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磷脂代谢与疾病及其研究方法
第一章磷脂代谢
磷脂是生物膜的重要组分,作为膜的结构和功能单位,膜磷脂以其规律的结构保证细胞的正常形态和功能,如生长、繁殖、细胞识别与消除、细胞间信息传递、细胞防御、能量转换等功能,影响血液粘滞性、血液凝固和红细胞形态,参与脂蛋白的组成。
磷脂是膜上的各种脂类依赖性酶类起催化作用不可缺少的物质。
衰老及多种疾病的发生与膜磷脂构成改变有关。
补充磷脂在抗衰老、防止动脉硬化、调节血糖、防治肝硬化、皮肤病、血液病、神经功能调节及智力开发等领域均有作用。
第一节磷脂的分类、分布和性质
鞘脂(sphingolipids)含鞘氨醇(sphingosine)或二氢鞘氨醇的脂类
由甘油构成的磷脂称为甘油磷脂(phosphoglyceride);
由鞘氨醇构成的磷脂,称为鞘磷脂(sphingolipid)。
磷脂结构特点是:
具有由磷酸相连的取代基团(含氮碱或醇类)构成的亲水头(hydrophilichead)和由脂肪酸链构成的疏水尾(hydrophobictail)。
在生物膜中磷脂的亲水头部位于膜表面,而疏水尾位于膜内侧。
因甘油磷脂有极性头(-0H与P形成脂键)、非极性尾(CH长链),故这类化合物是两性脂类。
甘油磷脂类包括:
1.磷脂酰胆碱(PC):
又名为卵磷脂
2.磷脂酰乙醇胺(PE):
又名为脑磷脂
3.磷脂酰丝氨酸(PS)
4.磷脂酰肌醇(PI):
5.磷脂酰甘油(PG)
6.二磷脂酰甘油(DPG):
心磷脂(CL)
7.溶血磷脂
8.缩醛磷脂
9.血小板活化因子
(一)磷脂酰胆碱(PC)
PC是白色蜡状物质,极易吸水,其不饱和脂肪酸能很快被氧化。
人体组织、脏器中都含有相当多的PC,在脑、肾上腺、红细胞和精液中含量尤其丰富。
卵黄中高达8~10%。
PC中的胆碱是季胺,碱性极强,可与氢氧化钠相比。
在生物界分布广泛,在肝脏中,胆碱能通过合成PC来调节脂肪代谢;在神经组织中,胆碱参与合成的乙酰胆碱是一种神经递质,与神经兴奋的传导有关;在甲基转换中胆碱可提供甲基。
(二)磷脂酰乙醇胺(PE)
是动植物中含量最为丰富的磷脂,与血液凝固有关,可能是凝血酶激活酶的辅基。
PE中X=CH2—CH2—NH3
(三)磷脂酰丝氨酸(PS)
又称丝氨酸磷脂。
其基本结构与PC、PE相似,只是磷酸基团与丝氨酸的羟基以酯键相连。
(四)磷脂酰肌醇(PI)
肌醇:
六碳环状糖醇。
PI常与PE等混合在一起,心肌及肝中多是磷脂酰肌醇一磷酸,而脑中多为磷脂酰肌醇二、三磷酸。
(五)磷脂酰甘油(PG)
其中极性基团是一个甘油分子。
结构式中X=CH2—CHOH—CH2OH,细菌的细胞膜中常含有PG的氨基酸衍生物(特别是L-赖氨酸)。
赖氨酸与甘油的第三个羟基以酯键相连,这种含氨基酸的脂称为脂氨酸。
(六)二磷脂酰甘油(DPG)
又称心磷脂(cardiolipin)(CL),是由甘油的C1和C3与两分子磷脂酸结合而成。
心磷脂是线粒体内膜和细菌膜的重要成分,而且是唯一具有抗原性的磷脂分子。
CL共有3个分子甘油,2个P基团,4个脂肪酸基团。
(七)溶血磷脂
是甘油磷脂失去一个脂肪酸后的产物。
它是一个表面活性物质,能够使红细胞溶解;对进入肠道食物中的脂质,它又是一个乳化剂。
