脂质 Active lipids.

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1 脂质 Active lipids

2 膜脂和贮藏脂类的功能是“ 被动”的 膜脂和贮藏脂质大量存在 膜脂占大部分细胞干重的5％到10％ 贮存脂质占脂肪细胞干重的80％以上
被动的表现 作为燃料的贮藏脂质一直存到被氧化利用 膜脂作为不可渗透的“壁垒”包裹细胞

3 功能“主动”的脂质： 作为信号，辅因子和色素的脂质
量很少，功能很重要 激素 细胞内信号 电子传递链中的辅酶 糖基化过程的载体 天然色素（具有共轭双键） “活性脂”由膜脂衍生出来，或由脂溶性的维生素衍生出来 色素如胡萝卜素，视觉和光合作用的色素（叶绿素，叶黄素，虾红素，番茄红素。都是异戊二烯单位拼接而成）

4 一、磷脂酰肌醇和鞘氨醇衍生物是细胞内的信号分子
磷脂酰肌醇4，5－二磷酸 PIP2 位于细胞膜的胞质面 作为某些细胞骨架蛋白和胞吐过程中某些促进膜融合的可溶蛋白的结合点 作为信号分子库

5 磷脂酶C 复习

6 IP3-DAG-Ca2+ 信号通路 磷脂酰肌醇 磷脂酰肌醇二磷酸 细胞膜上的磷脂酶C 三磷酸肌醇 二脂酰甘油
当血管紧张素（vasopressin）结合到肾收集管上皮细胞上的受体时，一种特异的磷脂酶C将被激活 PKC介导将ATP的磷酸基团连接到底物蛋白上，改变它们的活性，细胞的代谢。

7 例：PIP2介导的信号通路导致卵的激活

8 海胆卵激活过程中的钙离子爆发

9 PI和PIP3的生物学功能 含有PH和PX结构域的蛋白可以高度特异性的结合 细胞膜上的磷脂酰肌醇（PI），在细胞膜内表面形 成酶复合体
磷脂酰肌醇3，4，5-三磷酸（PIP3）：很多蛋白可 以结合PIP3，所以细胞外信号导致PIP3形成，可以 引发相关蛋白质被募集到细胞膜内表面

10 鞘氨醇脂是细胞内信号分子的另一来源 神经酰胺（ceramide）和鞘磷脂是潜在的蛋白激 酶的调节因子
神经酰胺和其衍生物参与细胞分裂，分化，迁移和 凋亡的调控 强调神经酰胺与二脂酰甘油的类似性 DAG ceramide

11 二、类二十碳烷酸（eicosanoids）是一类传递给临近细胞的信号分子
类二十碳烷是旁分泌的激素 这一类脂肪酸衍生物对脊椎动物的组织有很强的作 用： 生殖功能 受伤或疾病引起的炎症，发烧，疼痛 凝血，调节血压 胃酸的分泌 其他过程

12 所有的类二十碳烷酸都来源于花生四烯酸 （20：4 △5c，8c，11c，14c） 提问：花生四烯酸的系统命名写法 白三烯 前列腺素 凝血噁烷

13 前列腺素（PG） 含有五元环 名称来源于其最早被提取的组织 PGE：溶解于醚中；PGF：溶解于磷酸缓冲液 PGE1，PGE2 et al.

14 机制：调节细胞内信号cAMP的合成。由于cAMP介 导很多激素的作用，所以前列腺素可以影响很多细 胞和组织功能
刺激子宫收缩 影响血液向某些器官流动 作息周期 影响某些组织对激素的响应（如肾上腺素和胰高血 糖素） 发烧，发炎，疼痛

15 凝血噁烷（thromboxanes） 有六元碳环，环中有一个醚键 由血小板产生，在血液凝结和减少血液流向凝血点 的过程中起作用
阿司匹林，布洛芬，甲氧胺苯酸钠抑制 prostaglandin H2 synthase，导致前列腺素和凝 血噁烷不能合成，作为抗凝，抗炎，镇痛药。

16 白三烯（Leukotrienes） 首先发现于在白细胞中，有三个共轭的双键，是强 大的生物信号
例如：Leukotriene D4可以导致气管和支气管肌 肉的收缩。过量白三烯导致哮喘 蜂蜇，青霉素过敏引起的休克过程中，肺部平滑肌 的收缩往往是死因之一 白三烯合成过程是一些抗哮喘药的靶标（如强的松）

17 三、类固醇激素是组织间的信息分子 甾醇的氧化衍生物 有甾醇的四联环，但没有D环上的烃链 比胆固醇极性强 睾酮 雌激素 可的松（皮质醇）
血液中有蛋白载体 可的松（皮质醇） 醛固酮

