至今,人們已發現磷脂幾乎存在于所有機體細胞中,在動植物體重要組織中都含有較多磷脂。動物磷脂主要來源于蛋黃、牛奶、動物體腦組織、肝臟、腎臟及肌肉組織部分。植物磷脂主要存在于油料種子,且大部分存在于膠體相內,并與蛋白質、糖類、脂肪酸、菌醇、維生素等物質以結合狀態存在,是一類重要的油脂伴隨物。在制油過程中,磷脂隨油而出,毛油中磷脂含量以大豆毛油含量最高,所以大豆磷脂是最重要植物磷脂來源。
磷脂是一類含有磷酸的脂類,機體中主要含有兩大類磷脂,由甘油構成的磷脂稱為甘油磷脂(phosphoglyceride);由神經鞘氨醇構成的磷脂,稱為鞘磷脂(sphingolipid)。其結構特點是:具有由磷酸相連的取代基團(含氨堿或醇類)構成的親水頭(hydrophilic head)和由脂肪酸鏈構成的疏水尾(hydrophobic tail)。在生物膜中磷脂的親水頭位于膜表面,而疏水尾位于膜內側。磷脂是重要的兩親物質,它們是生物膜的重要組分、乳化劑和表面活性劑。
組成
磷脂(phospholipid)由C、H、O、N、P五種元素組成,是生物膜的重要組成部分,其特點是在水解后產生含有脂肪酸和磷酸的混合物。根據磷脂的主鏈結構分為磷酸甘油脂和鞘磷脂。
1.磷酸甘油酯(phosphoglycerides)主鏈為甘油-3-磷酸,甘油分子中的另外兩個羥基都被脂肪酸所酯化,噒酸基團又可被各種結構不同的小分子化合物酯化后形成各種磷酸甘油酯。體內含量較多的是磷脂酰膽堿(卵磷脂)、磷脂酰乙醇胺(腦磷脂)、磷脂酰絲氨酸、磷脂酰甘油、二磷脂酰甘油(心磷脂)及磷脂酰肌醇等,每一磷脂可因組成的脂肪酸不同而有若干種。
從分子結構可知甘油分子的中央原子是不對稱的,因而有不同的立體構型。天然存在的磷酸甘油酯都具有相同的主體化學構型。按照化學慣例,這些分子可以用二維投影式來表示。D-型和L-型磷酸甘油醛的構型就是根據其X射線晶體衍射結果確定的。右旋為D-型,左旋為L-型。磷酸甘油酯的立體化學構型及命名由此而推定。
2.鞘磷脂(sphingomyelin)鞘磷脂是含鞘氨醇或二氫鞘氨醇的磷脂,其分子不含甘油,是一分子脂肪酸以酰胺鍵與鞘氨醇的氨基相連。鞘氨醇或二氫鞘氨醇是具有脂肪族長鏈的氨基二元醇。 鞘氨醇或二氫鞘氨醇有長鏈脂肪烴基構成的疏水尾和兩個羥基及一個氨基構成的極性頭。
鞘磷脂含磷酸,其末端烴基取代基團為磷酸膽堿酰乙醇胺。人體含量最多的鞘磷脂是神經鞘磷脂,由鞘氨醇、脂肪酸及磷酸膽堿構成。神經鞘磷酯是構成生物膜的重要磷酯。它常與卵磷脂并存細胞膜外側。
結構
甘油的C1和C2上的羥基被脂肪酸酯化,C3上的羥基被磷酸酯化,磷酸又與一極性醇(X—OH)連接,這就構成甘油磷脂。分子的非極性尾含有兩個脂肪酸長鏈,甘油碳架上的C1連結的常是含16或18個碳原子的飽和脂肪酸,其C2則常被16~20個碳原子的不飽和脂肪酸占據。磷酰—X組成甘油磷脂的極性頭,故甘油磷脂可根據極性頭醇(X—OH)的不同進行分類。X=H構成最簡單的甘油磷脂,叫做磷脂酸,它在生物膜中僅有少量。通常存在于生物膜中的甘油磷脂都有極性頭。重要的甘油磷脂極性頭醇舉例如下:
極性磷脂在水溶液表面自然形成厚度為一個脂質分子的脂單層,其烴尾避開水朝向大氣,而親水的極性頭則指向極性的水相。在水系統中,極性脂自然聚在一起形成分子團(非極性尾朝內)或極薄的脂雙層以分開兩個水性部分。脂雙層脂質分子的非極性尾向內伸展形成一個連續的內部碳氫核心,而極性頭朝外,伸入水相中。脂雙層較軟,易彎曲流動,是生物膜的基本結構,它們依膜的類型不同,占膜重量的20~80%不等。
鞘磷脂的結構和性質見鞘脂。
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