结构生物化学脂类和细胞膜术语及信息

脂肪酸：脂肪酸是各种长度和不饱和度长的烃链，具有羧酸基团。脂肪酸名称基于母体烃链。脂肪酸是脂类的关键组成部分，脂类因它们而具有疏水性。
磷脂：磷脂在所有生物膜中含量丰富，由一个或多个脂肪酸、连接脂肪酸的平台、一个磷酸盐和一个醇基组成。醇基可以变化，增加额外的多样性。
鞘氨醇：是一种更复杂的醇，可用作磷脂中的平台。这种醇是一种具有长不饱和烃链的氨基醇。这里的氨基通过酰胺键与脂肪酸连接。
磷酸甘油酯：磷脂最常见的平台是甘油。具有甘油平台的磷脂称为磷酸甘油酯。这些分子还具有两个通过酯化键连接的脂肪酸链和一个也通过酯化键连接到甘油的磷酸基团。
糖脂：糖脂是含糖脂类，来源于鞘氨醇。这里，脂肪酸被酰化到氨基，糖单元连接到伯羟基。
胆固醇：胆固醇是一种具有类固醇基础的脂类，一端有一个羟基，另一端有一个烃尾。胆固醇与磷脂的脂肪酸链平行，羟基与磷脂的极性头部基团相互作用。
两亲性：两亲性分子既包含亲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链，而亲水头部基团则与极性介质相互作用。
脂质双层：脂质双层对离子和其他极性分子具有高度的不可渗透性。脂质双层由两层脂质分子形成的薄膜构成，形成一个扁平的、连续的、广泛的、自修复的屏障。
脂质体：脂质体也被称为脂质囊泡，它有一个被脂质双层包围的小型水性隔室。它可以用来捕获内部的分子并测试膜的渗透性。
整合膜蛋白：整合膜蛋白与膜脂的烃链密切相互作用，并通过与非极性相互作用作斗争的试剂释放。
外周膜蛋白：外周膜蛋白通过与膜脂的极性头部基团发生静电和氢键相互作用而与膜结合。
横向扩散：横向扩散是脂质在膜中发生的持续横向运动（从一侧到另一侧）。这可以通过光漂白来证明，表明脂质双层是一种不对称的流体结构。
横向扩散：横向扩散是脂质跨越膜翻转的过程，发生的频率远低于横向扩散。
胶束：它是脂肪酸分子聚集体，疏水尾部指向内部，亲水头部指向外部。
疏水性指数：每个氨基酸残基都分配了一个特定的数字，表示蛋白质疏水性的程度。疏水性更强的氨基酸具有更高的值。

生物膜多样性的共同特征

膜在结构和功能上多种多样。一些重要的属性包括

具有片状结构，两分子厚，在不同隔室之间形成封闭边界。膜厚度从 60 A (6nm) 到 100 A (10nm)。
主要由脂类/蛋白质组成。脂类与蛋白质的质量比范围从 1:4 到 4:1。
由连接到脂类和蛋白质的碳水化合物组成
膜脂是一种小分子，同时具有亲水性和疏水部分。脂类在水性介质中形成封闭的双分子层（脂质双层），并作为极性分子流动的屏障。
特异性蛋白质介导膜的独特功能。充当泵、通道、受体、能量换能器和酶。
非共价组装，意味着构成蛋白质和脂质分子通过非共价相互作用结合在一起
不对称，两侧总是彼此不同
流体结构。脂质分子在膜平面内快速扩散，以及蛋白质，除非被特定相互作用固定下来。可以看作是定向蛋白质/脂类的二维溶液
大多数细胞膜在电子上是极化的。内部为负（大约 60mV）。膜电位在运输、能量转换和兴奋性中起着关键作用

脂肪酸是脂类的关键组成部分

脂肪酸：不同长度/不饱和度长的烃链，末端为羧酸基团。名称源自母体烃，将最后的 e 替换为 oic。

例如，C₁₈ 饱和脂肪酸 = 十八烷酸
例如，C₁₈ 带一个双键 = 十八烯酸
例如，C₁₈ 带两个双键 = 十八二烯酸
例如，C₁₈ 带三个双键 = 十八三烯酸

如何命名脂肪酸

碳 2 和 3 称为 Alpha () 和 Beta ()
链末端的甲基碳称为 omega ()-碳原子
双键的位置用三角形/δ () 表示，后面跟着上标数字

- 例如，顺式-9 = 碳 9 和 10 之间的顺式双键

双键的位置可以通过从远端开始计数来表示，以 omega ()-碳原子（甲基碳）作为 C-1。
脂肪酸在生理 pH 下电离，以羧酸盐形式指代它们

脂肪酸在链长和不饱和程度上有所不同（关于脂肪酸的事实）

脂肪酸通常含有偶数个碳原子（介于 14-24 之间）。
16-18 个碳链脂肪酸最常见。
大多数双键不饱和脂肪酸的构型为顺式
烷基链可以饱和，可以包含一个或多个双键
不饱和脂肪酸的熔点低于相同长度的饱和脂肪酸
链长影响熔点，短链长度和不饱和度增强了脂肪酸及其衍生物的流动性

三种主要的膜脂

磷脂（主要类别） - 由四个组成部分构成：一个或多个脂肪酸、连接脂肪酸的平台、一个磷酸盐和连接到磷酸盐的醇 - 提供疏水屏障，而分子的其余部分是亲水的，这有助于与水性环境相互作用。

**糖脂类，富含脂类 - 最简单的糖脂类被称为脑苷脂，它包含一个单糖残基（葡萄糖或半乳糖）**

**胆固醇，由四个连接的烃环构成的类固醇**

磷脂类和糖脂类在水性介质中很容易形成双分子层

**膜形成是分子两亲性的结果。它有助于磷脂形成膜，因为极性头部基团有利于与水接触，而烃尾部相互作用。**

**分子可以使用胶束来排列自己 [胶束图片]**
**胶束：极性头部基团形成外表面，被水包围，而烃尾部在内部，相互作用。**

**磷脂和糖脂类的优选结构是双分子层，因为磷脂/糖脂类的两条脂肪酸链太庞大而无法适应胶束的内部。**
**胶束尺寸（小于 200 埃（20 纳米））与双分子层尺寸（107 埃（106 纳米））的对比**

**脂质双层通过自组装过程自发形成（双分子层的结构内在地存在于组成脂质分子的结构中）**

参考文献

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

**生物化学 Berg 第 7 版**