結構生物化學脂類和細胞膜術語及資訊

脂肪酸：脂肪酸是各種長度和不飽和度長的烴鏈，具有羧酸基團。脂肪酸名稱基於母體烴鏈。脂肪酸是脂類的關鍵組成部分，脂類因它們而具有疏水性。
磷脂：磷脂在所有生物膜中含量豐富，由一個或多個脂肪酸、連線脂肪酸的平臺、一個磷酸鹽和一個醇基組成。醇基可以變化，增加額外的多樣性。
鞘氨醇：是一種更復雜的醇，可用作磷脂中的平臺。這種醇是一種具有長不飽和烴鏈的氨基醇。這裡的氨基透過醯胺鍵與脂肪酸連線。
磷酸甘油酯：磷脂最常見的平臺是甘油。具有甘油平臺的磷脂稱為磷酸甘油酯。這些分子還具有兩個透過酯化鍵連線的脂肪酸鏈和一個也透過酯化鍵連線到甘油的磷酸基團。
糖脂：糖脂是含糖脂類，來源於鞘氨醇。這裡，脂肪酸被醯化到氨基，糖單元連線到伯羥基。
膽固醇：膽固醇是一種具有類固醇基礎的脂類，一端有一個羥基，另一端有一個烴尾。膽固醇與磷脂的脂肪酸鏈平行，羥基與磷脂的極性頭部基團相互作用。
兩親性：兩親性分子既包含親水部分也包含疏水部分，例如膜脂，它具有相互平行的疏水脂肪酸鏈，而親水頭部基團則與極性介質相互作用。
脂質雙層：脂質雙層對離子和其他極性分子具有高度的不可滲透性。脂質雙層由兩層脂質分子形成的薄膜構成，形成一個扁平的、連續的、廣泛的、自修復的屏障。
脂質體：脂質體也被稱為脂質囊泡，它有一個被脂質雙層包圍的小型水性隔室。它可以用來捕獲內部的分子並測試膜的滲透性。
整合膜蛋白：整合膜蛋白與膜脂的烴鏈密切相互作用，並透過與非極性相互作用作鬥爭的試劑釋放。
外周膜蛋白：外周膜蛋白透過與膜脂的極性頭部基團發生靜電和氫鍵相互作用而與膜結合。
橫向擴散：橫向擴散是脂質在膜中發生的持續橫向運動（從一側到另一側）。這可以透過光漂白來證明，表明脂質雙層是一種不對稱的流體結構。
橫向擴散：橫向擴散是脂質跨越膜翻轉的過程，發生的頻率遠低於橫向擴散。
膠束：它是脂肪酸分子聚集體，疏水尾部指向內部，親水頭部指向外部。
疏水性指數：每個氨基酸殘基都分配了一個特定的數字，表示蛋白質疏水性的程度。疏水性更強的氨基酸具有更高的值。

生物膜多樣性的共同特徵

膜在結構和功能上多種多樣。一些重要的屬性包括

具有片狀結構，兩分子厚，在不同隔室之間形成封閉邊界。膜厚度從 60 A (6nm) 到 100 A (10nm)。
主要由脂類/蛋白質組成。脂類與蛋白質的質量比範圍從 1:4 到 4:1。
由連線到脂類和蛋白質的碳水化合物組成
膜脂是一種小分子，同時具有親水性和疏水部分。脂類在水性介質中形成封閉的雙分子層（脂質雙層），並作為極性分子流動的屏障。
特異性蛋白質介導膜的獨特功能。充當泵、通道、受體、能量換能器和酶。
非共價組裝，意味著構成蛋白質和脂質分子透過非共價相互作用結合在一起
不對稱，兩側總是彼此不同
流體結構。脂質分子在膜平面內快速擴散，以及蛋白質，除非被特定相互作用固定下來。可以看作是定向蛋白質/脂類的二維溶液
大多數細胞膜在電子上是極化的。內部為負（大約 60mV）。膜電位在運輸、能量轉換和興奮性中起著關鍵作用

脂肪酸是脂類的關鍵組成部分

脂肪酸：不同長度/不飽和度長的烴鏈，末端為羧酸基團。名稱源自母體烴，將最後的 e 替換為 oic。

例如，C₁₈ 飽和脂肪酸 = 十八烷酸
例如，C₁₈ 帶一個雙鍵 = 十八烯酸
例如，C₁₈ 帶兩個雙鍵 = 十八二烯酸
例如，C₁₈ 帶三個雙鍵 = 十八三烯酸

如何命名脂肪酸

碳 2 和 3 稱為 Alpha () 和 Beta ()
鏈末端的甲基碳稱為 omega ()-碳原子
雙鍵的位置用三角形/δ () 表示，後面跟著上標數字

- 例如，順式-9 = 碳 9 和 10 之間的順式雙鍵

雙鍵的位置可以透過從遠端開始計數來表示，以 omega ()-碳原子（甲基碳）作為 C-1。
脂肪酸在生理 pH 下電離，以羧酸鹽形式指代它們

脂肪酸在鏈長和不飽和程度上有所不同（關於脂肪酸的事實）

脂肪酸通常含有偶數個碳原子（介於 14-24 之間）。
16-18 個碳鏈脂肪酸最常見。
大多數雙鍵不飽和脂肪酸的構型為順式
烷基鏈可以飽和，可以包含一個或多個雙鍵
不飽和脂肪酸的熔點低於相同長度的飽和脂肪酸
鏈長影響熔點，短鏈長度和不飽和度增強了脂肪酸及其衍生物的流動性

三種主要的膜脂

磷脂（主要類別） - 由四個組成部分構成：一個或多個脂肪酸、連線脂肪酸的平臺、一個磷酸鹽和連線到磷酸鹽的醇 - 提供疏水屏障，而分子的其餘部分是親水的，這有助於與水性環境相互作用。

**糖脂類，富含脂類 - 最簡單的糖脂類被稱為腦苷脂，它包含一個單糖殘基（葡萄糖或半乳糖）**

**膽固醇，由四個連線的烴環構成的類固醇**

磷脂類和糖脂類在水性介質中很容易形成雙分子層

**膜形成是分子兩親性的結果。它有助於磷脂形成膜，因為極性頭部基團有利於與水接觸，而烴尾部相互作用。**

**分子可以使用膠束來排列自己 [膠束圖片]**
**膠束：極性頭部基團形成外表面，被水包圍，而烴尾部在內部，相互作用。**

**磷脂和糖脂類的優選結構是雙分子層，因為磷脂/糖脂類的兩條脂肪酸鏈太龐大而無法適應膠束的內部。**
**膠束尺寸（小於 200 埃（20 奈米））與雙分子層尺寸（107 埃（106 奈米））的對比**

**脂質雙層透過自組裝過程自發形成（雙分子層的結構內在地存在於組成脂質分子的結構中）**

參考文獻

**Berg, Jeremy M., Tymoczko, John L., and Stryer, Lubert. Biochemistry. 6th ed. New York, N.Y.: W.H. Freeman and Company, 2007.**

**生物化學 Berg 第 7 版**