甘油磷脂、鞘磷脂與生物膜

2021-01-09 李老師談生化

磷脂和糖脂都屬於複合脂,是由簡單脂和非脂成分(磷酸、糖、鹼基等)共同組成的。磷脂是含有磷酸的脂類,根據分子中醇的不同,主要分為甘油磷脂和鞘氨醇磷脂兩大類。

甘油磷脂(phosphoglyceride)又稱磷酸甘油酯,是磷脂酸衍生物,有一個結構通式:

甘油磷脂中的脂肪酸常見的是軟脂酸、硬脂酸、油酸以及少量不飽和程度高的脂肪酸。通常α-位的脂肪酸(R1)是飽和脂肪酸,β-位的(R2)是不飽和脂肪酸。天然甘油磷脂常是含不同脂肪酸的幾種磷脂的混合物。甘油磷脂在弱鹼下可水解,生成脂肪酸鹽,其餘部分不水解。在強鹼下則水解成脂肪酸、磷酸甘油和有機鹼。

甘油磷脂中最常見的是卵磷脂和腦磷脂,在動物的心、腦、腎、肝、骨髓以及蛋黃和大豆中含量豐富。卵磷脂最早是從蛋黃中分離出來的,故名。其分子中與磷脂酸相連的是膽鹼,所以又稱為磷脂醯膽鹼。卵磷脂通過構成脂蛋白參與脂類運輸,可以控制肝臟脂肪代謝,防止脂肪肝的形成。腦磷脂是磷脂醯乙醇胺,最初是從腦和神經組織中提取出來,與凝血有關。此外,還有心磷脂、磷脂醯絲氨酸等多種。

卵磷脂

鞘磷脂(sphingolipid)由神經鞘氨醇(sphingosine簡稱鞘氨醇或神經醇)、脂肪酸、磷酸與含氮鹼基組成。脂醯基與神經醇的氨基以醯胺鍵相連,所形成的脂醯鞘氨醇又稱神經醯胺;神經醇的伯醇基與磷脂醯膽鹼(或磷脂醯乙醇胺)以磷酸酯鍵相連。在神經鞘磷脂中發現的脂肪酸有軟脂酸、硬脂酸、掬焦油酸、神經烯酸(24:1Δ15)等。

神經細胞軸突外面的髓鞘中含有豐富的鞘磷脂。

神經細胞和髓鞘,引自百度百科

自然狀態的磷脂都有兩條比較柔軟的長烴鏈,構成脂溶性的疏水尾;而磷醯化物部分是親水性的極性頭,所以磷脂可以在水相中形成脂雙層,構成生物膜的主體結構。這決定了生物膜具有流動性、柔韌性、高電阻性和對高極性分子的不通透性。

細胞及細胞器表面的生物膜主要由脂類和蛋白質組成,平均起來脂類約佔40%,蛋白質佔60%。不同種類的生物膜中二者比例變化很大,如線粒體內膜只含20-25%的脂類,而有些神經細胞表面的髓磷脂膜含脂類高達75%。

膜中的脂類主要是磷脂、膽固醇和糖脂(動物是糖鞘脂,植物和微生物是甘油酯)。膜是不對稱的,膜中的脂和蛋白的分布也是不對稱的。如人的紅細胞,外層含卵磷脂和糖鞘脂較多,而內層含磷脂醯絲氨酸和磷脂醯乙醇胺較多。兩層的電荷、流動性不同,蛋白也不同。這種不對稱性由細胞維持。

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