為膽鈣化醇（cholecalciferol），通常在皮膚中受到陽光中紫外線照射，由 7-脫氫膽固醇（7-dehydrocholesterol）進行光化學反應形成（圖 10-20a）。 維生素 A（vitamin A）即視網醇（retinol）可作為荷爾蒙和脊椎動物眼睛中的感光色素（圖 10-21）。 p.385

圖 10 – 20 (a) 圖10-20　維生素 D3 的製造與代謝。(a) 膽鈣化醇（維生素 D3）是由 7-去氫膽固醇在皮膚內經紫外光照射所產生。在肝臟中，一個羥基會被添加至 C-25；在腎臟中，C-1 進行第二次羥化作用，產生了活化的荷爾蒙，即 1,25-二羥膽鈣化醇。此種荷爾蒙可調節 Ca2+ 在腎臟、腸道及骨骼中的代謝。 p.385

圖 10 – 20 (b) 圖10-20　維生素 D3 的製造與代謝。(b)日常飲食中的維生素 D 可避免軟骨症，此類疾病常見於寒冷的氣候環境中，因為厚重的衣物遮蔽了日光中的紫外線，皮膚因而無法合成必要的維生素 D3。從 John Steuart Curry 繪製的大型壁畫，生物化學研究的社會益處（1943） 中之細節看來，左側的人物及動物顯現營養不良所產生的影響，包括具有典型軟骨症彎曲雙腳的男孩。右側的人物及動物則因「研究的社會益處」而較健康，包括使用維生素 D 來治療及預防軟骨症。此壁畫位於 Wisconsin-Madison 大學的生物化學系。 p.385

圖 10 – 21 p.386

圖 10 – 21 (續) 圖10-21　維生素 A1 和其前驅物與衍生物。(a) β-胡蘿蔔素為維生素 A1 的前驅物。異戊二烯的結構單元以紅色虛線加以區分。β-胡蘿蔔素切割後成為 2 個維生素 A1（視網醇）(b)。C-15 被氧化後，視網醇會轉變為醛類，稱為視網醛 (c)，更進一步的氧化產生視網酸 (d)，此類荷爾蒙可調控基因表現。視網醛可與視蛋白（opsin）結合成為視紫質（rhodopsin）（此處未標示），視紫質為自然界廣泛存在的感光色素。在黑暗環境中，視紫質中的視網醛為 11-順式 (c)。當視紫質分子被可見光激發後，11-順式-視網醛會經過一連串的光化學反應而成為所有-反式-視網醛 (e)，並使視紫質分子的結構因此改變。該轉型會使脊椎動物視網膜的桿狀細胞發出電子訊號到腦部，此為視覺傳導的基礎，我們將在第 12 章詳細討論此現象。 p.386

維生素 E、K 和脂是氧化還原反應的輔因子 維生素 E（vitamin E）是一個集合名詞，泛指與生育酚（tocopherols）相似的脂類，它們皆有芳香環一個長的類異戊二烯支鏈（圖 10-22a）。 維生素 K（vitamins K）的芳香環（圖 10-22b）在變成活化態的凝血酶原（凝血所必須的血漿蛋白質）之前，會經過一連串的氧化還原反應。 p.387

圖 10 – 22 (a-c) p.387

圖 10 – 22 (d-f) (續) 圖10-22　一些具生物活性的類異戊二烯化合物或其衍生物。異戊二烯的結構單元以紅色虛線加以區分。在多數的哺乳類組織中，泛醌（也稱作輔酶 Q）具有 10 個異戊二烯單元。動物的多萜醇具有 17 到 21 個異戊二烯（85 到 105 個碳原子），細菌的多萜醇類具有 11 個異戊二烯單元，而植物及真菌則具有 14 到 24 個異戊二烯單元。 p.387

圖 10 – 23 圖10-23　植物及鳥羽毛中做為色素的脂質。在光譜中可見光區具有長共軛系統吸收光的化合物。這些化合物在化學上的微小差異產生具有完全不同顏色的色素。鳥類藉由食用含有類胡蘿蔔色素植物差異的材料取得其羽毛之紅色或黃色色素（角黃素，玉米黃素等）。腸道吸收及類胡蘿蔔素的差異造成公母鳥類顏色的差異。 p.388

總結 10.3 有一些脂質雖然相對比例上含量相當少，但是可扮演如輔因子或訊號等重要角色。 磷脂醯肌醇二磷酸經過水解之後產生兩種訊息傳訊者：二醯甘油和肌醇 1,4,5-三磷酸。磷脂醯肌醇 3,4,5-三磷酸在生物訊息傳遞上，是與生物訊號有關的蛋白質超分子複合體成核作用的關鍵。 從花生四烯酸衍生的前列腺素、凝血烷、和白三烯（類二十烷酸類）都是效力很強的荷爾蒙。 類固醇荷爾蒙是由固醇衍生來的，是相當強力的生物訊息傳遞分子，例如：性激素。 p.388