溶血磷脂分为:
溶血磷脂酰胆碱(LPC)溶血磷脂酰乙醇胺(LPE)
溶血磷脂酰丝氨酸(LPS)溶血磷脂酰肌醇(LPI)等
(八)缩醛磷脂
又称浆磷脂,与一般甘油磷脂的差别是:
甘油1位碳上是一个脂烯醚,脂烯醚的水解产物是脂肪醛,脂肪醛与甘油缩合称缩醛反应,其产物失水成脂烯醚,含有脂烯醚的磷脂称为缩醛磷脂。
缩醛磷脂在心脏和红细胞膜中含量较多,从红细胞膜中可分离出19种缩醛磷脂。
在组织化学中,由于缩醛磷脂能游离出脂肪醛,因而可用无色品红显色。
(九)血小板活化因子
血小板活化因子与缩醛磷脂的不同在于甘油1位碳是饱和长链醇,第2位的脂酰基为最简单的乙酰基。
(十)甘油磷脂的性质
1、溶解度:
甘油磷脂溶于含有少量水的多数非极性溶剂中。
用氯仿/甲醇很容易将组织和细胞中的甘油磷脂萃取出来。
甘油磷脂不溶于丙酮,根据这个特点可用丙酮把磷脂中的其它脂类溶解除掉。
磷脂能与氯化镉结合,生成不溶于乙醇的复盐,PE的氯化镉复盐不溶于乙醚,而PC与SM的氯化镉复盐能溶于乙醚。
根据复盐溶解度的差别,可以进一步纯化磷脂,也是鉴定磷脂的定性方法。
脂溶性的磷脂在水中扩散成胶体,具有乳化性质
磷脂的溶解性质
磷脂种类乙醚乙醇丙酮
磷脂酰胆碱溶溶不溶
磷脂酰乙醇胺溶不溶不溶
神经磷脂不溶溶于热乙醇不溶
2、电荷和极性
甘油磷脂在pH=7时,磷酸基团带的是负电荷,而PC、PE的极性头部带正电荷,因此这两种化合物本身是既带正电荷又带负电荷的兼性离子。
3、氧化性质:
纯的甘油磷脂是白色蜡状固体,与空气接触迅速变成黄色,久成褐色。
甘油中脂肪酸有棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚麻酸和花生四烯酸。
分子中50%是不饱和脂肪酸,一般在甘油1位碳上为饱和脂肪酸,2位上为不饱和脂肪酸。
PC与空气接触后颜色的变化,是由于不饱和脂肪酸被氧化,形成过氧化物,进一步形成褐色过氧化物的聚合物所致。
二、神经磷脂类(SM)
神经磷脂又称鞘磷脂,是神经组织各种膜的主要结构脂类之一。
神经磷脂的基本结构是以神经氨基醇(鞘氨醇)为核心取代甘油磷脂类的甘油核心。
神经氨基醇是一系列碳链长度不同的不饱和氨基醇,最常见的神经氨基醇含有18个碳原子,在磷脂中常以酰胺即神经酰胺形式存在。
神经磷脂的极性头是磷酰乙醇胺或磷酰胆碱。
三、磷脂的分布
脑组织磷脂含量最多,其中70%为PC、PE,肝含量为脑中的一半,脾含磷脂为8%。
骨髓中几乎没有。
患贫血病时,磷脂和游离脂肪酸及固醇量增加。
动物骨髓中磷脂随增龄而减少。
性腺内磷脂含量与分泌机能有关。
卵巢黄体中含磷脂较多,睾丸的磷脂分布在间质细胞和生精细胞中。
皮肤粘膜的磷脂含量以表皮基层最多,向浅层逐渐减少,表皮磷脂含量为1.9%。
肌肉磷脂含量以心肌最高,骨骼肌磷脂含量与其机能有关。
第二节磷脂的合成
合成全过程可分为三个阶段,即原料来源、活化和甘油磷脂生成。
甘油磷脂的合成在细胞质滑面内质网上进行,通过高尔基体加工,最后可被组织生物膜利用或成为脂蛋白分泌出细胞。
机体各种组织(除成熟红细胞外)即可以进行磷脂合成。
甘油磷脂的合成
1.合成部位
全身各组织细胞内质网,肝、肾、肠等组织最活跃。
2.合成原料及辅因子
脂酸、甘油、磷酸盐、胆碱、丝氨酸、肌醇、ATP、CTP