18 类固醇激素从合成位置经血流运送到靶组织，进入细 胞，结合于细胞核中的受体，调节基因表达和代谢
内分泌： 类固醇激素从合成位置经血流运送到靶组织，进入细 胞，结合于细胞核中的受体，调节基因表达和代谢 类固醇激素与其受体蛋白亲和力极强，所以极低浓 度的激素就可起作用 类别：雌激素，雄激素；肾上腺皮质分泌的可的松 和醛固酮 抗炎药物：强的松（Prednisone），脱氢皮质(甾) 醇（强的松龙（prednisolone）） 强的松和强的松龙抑制磷脂酶A2，阻止花生四烯酸的释放。抑制哮喘和类风湿性关节炎 提问：甘油膜脂两条脂肪链的特点

19 四、磷脂酰肌醇，类固醇和类二十碳烷酸类似物被用作植物的信号分子
同动物一样，维管植物也利用PIP2和IP3调节细胞内 钙离子浓度 说明该信号通路的古老来源

20 类固醇信号分子：芸苔素内酯（油菜素内酯）及其 衍生物是潜在的植物生长调节因子。可以增加茎伸 长的速度并影响生长过程中纤维素分子在细胞壁中 的排列方向。

21 其甲基酯是茉莉油的主要香气成分，用于各种香水 的生产。
茉莉花酸（jasmonate），由膜脂中的18： 3△9,12,15 PUFA衍生，与动物体中类二十碳烷酸结 构类似，也是“强大的”生物信号分子，诱发植物 对病虫害的防御反应等。 其甲基酯是茉莉油的主要香气成分，用于各种香水 的生产。 ranging from growth and photosynthesis to reproductive development. In particular, JAs are critical for plant defense against herbivory and plant responses to poor environmental conditions and other kinds of abiotic and biotic challenges.

22 五、维生素A和D是激素前体 维生素：对人体和脊椎动物的健康是必需的，不能 合成，只能从膳食中摄取。 分类：脂溶性；水溶性
脂溶性维生素：A,D,E,K 都是由异戊二烯（isoprene）拼接成的

23 维生素D是激素前体 维生素D3（cholecalciferol 胆钙化甾醇） 由皮肤中7-脱氢胆固醇经UV照射发生光化学反应生 成
本身无活性，在肝和肾中酶的催化下变成1，25- 二羟基胆钙化甾醇（钙三醇），调节肠道对钙的吸 收，以及肾脏和骨骼中钙的水平

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25 维生素D2是由酵母中的麦角固醇经UV照射后形成 的产物，已经商品化，结构与D3及其类似，具有同 样的功能
如开启肠道中Ca结合蛋白的表达

26 维生素A是激素前体 维生素A也叫视黄醇（retinol），是激素和脊椎动 物视色素前体。
其衍生物视黄酸（retinoic acid）可以进入细胞， 与核里的受体结合调节基因表达，控制胚胎的前后 轴形成，上皮组织的发育 视黄酸处理爪蛙胚胎 视黄酸是维A酸药物的有效成分，具有抗皱功能

27 视黄醛是一种色素，可以激发视网膜中视杆和视锥 细胞对光的反应，产生神经信号给大脑皮层
在鱼肝油，肝，全脂奶，黄油中丰富，胡萝卜素可以被酶催化形成维生素A 缺乏症：皮肤，粘膜，眼睛干燥，发育迟缓，夜盲症

28 六、维生素E，K和奎宁（quinones）是氧化还原的辅因子

29 维生素E 是一系列密切相关的脂类的总称，也叫生育酚 都有芳香环和长的异戊二烯侧链。
由于其脂溶性特点，VE与细胞膜，贮藏脂类和血液 中的脂蛋白结合在一起。 它们是生物抗氧化剂 其芳香环用来破坏最具活性的氧自由基和其他自由 基，保护不饱和脂肪酸免于氧化。 在蛋类，植物油中丰富，在麦芽中含量最高 鳞状皮肤，肌肉无力，不育 人很少缺乏VE，红细胞易破碎 自由基一部分大家自学

30 维生素K 维生素K的芳香环在有活性凝血酶原形成的过程中 经历了先氧化后还原的循环
凝血酶原是一种蛋白水解酶，将纤维蛋白原切断形 成纤维蛋白，帮助凝血 辅助因子 照片上二人独立发现缺乏VK引起凝血过程变慢，可以致死 美国新生儿注射1mgVK，防止新生儿出血症 VK1在绿色植物的叶片里较多，VK2可在脊椎动物肠道细菌中合成

31 华法令阻凝剂 合成药物，抑制有活性凝血酶原的形成 杀鼠 治疗过分凝血产生的疾病，如冠状动脉血栓 竞争性抑制剂？ 杀鼠 救人

32 泛醌（辅酶Q）和质体醌（plastoquinone）
能量代谢 异戊二烯衍生物 分别在线粒体和叶绿体中扮演电子载体的角色

33 七、多萜醇 细菌细胞壁复杂多糖的组装，真核生物中某些糖蛋 白和糖脂中多糖单位的添加，这些过程需要糖基的 载体，称为“多萜醇”（dolichols） 多萜醇与膜脂有很强的疏水相互作用，将结合的糖 锚定在脂膜上，进行糖基转移反应 糖基转移酶在膜上起作用，要求糖基的非极性载体

