生物化學/脂類
脂類是一類結構多樣的生物分子,其定義特徵是疏水性和在有機溶劑中的溶解性。脂類具有多種功能,包括能量儲存和細胞訊號傳導,並且是細胞膜的主要組成部分。
脂肪酸簡單來說就是一端帶有羧基的線性碳鏈。
脂肪酸通常含有 10 到 24 個碳原子,可能含有一個或多個雙鍵。這些雙鍵幾乎總是處於順式構型。
脂肪酸既有俗名也有系統命名法。系統命名法基於具有相同碳原子數的烷烴或烯烴,並將烴的最終e替換為oic acid。例如,月桂酸(圖 x)
是一種含有 12 個碳原子且沒有雙鍵的脂肪酸,因此係統命名法為十二烷酸,其離子形式為十二烷酸鹽。(飽和脂肪酸表)如果存在雙鍵,則用 Δ 符號和表示雙鍵位置的上標數字標記其位置,並在前面加上順式或反式以指示構型(但幾乎總是順式)。從羧基端開始對碳原子進行計數,如圖 x 所示,因此在碳原子 9 和 10 之間具有順式雙鍵的十二碳烯酸將是:順式-Δ9-十二碳烯酸酯。
第 2、3 和最後一個碳原子分別稱為 α、β 和 ω 原子。
脂肪酸可以與甘油結合形成單醯基甘油、二醯基甘油和三醯基甘油。
一類磷脂是磷酸甘油酯,它們是由與磷酸基團相連的二醯基甘油形成的。磷酸甘油酯通常具有以下排列方式
- 甘油的 #1 位羥基通常與飽和脂肪酸酯化
- 甘油的 #2 位羥基通常與不飽和脂肪酸酯化
- 甘油的 #3 位羥基與磷酸基團酯化
有四種常見的磷酸基團。絲氨酸、乙醇胺和膽鹼在結構上相似,而肌醇則不同:
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鞘脂,具有與磷酸甘油酯相同的整體形狀,但化學性質不同,使用鞘氨醇代替甘油。鞘氨醇具有類似於脂肪酸的長烴尾,連線到類似於氨基酸絲氨酸的結構。脂肪酸可以連線到胺基,而“頭部”基團可以連線到羥基(見圖 x)。鞘脂根據這種頭部基團命名
- 如果沒有頭部基團,則稱為神經醯胺
- 如果頭部基團是磷酸和膽鹼,則稱為鞘磷脂
- 如果頭部基團是糖,則稱為糖鞘脂(或糖脂)
大多數鞘脂屬於第三類,即糖鞘脂。人們認為它們除了在膜中的結構作用外,還在細胞識別和保護方面具有功能。
當與水混合時,磷酸甘油酯和鞘脂將形成兩種特徵結構。膠束是由這些脂類構成的球體,疏水尾部在球體內部相互作用,而極性頭部基團在球體表面與水相互作用。這些脂類還會形成所謂的脂雙層。這些是兩層脂類組成的片狀結構,其中疏水尾部伸入中心,而極性頭部基團位於表面與水相互作用。細胞膜是由脂雙層組成的。(膠束圖、膠束橫截面圖、脂雙層圖)