3.原料来源
原料为磷脂酸与取代基团。
磷脂酸可由糖和脂转变生成的甘油和脂肪酸生成(详见甘油三酯合成代谢),但其甘油C2位上的脂肪酸多为必需脂肪酸,需食物供给。
取代基团中胆碱和乙醇胺可由丝氨酸在体内转变生成或食物供给。
丝氨酸乙醇胺胆碱
4.活化
磷脂酸和取代基团(胆碱、胆胺等)在反应之前,两者首先被CTP活化(被CDP携带);胆碱与乙醇胺可生成CDP-胆碱和CDP-乙醇胺,磷脂酸可生成CDP-甘油二酯。
5.甘油磷脂生成
(1)磷脂酰胆碱和磷脂酰乙醇胺
这两种磷脂生成是由活化的CDP-胆碱与CDP-乙醇胺和甘油二酯生成。
此外PE在肝脏还可与硫腺苷蛋氨酸(SAM提供甲基)结合转变为PC。
(2)磷脂酰丝氨酸
体内PS合成是通过Ca++激活的酰基交换反应生成,由PE与丝氨酸反应生成磷脂酰丝氨酸和乙醇胺。
磷脂酰乙醇胺+丝氨酸磷脂酰丝氨酸+乙醇胺
(3)磷脂酰肌醇、磷脂酰甘油和心磷脂
上述三者生成是由活化的CDP-甘油二酯与相应取代基团反应生成。
甘油磷脂合成还有其他方式,如
Ø磷脂酰胆碱由磷脂酰乙醇胺从S-腺苷甲硫氨酸获得甲基生成。
Ø磷脂酰丝氨酸由磷脂酰乙醇胺羧化或其乙醇胺与丝氨酸交换生成。
6、缩醛磷脂与血小板活化因子的合成
合成过程与磷脂合成过程类似。
不同之处在于由磷酸二羟丙酮转变生成脂酰磷酸二羟丙酮后,由一分子长链脂肪醇取代其第一位脂酰基,再经还原(由NADPH供H)、转酰基等步骤合成磷脂酸的衍生物(而不是磷脂酸)。
此产物替代磷脂酸为起始物,沿甘油三酯途径合成
胆碱或乙醇胺缩醛磷脂。
血小板活化因子与缩醛磷脂的不同在于长链脂肪醇是饱和长链醇,第2位的脂酰基为最简单的乙酰基。
二、神经磷脂的合成
神经磷脂大量存在于脑与神经组织,是神经髓鞘的主要成分。
神经磷脂是构成生物膜的重要磷脂,常与PC并存细胞膜的外侧。
神经髓鞘含脂类甚多,占干重的97%,其中PC占11%,SM占5%;人红细胞膜磷脂中约20%~30%为SM。
以脂酰CoA和丝氨酸为原料,消耗NADPH生成二氢鞘氨醇,进而经脂肪酰转移酶作用生成神经酰胺。
鞘磷脂的合成
1.鞘氨醇的合成
部位:
全身各细胞内质网,脑组织最活跃
原料:
软脂酰CoA、丝氨酸、磷酸吡哆醛NADPH+H+及FADH2
2.鞘脂的合成
第三节磷脂的分解
生物体内存在能使磷脂水解的多种磷脂酶。
如磷脂酶A1、A2、B1、B2、C、D及溶血磷脂酶、神经磷脂酶等。
各磷脂酶的作用部位如下图:
磷脂酶A1:
自然界分布广泛,主要存在于细胞的溶酶体内,此外蛇毒及某些微生物中亦有,可有催化甘油磷脂的第1位酯键断裂,产物为脂肪酸和溶血磷脂2。
磷脂酶A2:
普遍存在于动物各组织细胞膜及线粒体膜,能使甘油磷脂分子中第2位酯键水解,产物为溶血磷脂1及脂肪酸。
Ca2+是此酶的激活剂。
胰腺组织含有磷脂酶A2原和溶血磷脂酶。
磷脂酶C:
存在于细胞膜及某些细胞中,特异水解甘油磷脂分子中第3位磷酸酯键,其结果是释放磷酸胆碱或磷酸乙醇胺,并余下分子中的其他组分。
磷脂酶D:
主要存在于植物,动物脑组织中亦有,催化磷脂分子中磷酸与取代基团(如胆碱)间的酯键,释放出取代基团。
溶血磷脂是一类具有较强表面活性的性质,能使红细胞及其他细胞膜破裂,引起溶血或细胞坏死。
当经磷脂酶B作用脱去脂肪酸后,转变成甘油磷酸胆碱或甘油磷酸乙醇胺,即失去溶解细胞膜的作用。
