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生物学中的手性 9.

[2022-11-02] 手性现象 842

【生物学中的手性  9.】

(9.  生物膜的手性①)

       生物膜是一种具有特殊性能的膜,它保护着生命的基石 — 细胞,紧紧包围着细胞的一层极薄的膜,维持着细胞内的微环境(细胞核、细胞质等),又承担细胞与外界的物质交换、能量输运和信息传递等外联工作。

       从分子生物学上讲,生物膜是一种脂质膜。脂质即指脂类化合物,不溶于水。与糖类化合物一样,是广泛存在于生物体内的一大类有机化合物。通常所说的脂肪是指三酰甘油,即甘油和三个脂肪酸分子起脂化反应所生成的三酰甘油(反应示意图如下)。

       单从甘油分子看,三个碳原子各连接三个羟基,没有不对称碳原子,所以不具有手性。但是当脂化反应,若是连接三个不同的脂肪酸,那就会形成甘油的中间碳原子为不对称碳原子,比照甘油醛的构型标记法,就会有D型和L型的两种手性对映体,就会有不同的旋光性,这样的脂类化合物就有手性。

       引起脂肪手性的关键在于脂肪酸的不同。脂肪酸是一个长链分子,长短不一。且一端是羧基,一端是甲基(image.png),长碳链中如有一个以上的双键,则为不饱和脂肪酸,所含双键越多,不饱和程度越高,它的溶点就越低。所以常温下看到是液态的脂肪为油,不饱和程度高;常温下看到的是固体的脂肪为脂,脂和油统称为油脂,其实都是脂肪。植物油多为液体的油,动物油多为固体的脂。

       脂类化合物按生物学功能可分类为活性脂类、储存脂类和结构脂类。活性脂类具有重要的生物活性,如脂溶性的维生素A、D、E、K等系列,以及类固醇激素和前列腺素等脂性化合物。储存脂类主要有油脂和蜡,油脂是许多生物的主要贮能形式,蜡是海洋浮游生物的贮能形式。生物活动所需要的能量主要来自体内的蛋白质、糖类和脂肪的氧化燃烧,而1克油脂完全氧化所释放出的能量是1克糖原或蛋白质的能量的2倍,所以油脂是贮存能量的最有效方式。此外,脂肪在生物体还起到保暖和保护脏器的作用。结构脂类是构成生物膜的脂类,称为膜脂。包括磷脂、糖脂和胆固醇。它与通常的油脂有所不同,但又极为类似,统称为类脂。膜脂中含量最多的是磷脂,即含磷酸的脂类。生物膜中最为丰富的磷脂是甘油磷脂,主要包括卵磷脂和脑磷脂。

脂化反应.png


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