34 甾醇类，脂溶性维生素，萜类都是异戊二烯的衍生物
香料，色素（番茄红，胡萝卜素，虾红素等等） 提问编号

35 概念：脂蛋白（lipoprotein） 脂质和蛋白质以非共价键（疏水相互作用，范德华 力和静电引力）结合而成的复合物
脂蛋白中的蛋白质部分称为脱辅基脂蛋白或载脂蛋 白（apolipoprotein，apo） 广泛存在于血浆中（血浆脂蛋白） 细胞膜系统与脂质融合的蛋白质也可以看成是脂蛋 白（细胞脂蛋白）

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38 注意动植物的区别

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40 脂类相关的研究方法 提取和分析需要有机溶剂，有些方法在糖类和蛋白 质的研究过程中不常用 一般过程：
复杂的脂类混合物由不同的极性或在非极性溶剂中 不同的溶解性而区分 由酯键和酰胺键连接的脂肪酸可通过酸，碱或高度 特异的水解酶解离下来 进一步的分析

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42 有机溶剂 乙醚，氯仿，苯溶解中性脂质（三脂酰甘油，蜡， 色素等） 膜脂更有效的溶解于极性有机溶剂中，如乙醇，甲 醇
氯仿：甲醇：水（1：2：0.8），此溶液不分相， 组织在该溶液中匀浆，然后加入水，则溶液分相， 脂质在氯仿中，而蛋白质和糖在水/甲醇层中 1.破坏疏水相互作用 2. 减弱疏水相互作用，同时减弱膜脂与膜蛋白的氢键和静电相互作用

43 吸附层析 填充物：硅胶（Si(OH)4的一种形式），一种极性 的不溶物
混合脂质通过时，非极性脂质直接在氯仿流出液中， 极性不带电脂质由丙酮洗脱，极性大或带电脂质则 由甲醇洗脱 类似的：薄层层析 罗丹明，碘蒸汽熏蒸，

44 气液色谱 区分挥发性脂质 首先通过转酯反应将甘油酯变成甲酯降低沸点 加热并由氦气带入色谱柱
不与基质相互作用的，沸点较低的成分先出来，与 基质相互作用的，沸点较高的后出来 用于区分脂肪链长度和不饱和度 高效气相色谱hplc HPLC relies on the pressure of mechanical pumps on a liquid solvent to load a sample mixture onto a separation column, in which the separation occurs. A HPLC separation column is filled with solid particles (e.g. silica, polymers, or sorbents), and the sample mixture is separated into compounds as it interacts with the column particles. HPLC separation is influenced by the liquid solvent’s condition (e.g. pressure, temperature), chemical interactions between the sample mixture and the liquid solvent (e.g. hydrophobicity, protonation, etc…), and chemical interactions between the sample mixture and the solid particles packed inside of the separation column (e.g. Ligand affinity, ion exchange, etc...). HPLC is distinguished from ordinary liquid chromatography because the pressure of HPLC is relatively high, while ordinary liquid chromatography typically relies on the force of gravity to provide pressure. Due to the higher pressure separation conditions of HPLC, HPLC columns have relatively small internal diameter (e.g. 4.6 mm), are short (e.g. 25 mm), and packed more densely with smaller particles, which helps achieve finer separations of a sample mixture than ordinary liquid chromatography can. This gives HPLC superior resolving power when separating mixtures, which is why it is a popular chromatographic technique.

45 通过特异的水解鉴别脂质的结构

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47 质谱确定脂质完整的结构 FIGURE 10–24 Determination of the structure of a fatty acid by mass spectrometry. The fatty acid is first converted to a derivative that minimizes migration of the double bonds when the molecule is fragmented by electron bombardment. The derivative shown here is a picolinyl ester of linoleic acid—18:2(9,12) (Mr 371)—in which the alcohol is picolinol (red). When bombarded with a stream of electrons, this molecule is volatilized and converted to a parent ion (M; Mr 371), in which the N atom bears the positive charge, and a series of smaller fragments produced by breakage of COC bonds in the fatty acid. The mass spectrometer separates these charged fragments according to their mass/charge ratio (m/z). The prominent ions at m/z 92, 108, 151, and 164 contain the pyridine ring of the picolinol and various fragments of the carboxyl group, showing that the compound is indeed a picolinyl ester. The molecular ion (m/z 371) confirms the presence of a C-18 fatty acid with two double bonds. The uniform series of ions 14 atomic mass units (amu) apart represents loss of each successive methyl and methylene group from the right end of the molecule (C-18 of the fatty acid), until the ion at m/z 300 is reached. This is followed by a gap of 26 amu for the carbons of the terminal double bond, at m/z 274; a further gap of 14 amu for the C-11 methylene group, at m/z 260, and so forth. By this means the entire structure is determined, although these data alone do not reveal the configuration (cis or trans) of the double bonds. 亚油酸 甲代吡啶基，电子轰击时稳定双键的位置 14 或倍数是单键 26为双键

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