鞘磷脂经神经磷脂酶作用,水解产生磷酸胆碱和神经酰胺。
脑、肝、脾肾等细胞的溶酶体中含有此酶,如缺乏此酶可引起肝、脾肿大及神经障碍如痴呆等鞘磷脂沉积症。
二、神经鞘磷脂的降解
神经鞘磷脂分解为磷脂胆碱,N-脂酰鞘氨醇
脑、肝、肾、脾等细胞溶酶体中的神经鞘磷脂酶(属于PLC类)
说明:
1、磷脂酶存在部位:
溶于胞浆或整合于膜系统上。
2、膜内的磷脂酶不能使膜内的磷脂水解,而能水解胞内的磷脂。
3、胞浆内的磷脂酶却能分解结合于膜上的磷脂。
4、食物中的磷脂被消化液中各种磷脂酶水解后吸收。
肠粘膜内有催化溶血磷脂分解或再酯化的酶。
保护细胞膜。
第四节磷脂分子的重组与更新
在磷脂酶A1、A2及酰基转移酶的作用下,组织中的甘油磷脂可以不断的进行脱酰基与再酰化,使分子中的酯酰基得以随时变换。
使人体各组织迅速调整各种磷脂的含量和比例,以适应环境和生理情况的变化。
膜系上的磷脂还可以整个分子交换的方式进行更新,但不是主要方式。
各种组织的细胞膜磷脂可与血浆或组织间液中的磷脂进行交换,而细胞内的膜系如核膜、线粒体膜及内质网膜的磷脂,也能与血浆或组织间液中的磷脂进行交换。
细胞内各种膜的磷脂还可以进行膜间的交换。
通常内质网膜的磷脂交换较快,线粒体膜的磷脂交换较慢;PC交换快,PE交换慢。
线粒体的DPG基本上不进行交换。
乙炔雌二醇能加速人红细胞中脂肪酸的更新,主要是能激活红细胞中PE酰基转移酶的活性。
在非红细胞系统中,雌激素能够调节PC的活性。
在红细胞中存在内源性磷脂酶,该酶催化内源性磷脂释放出游离脂肪酸和溶血磷脂。
游离脂肪酸返回到血浆中,而溶血磷脂可在原位立即被再酰化,或被磷脂酶B水解。
人红细胞中约60~70%的PC和不到30%的神经磷脂,及少量的PE与血浆的同系物自由交换,但PS不能交换。
总之,成熟红细胞膜中磷脂的更新主要靠两条途径:
磷脂的整分子交换和脂肪酸往磷脂的掺入。
前者主要更新红细胞膜外单层的磷脂,尤其是多不饱和酰磷脂;后者主要更新红细胞膜内单层的磷脂,尤其是二饱和酰磷脂。
第二章磷脂的生物学作用
第一节生物膜脂质组成与结构
细胞膜又称质膜。
质膜、细胞器膜和核膜统称为生物膜。
膜厚约75~100Å,生物膜不仅是细胞的外被,还是生命三要素(生物能量交换、生物物质交换、生物信息的形成)不可缺少的结构。
一、膜脂质双层结构
1925年提出膜是由磷脂分子组成的双分子层,极性头排在外,疏水尾在内。
细胞膜质成分:
磷脂、糖脂、胆固醇。
外层主要是PC和SM。
内层多为PE和PS,这表现膜质分布的不对称性。
PE、PS有促血凝作用,一旦翻转于外部则可促凝血。
与细胞识别有关的糖脂全部分布于外层,有利于提高细胞对外敏感性。
磷脂在脂双层两侧分布的不对称性与其生理功能有关。
如膜的流动性、通透性对酶活性的支持等,甚至细胞膜的柔韧性都是由磷脂双层的组分不同来决定的。
二、膜脂质的流动性
膜的流动性是指膜内部脂类和蛋白质两类分子的运动性。
在生理状态下,细胞膜既不是固态也不是液态而是液晶态。
它们即有液态分子的流动性,又有固态分子的有序排列。
当温度降到某一点时,膜可由液晶转为晶态;当温度升高时晶态再熔为液晶态,这种变化叫相变。
引起相变的这个温度叫相变温度
影响脂质流动性的因素:
磷脂所含脂肪酸不同,膜流动性不同。
