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脂类生物化学 (Lipids and Lipid Biochemistry)
生物脂类是一类范围很广的化合物,化学成分及结构差异极大,脂类定义的特点就是水不溶性(water insoluble)(即脂溶性,fat-soluble),因此,多数脂类都易溶于乙醚、氯仿、己烷、苯等有机溶剂,而不溶于水。
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脂类功能 脂类的功能也是多样的,(1)脂肪和油是很多生物主要的能量贮存形式;(2)磷脂及固醇组成了生物膜约一半的部分;(3)有些脂类虽然数量相对较低,但在酶的辅助因子、电子载体、光吸收色素、疏水稳定体、乳化剂、激素及胞间信息等方面都起着关键作用;(4)还有些脂类有防止机械损伤及防止热量散发的保护作用。
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脂类分类 根据化学结构及脂的组成,脂类可分为: 1.单纯脂类(质)(Simole lipids),包括脂肪、油和蜡;
2.复合脂类(Lipid complex),包括磷脂(甘油磷脂和鞘磷脂)和糖脂(脑苷脂和神经节苷脂); 3.异戊二烯类(Isoprenes),包括多萜类及固醇和类固醇类。
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皂化反应(Saponification)及皂化值(Saponification Number)
甘油三酯的酯键对酸碱敏感,可被水解,脂肪在KOH或NaOH条件下加热,可产生甘油和脂肪酸的钠或钾盐,这种盐被称为皂。水解1g甘油三酯所需KOH的mg数为皂化值,从皂化值的数量可略知混合脂肪酸或混合脂肪的平均相对分子量,平均相对分子量=3561000/皂化值。 肥皂的作用是通过形成微小聚积物(胶粒)而溶解或分散水不溶性物质而达到去污的目的。
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酸败(Racidity)和 酸值(Acid Number)
脂肪长期暴露于潮湿闷热的空气中,受到空气的作用,游离脂肪酸被氧化、断裂生成醛、酮及低分子量脂肪酸,产生难闻的恶臭味,称之酸败。中和1g油脂中游离脂肪酸所消耗KOH的mg数称为酸值,可表示酸败的程度。
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卤化(Halogenation)和 碘价(碘化值, Iodine Number)
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。100g油脂所能吸收的碘的g数—碘值,可以用来判断油脂中不饱和双键的多少。
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维生素A、D、K、E 是脂溶性维生素 Vit A -胡萝卜素 胆固醇 Vit D
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磷脂酶的作用 A1广泛存在于动物的细胞器、微粒体中,专一水解磷脂分子C1上的酯键,水解产物为溶血性磷脂(Lysophosphatidyl lipid),为溶血性磷脂酶。 A2大量存在于蛇毒、蝎毒、蜂毒等,专一水解C2上的酯键,产物为溶血性;为溶血性磷脂酶。 B专一水解A2水解产物1-脂酰磷脂C1上的酯键,也是溶血性磷脂酶。 C主要存在于动物脑、蛇毒和微生物中,作用于磷脂酸C3位的磷酸酯键。 D主要存在于高等植物,水解C3位第2个磷酸酯键。
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磷脂酶的作用位点
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脂肪酸的β氧化 FFA是人及哺乳动物的主要能源物质,除脑组织外,大多数组织都能氧化FFA,以肝脏和肌肉最为活跃。
四个阶段 脂肪酸的活化――脂酰CoA的生成 脂酰基进入线粒体 脂酰CoA的β-氧化 三羧酸循环和氧化磷酸化
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脂肪酸的活化
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肉碱
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脂肪酸的转运
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-氧化
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酮体的生成 部位:肝细胞 线粒体 原料:乙酰CoA 产物:乙酰乙酸、 β羟丁酸、 丙酮
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生理意义: 酮体是脂肪酸在肝脏正常代谢的中间产物,是肝脏输出能源的一种形式。 酮体分子小,水溶性大,易于通过血脑屏障和肌肉毛细血管壁,是脑组织和肌肉组织的重要能源。 正常情况下,脑组织仅能利用葡萄糖作为能源,不能氧化脂肪酸。饥饿或糖供应不足时脂肪动员,肝脏将脂肪酸转化为酮体,酮体分子小,水溶性大,易于通过血脑屏障和肌肉毛细血管壁,成为脑组织和肌肉组织主要的能源,也因此减少了作为糖异生原料的肌肉蛋白质的降解。
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