泛和質體都是類異戊二烯的衍生物，分別在粒線體和葉綠體中扮演電子載體的角色。 多萜醇可以活化及固定糖細胞膜上；用以合成某些醣類、醣脂與醣蛋白。 維生素 D、A、E、及 K 都是從異戊二烯單元體組合成的脂溶性化合物，在動物的代謝及生理上扮演必要的角色。維生素 D 是調節鈣吸收的荷爾蒙前驅物，維生素 A 可以提供脊椎動物眼睛的視覺色素，並參與調控上皮細胞生長時的基因表現，維生素 E 則是可以保護膜脂質不要受到氧化的傷害，維生素 K 是血液凝固過程中所必需的。 泛和質體都是類異戊二烯的衍生物，分別在粒線體和葉綠體中扮演電子載體的角色。 多萜醇可以活化及固定糖細胞膜上；用以合成某些醣類、醣脂與醣蛋白。 脂質性共軛二烯為花及水果中的色素，並使鳥類羽毛具有鮮明的色彩。 p.388

10.4 脂質的操作 一些常用的分析方法示於圖 10-24。 (1)脂質的萃取需要用到有機溶劑 (2)吸附層析法分離不同的極性的脂質 10.4 脂質的操作 一些常用的分析方法示於圖 10-24。 (1)脂質的萃取需要用到有機溶劑 (2)吸附層析法分離不同的極性的脂質 (3)氣-液相層析法分析揮發性脂質衍生物的組成 (4)專一性水解有助於測定脂質結構 p.389

圖 10 – 24 p.389

圖 10 – 24 (續) p.389

圖 10 – 24 (續) 圖10-24　常用的萃取、分離與分析細胞脂質的方法。(a) 組織以氯仿／甲醇／水的混合液均質，加入水再離心，把無法萃取的沉澱物移除，並將萃取液分為兩層。在氯仿層中不同的脂質可以用 (b) 吸附層析法分離，以逐漸增加極性的溶劑通過矽膠層析管柱，將不同極性的脂質分離，或以 (c) 薄層層析法（TLC）分析，利用溶劑在矽土平板上隨毛細作用上升時將脂質帶動，極性低的脂質其移動速度比極性高或帶電荷的脂質來得快。如果選用適當的溶劑，相近種類的脂質也可以利用 TLC 來分離；例如：帶電荷的脂質，磷脂醯絲胺酸、磷脂醯甘油與磷脂醯肌醇都可輕易的分開。 　 為了進一步分析脂肪酸的組成，帶有酯鍵的脂肪酸可以用溫熱的氫氧化鈉和甲醇溶液進行轉酯基作用 (d)，以產生脂肪醯基甲酯類混合物。這些甲酯類可以依其碳鏈長度及飽和度的不同，以 (e) 氣-液相層析法（GLC）或是 (f) 高效能液相層析法（HPLC）分析。若是以質譜分析法精確定出分子量，則可以區分出每一種脂質。 p.389

(5)質譜分析法可以解析完整的脂質結構 (6)脂質體學希望能分類所有脂質及其功能 p.391 ■ 膜的結構蛋白包括甘油磷脂質及神經鞘脂，但於表 10-3 中，這兩者落於不同分類中。每種分類方法都有其優點。 p.391

圖 10 – 25 p.391

圖 10 – 25 (續) 圖10-25　以質譜儀測定脂肪酸的結構。當分子受到電子撞擊之後，脂肪酸首先轉變成縮短雙鍵的衍生物。此處顯示的衍生物為亞麻油酸—18:2（Δ9,12），分子量 371—的吡啶甲基酯，其中的醇類是吡啶甲醇（紅色）。當電子束撞擊時，此分子會揮發而且轉換成母離子（M+；分子量 371），其中的氮原子帶正電，另外還產生許多脂肪酸 C─C 鍵斷裂的小片段。質譜儀依其質荷比（m／z）分離這些帶電的片段（質譜儀的原理回顧見 Box 3-2。）在 m／z=92、108、151 和 164 處的突起離子含有吡啶甲醇中的吡啶環和各種羧基片段，顯示此化合物的確是一個吡啶甲基酯。分子的離子（m／z=371）證實這個 C-18 脂肪酸有 2 個雙鍵。差 14 個原子質量單位（amu）的等差級數表示從該分子（脂肪酸的 C-18）的右端失去甲基或是亞甲基，直到該離子達到 m／z=300。接續的 26 amu 間隔，代表在 m／z=274 的位置上有末端雙鍵的碳；之後的 14 amu 間隔，代表在m／z=260 的位置上有 C-11 亞甲基，以此類推。於是可以測定整個結構，但雙鍵是順式或反式就無法由此方法得知。 p.391

表 10-3 TABLE 1-1 p.391

總結 10.4 在決定脂質的組成時，首先是用有機溶劑從組織中萃取出脂質，之後以薄層、氣相-液相、高效率液相層析分析加以分離。 選擇水解特定的磷脂質鍵結的磷脂解酶，可產生比較簡單的化合物以進行往後的分析。 個別的脂質可以其在層析的特性、受特定酵素水解的情形，或是以質譜儀分析來鑑定。 脂質體學結合了強大的分析技術來決定一細胞或組織中的全套脂質（脂質體學），以及組合資料庫使得不同細胞種類及不同狀況之脂質可進行比較。 p.392