含不饱和脂肪酸多相变温度低;脂肪酸链越短相变温度越低。
相变温度高膜流动性小。
当有钙离子、镁离子存在时,相变温度升高。
胆固醇可降低饱和磷脂的相变温度,而增高不饱和磷脂的相变温度,故认为胆固醇在膜内有双向调节膜流动性的作用。
生物膜的流动性使膜中蛋白质的适应功能发生变化,从而改变其分布与构型,这成为维持细胞功能的重要条件。
细胞吞噬与胞饮作用,神经突触释放递质以及细胞分裂与融合等都与膜流动性有关。
细胞膜的Na+-K+-ATP酶需膜磷脂处于流动相时,才表现出充分的活性,可见膜的流动性与膜酶的活性密切相关。
生物膜的流动性是膜生物学功能所必须的
三、脂质双层中磷脂的运动
膜脂分子的运动在相变温度以上的情况下(在液态时),膜脂的运动可归纳为:
1、横向扩散运动:
沿膜平面横向移动交换位置。
2、旋转运动:
膜脂分子围绕与膜平面垂直的轴进行快速旋转。
3、摆动运动:
膜脂分子围绕与膜平面垂直的轴进行左右摆动。
4、伸缩振荡运动:
膜脂的脂肪酸链沿与膜平面垂直的长轴伸缩振荡。
5、脂肪酸链的旋转异构运动:
膜脂分子中脂肪酸的C-H链做旋转运动。
6、翻转运动:
膜脂分子从脂双层的一层翻转到另一层的运动,速度慢,极少发生。
第二节磷脂与膜酶的相互作用
膜上整合酶的活性与磷脂关系密切。
若用有机溶剂除去磷脂(用特异磷脂酶破坏磷脂)可使此类酶活性下降或完全丧失。
膜磷脂与膜酶的相互作用有以下一些特点:
1、大多数能被磷脂激活的酶在天然状态下是膜酶,但并不是所有膜酶都需要磷脂来激活。
2、一个酶去磷脂后用不同的磷脂来重激活,激活程度不同,激活所需的磷脂最适浓度也不同,酶对磷脂表现出高度的专一性。
如:
β-羟丁酸脱氢酶对PC高度专一,而NADH脱氢酶主要与DPG结合。
3、同一生物膜上不同的酶对磷脂有不同的专一性,如牛心线粒体膜上的细胞色素氧化酶由DPG来激活,而琥珀酸脱氢酶由磷脂激活。
4、膜中的脂质与膜酶蛋白的相互作用是非共价相互作用(可逆)。
5、磷脂激活酶的活化能一般为20~40千卡/克分子,比一般水溶性酶(10~20千卡/克分子)大。
6、磷脂对激活酶的作用在于:
⑴调节酶与底物、抑制剂、辅助因子的结合。
⑵调节膜蛋白质的变构。
⑶改变膜酶的活化能
⑷增加膜蛋白质的稳定性。
⑸调节膜蛋白之间的相互作用。
⑹磷脂在蛋白质(酶)的远距离相互作用中起作用(媒介作用)。
第三节心磷脂与线粒体
每一种生物膜都有其特殊的磷脂成分谱。
除了以酶作为一种生物膜的标志外,某些磷脂也可作为特定生物膜的表线粒体内膜呼吸链上的NADH脱氢酶和琥珀酸脱氢酶的活性与磷脂和CoQ10均有密切关系。
用磷脂酶处理上述酶则酶失活,添加磷脂与CoQ10
内外
厚50~70Å50~70Å
形状皱褶伸展
表面光滑偶有突起
用丙酮提出磷脂双层结构存在双层结构破坏
通透性分子量150以下通过分子量1万以下通过
磷脂/蛋白0.270.82
心磷脂高低
PC低高
胆固醇低高
CoQ10有无
二、CL与其分布
CL主要分布在线粒体,是构成线粒体的主要磷脂,占总磷脂的20%,此外其它膜中含少量CL。
线粒体内膜CL占25%,外膜3%,CL是线粒体内膜的特征性磷脂。
线粒体膜的CL中约90%是不饱和脂肪酸,其中亚油酸占59%。
三、CL与线粒体内膜的流动性
磷脂中不饱和脂肪酸与饱和脂肪酸的比值越高,膜的流动性越大。
