任务三 类脂的结构与性质
一、磷脂
磷脂是一类含有磷酸的类脂化合物。其中，含有甘油的磷脂称为甘油磷脂，不含甘油而含鞘氨醇的则称为鞘磷脂。磷脂广泛存在于植物的种子和动物脑、肝、蛋黄及微生物体中，它是细胞原生质的固定组成部分。磷脂以脑磷脂、神经磷脂和卵磷脂较为重要。
1.甘油磷脂
甘油磷脂是机体含量最多的一类磷脂，可构成细胞膜，同时也是胆汁和膜表面活性成分的重要组分，在细胞信号识别和蛋白质识别等过程中发挥重要作用。甘油结构中的C3羟基被磷酸酯化，C1和C2被脂肪酸酯化，均称为甘油磷脂。甘油磷脂与含羟基的化合物缩合可生成不同的甘油磷脂（图3-2）。
图3-2 各类磷脂的结构
重要的甘油磷脂有脑磷脂、卵磷脂、丝氨酸脑磷脂、磷脂酰甘油、磷脂酰肌醇等。卵磷脂和脑磷脂母体结构是磷脂酸，磷酸分子中磷酸可与某些含氮碱或羟基化合物形成酯，如脑磷脂和卵磷脂就是磷脂酸分别与胆胺、胆碱形成的酯。
卵磷脂也称为磷脂酰胆碱、胆碱磷脂，是生命的物质基础，在动植物细胞中广泛存在。在蛋黄中含量最高，因含有不饱和脂肪酸，在空气中很容易被氧化生成黄褐色。在生物体内主要与蛋白质结合，其结构上的脂肪酸具有疏水性，而胆碱具有亲水性，因此，具有“双亲”结构，在细胞膜上发挥重要作用。
脑磷脂也称磷脂酰乙醇胺、乙醇胺磷脂。结构和性质与卵磷脂基本相似，但结合的碱基不同，主要为丝氨酸和乙醇胺（胆胺），与血液凝结有关，有加速血液凝结的作用，在酶的作用下，失去1分子脂肪酸残基可变为溶血性脑磷脂。
丝氨酸脑磷脂也称为磷脂酰丝氨酸，是细胞膜的重要组成成分，主要存在于大脑组织中，能改善神经细胞的功能，有助于提高“记忆力”，与磷脂酰胆碱和磷脂酰乙醇胺相互转化。
肌醇磷脂也称为磷脂酰肌醇。在肝脏和心脏中，主要为一磷酸肌醇磷脂，在脑组织中主要为二磷酸或三磷酸肌醇磷脂。
心磷脂也称为二磷脂酰甘油，主要位于细胞膜与线粒体内膜上。由两个磷脂酸中磷酸基团分别与甘油C1和C3位羟基酯化形成，主要参与线粒体中的氧化磷酸化和ATP的生成。
2.鞘磷脂
在动物的脑、神经及肾、肝等组织中，还含有另一种磷脂——神经磷脂，也称为神经鞘氨醇磷脂或神经鞘磷脂。由鞘氨醇、脂肪酸、磷酸和胆碱等组成。神经磷脂分子中与磷酸形成酯的醇是神经氨基醇而不是甘油，高级脂肪酸通过酰胺键与神经氨基醇的氨基相连，胆碱与磷酸相连，而磷酸通过酯键与神经氨基醇的伯醇基结合。组成神经磷脂的高级脂肪酸中，除了硬脂酸、软脂酸和二十四碳酸外，还有脑神经酸（顺，Δ15-二十四碳烯酸）。鞘磷脂为非甘油衍生物，但结构与甘油磷脂相似，有2个非极性部位和1个极性部位，是构成生物膜的重要组成成分。神经磷脂的化学结构见图3-3。
图3-3 神经磷脂化学结构
各种磷脂分子中都具有亲脂基和亲水基，具有表面活性，是一良好的乳化剂。磷脂在活细胞中常与蛋白质结合形成细胞膜，对细胞的渗透性和渗透作用起着重要的作用。在生物体内能使油脂乳化，有助于油脂在生物体内的运输、消化和吸收。
二、糖脂
糖脂（glycolipid）是糖通过其还原末端半缩醛羟基以糖苷键与脂质相连的化合物，糖脂即含糖脂类。糖脂为“双亲”结构，其脂质部分为亲脂结构，糖链部分为亲水结构。糖脂在体内分布十分广泛，但含量较低，仅占脂类的很少部分。根据糖脂结构中脂质部分的不同，分为含鞘氨醇的糖脂（glycosylsphingolipid）、含甘油酯的甘油糖脂（glyceroglycolipid）、由磷酸多萜醇衍生的糖脂和由类固醇衍生的糖脂。其中，以鞘糖脂研究较为深入。鞘糖脂是糖链以糖苷键与神经酰胺相连而成，亲脂结构神经酰胺为鞘氨醇被脂肪酸酰化产生，脂肪酸一般是碳原子14～26的长链脂肪酸，以饱和和低不饱和脂肪酸为主。亲水糖链结构较短，一般在10个糖基以下。糖脂主要存在于脑组织中，脑苷脂属于糖脂中的一类。脑苷脂的组成与神经磷脂相似，如半乳糖脑苷脂结构中有神经氨基醇、半乳糖及脂肪酸各一分子。糖脂的糖基位于外表面，糖脂在细胞膜上呈不对称分布，这种不对称分布与其功能有关。葡萄糖脑苷脂和半乳糖脑苷脂的结构见图3-4。
图3-4 葡萄糖脑苷脂和半乳糖脑苷脂的结构
三、胆固醇和胆汁酸
胆固醇也称甾醇，胆固醇及其酯是人和动物体内重要的甾醇化合物。结构见图3-5。
图3-5 胆固醇化学结构式
胆固醇主要存在于动物的血液、脂肪、脑和胆汁中，胆固醇也存于植物中，如豆固醇。胆固醇是最早从胆石中分离得到的固体状醇类，是动物胆结石的主要成分。当人体血液中胆固醇代谢发生障碍时，血液中胆固醇含量就会增高，从而会引起动脉硬化。固醇类是环戊烷多氢菲的衍生物，是血浆蛋白质和细胞膜的重要组成成分，其结构中含有极性头部（羟基），也含有环戊烷烃链及固醇等疏水部分，为两性分子。
胆汁酸是胆汁的重要成分，大部分胆固醇在肝内转变为胆汁酸，再以胆汁酸盐的形式随胆汁排出，在脂肪代谢中起着重要作用。胆汁酸虽然为水溶性物质，但结构与胆固醇类似。胆汁酸有胆酸、脱氧胆酸、鹅去氧胆酸等。胆汁酸中仅有少部分进入外围循环，主要存在于肠肝循环系统并通过再循环起一定的保护作用。促进胆汁酸肠肝循环的动力是肝细胞的转运系统——吸收胆汁酸并将其分泌入胆汁、缩胆囊素诱导的胆囊收缩、小肠的推进蠕动、回肠黏膜的主动运输及血液向门静脉的流入。