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脂质结构与分类

脂质是一类多样的疏水或两亲性分子,充当能量储存、膜结构成分和信号分子。它们广义上由其在有机溶剂中的溶解性定义,而非共同的結構特征。

脂肪酸

脂肪酸是最简单的脂质,也是许多复杂脂质的构建模块。它们由一个连接长烃链的羧酸头部组成。脂肪酸按链长、不饱和度以及双键的位置和构型分类。其代谢在脂肪酸氧化与合成中有详细讨论。

饱和脂肪酸没有双键,紧密堆积在一起,因此具有较高的熔点。棕榈酸(16:0)和硬脂酸(18:0)是常见的饱和脂肪酸。不饱和脂肪酸含有一个或多个双键,通常为顺式构型,引入扭结以防止紧密堆积并降低熔点。油酸(18:1, omega-9)是单不饱和脂肪酸,而亚油酸(18:2, omega-6)和α-亚麻酸(18:3, omega-3)是必需多不饱和脂肪酸,必须从膳食中获取。

三酰甘油

三酰甘油也称为甘油三酯,由三个脂肪酸酯化到甘油骨架上组成。它们是动物体内主要的能量储存形式,储存在脂肪组织中。三酰甘油高度还原,每克产生的能量是碳水化合物或蛋白质的两倍以上。

磷脂

磷脂是两亲性脂质,包含一个甘油骨架,酯化有两个脂肪酸和一个连接极性头基的磷酸基团。磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰丝氨酸和磷脂酰肌醇是主要的甘油磷脂。其两亲性使其能够形成双层,成为生物膜的基本组成部分。

鞘脂

鞘脂构建在鞘氨醇骨架而非甘油上。神经酰胺由鞘氨醇通过酰胺键连接脂肪酸组成。鞘磷脂具有磷酸胆碱或磷酸乙醇胺头基,是髓鞘的重要组分。糖鞘脂如脑苷脂和神经节苷脂含有糖头基,在神经系统中含量丰富,参与细胞识别和信号传导。

固醇

固醇是具有特征性四环类固醇核的脂质。胆固醇是动物中的主要固醇,调节膜流动性并充当胆汁酸、类固醇激素和维生素D的前体。麦角固醇在真菌中发挥类似作用,而植物固醇如谷固醇和豆固醇存在于植物中。

蜡是长链脂肪酸与长链醇形成的酯。它们在植物叶面、果实以及动物皮毛或羽毛上形成防水涂层。蜂蜡、羊毛脂和哺乳动物的耳垢是常见的生物蜡。

类二十烷酸

类二十烷酸是源自花生四烯酸(一种20碳多不饱和脂肪酸)的信号分子。它们包括前列腺素、血栓素、白三烯和脂氧素,介导炎症、发热、疼痛、凝血和平滑肌收缩。