CL能使线粒体内膜的流动性增大。
四、CL与线粒体内膜蛋白的相互作用
在线粒体内膜上细胞色素氧化酶的周围的单层“界面脂”是由CL、PC和PE等组成的。
去磷脂后细胞色素氧化酶的活性消失,补充PC仅恢复5~10%活性,再加入CL则活性全部恢复。
第四节、肌醇脂质信使系统
肌醇脂质在细胞跨膜信号传递中起重要作用,这是受体学说的新突破。
这一系统是环核苷酸以外的新的信使系统。
多种激动剂包括激素、神经递质、生长因子等是通过肌醇脂质信使系统发挥作用的。
一、肌醇磷脂与肌醇磷脂酸
肌醇脂质包括:
肌醇磷脂与肌醇磷酸脂。
肌醇磷酸酯是肌醇和磷酸形成的酯类。
细胞中主要有:
肌醇-1-磷酸(IP)
肌醇-1,4二磷酸(IP2)
肌醇-1,4,5三磷酸(IP3)
肌醇-1,3,4三磷酸(IP3)
1、PI主要存在于细胞质膜的内侧,约占总磷脂的5~10%,部分存在于内质网。
在肝和心肌中多含PI,而脑中神经元和胶质细胞膜上为多磷酸肌醇磷脂。
2、肌醇磷酸酯主要存在于细胞质中,且含量极少。
肌醇磷酸酯溶于水,具有旋光性和红外吸收性,常用阴离子交换树脂柱层析法,高压电泳法或高效液相色谱法等分离。
二、肌醇磷脂循环
包括肌醇磷脂的合成、分解及第二信使的产生和降解。
磷脂酰肌醇合成后磷酸化生成磷脂酰肌醇二磷酸(PIP2),后者在磷脂酶C作用下水解为甘油二酯(DG)和肌醇三磷酸(IP3),DG和IP3经一系列反应再合成PI,以上形成的循环称为肌醇磷脂循环。
DG的降解途径
DG是细胞内的第二信使,在胞质中磷脂酶A2作用下,第二C位上的花生四烯酸释放,用于前列腺素、白三烯、血栓素的合成。
DG和IP3是第二信使,它们的产生依赖于肌醇磷脂循环,故此循环在肌醇脂质信使系统的信号传递中起重要作用。
有人发现Li+抑制肌醇磷脂的循环,从而解释Li+(碳酸锂)的抗精神病作用机理。
三、肌醇脂质信使系统
多种激素作用于靶细胞膜上特异的受体后,通过特定的G蛋白激活对磷脂酰肌醇特异的磷脂酶C,后者作用于PIP2,使之产生IP3和DG。
IP3可使细胞内钙离子浓度升高;DG在细胞膜上激活蛋白激酶C(PKC),使靶蛋白磷酸化而产生效应。
如腺体分泌,肌肉的收缩血小板聚集,中性粒细胞活化及细胞生长、代谢、分化和肿瘤的生长等效应。
IP3也能促进细胞内钙池释放Ca2+,也有重要的生理意义。
1、IP3的第二信使作用
IP3与钙通道上的受体结合,将钙离子储存库中的钙离子释放到细胞质。
IP2进一步代谢为IP4(肌醇-1,3,4,5-四磷酸),它作用于细胞膜,引起细胞外的钙离子流入细胞内,使得钙库中的钙离子浓度维持高水平。
2、DG和蛋白激酶C的激活
1979年发现PIP2分解产物之一的DG可以激活依赖钙离子的蛋白质磷酸化酶(C激酶,PKC)。
C激酶在微量的钙离子介导下,与细胞膜的磷脂酰丝氨酸(PS)结合,形成钙离子-PS-酶复合物。
DG结合在这个复合物上就明显地增加了PKC的活性。
所以DG和钙离子作为第二信使起作用。
最近又提出一个在细胞应答时必需维持一定量DG的机制。
作为第二信使的DG主要功能是激活PKC,可使对PI专一的磷脂酶C和磷脂酶A2活化,并降低细胞膜的流动性等。
PKC至少有12种,被PKC磷酸化的底物有细胞膜受体、细胞骨架蛋白、酶和核蛋白质等。
PKC对机体的代谢、基因表达和细胞分化增殖等起调节作用。
PKC通过对靶蛋白的磷酸化而改变功能蛋白的活性和性质,启动一系列生理生化反应。
四、肌醇磷脂与血小板活化
血小板内含大量的磷脂酶C,当凝血酶激活时,可活化磷脂酶C,使血小板中的PIP2水解为DG和IP3,IP3使PKC活化,使血小板内膜的蛋白质磷酸化,,而激活血小板释放5-HT,使血小板收缩聚集。
五、肌醇磷脂与中性粒细胞的氧化爆发
中性粒细胞寿命短,活跃,它有许多功能:
趋向性、粘附、聚集、吞噬,脱颗粒和氧化爆发等。
肌醇磷脂参与这些功能的完成。
六、肌醇磷脂与细胞增殖及癌变
一些癌基因可能通过编码一些促进肌醇磷脂代谢的蛋白质,从而干扰肌醇脂质信使系统而发挥致癌作用。
许多有丝分裂的信号如:
神经介质、激素、受精及各种生长因子等触发细胞增殖。
细胞外的信号如何把信息从细胞表面有条不紊地传递到细胞核,研究表明与肌醇信使系统密切相关。
第三章磷脂与疾病
第一节红细胞磷脂含量及其测定方法
一、脂质的萃取方法:
1.样品的处理:
红细胞、血浆、软骨和组织脏器等的处理。
2.样品中全脂质的萃取:
氯仿:
甲醇=1:
1。
3.萃洗、浓缩。
二、总脂质的比色测定法:
微量和半微量法。
三.总磷脂的测定方法:
每个磷脂分子中都含有一个磷酸根,可以根据磷的测定来代表磷脂含量。
1.硫氰亚铁铵比色法:
原理红色硫氰亚铁铵化合物不溶于氯仿,但与磷脂形成的复合物可溶于氯仿,按磷脂与硫氰亚铁铵(氯化铁和硫氰酸桉)形成的复合物颜色深浅进行比色。
2.消化法:
原理磷脂经过氯酸消化,使磷从磷脂中分离出来,加入钼酸桉试剂使磷结合成磷钼酸,再与抗坏血酸还原为钼蓝,以测定磷含量,由测得的磷换算成磷脂的含量。
3.酶法:
原理磷脂酶中磷脂酶D水解作用的特异性不高,它能水解磷脂酰胆碱、溶血磷脂酰胆碱与神经磷脂,但此三者占血清总磷脂得95%左右,故可用磷脂酶D水解,测定释放出的胆碱,后者的测定如下:
胆碱氧化酶
胆碱+2O2+H2O————————甜菜碱+2H2O
过氧化物酶
2H2O2+4-氨基安替比林+酚——————红色醌亚胺染料
四、磷脂组成薄层色谱分析
1.制作硅胶板2.点样3.展开
4.显色5.磷脂的定量:
(1)薄层色谱扫描
(2)洗脱定量
第二节冠心病(冠状动脉粥样硬化性心脏病)
一、冠心病人细胞膜的改变
RBC膜是细胞膜的窗口,红细胞膜总磷脂下降是冠心病临床生化的重要指标。
此患者细胞膜胆固醇/磷脂升高,SM/PC升高。
二、磷脂防治动脉粥样硬化的作用
磷脂作为膜结构的成分,补充磷脂可嵌入细胞膜,从而使生物膜的流动性增强,促进粥样硬化斑的消散。
用PC0.125g/kg治冠心病人,可使血脂降低。
三、控制磷脂代谢对心肌细胞膜的影响
用低磷脂和高磷脂喂豚鼠,3个月后心肌胆固醇/磷脂及SM/PC均降低,而心肌细胞色素氧化酶活性升高。
高磷脂组上述变化明显,故预防和治疗动脉粥样硬化,应给老年人多补充磷脂。
第三节 肺泡表面活性物质缺乏病
1929年发现肺内表面活性物质来源于肺泡上皮的分泌型细胞。
二软脂酰胆碱由Ⅱ型肺泡上皮细胞合成,可降低肺泡表面张力。
一、肺表面活性物质缺乏病
1、新生儿呼吸窘迫综合症(NRDS)
病理上称肺透明膜病(HMD),
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