跳至主要內容
1 · 第1學期普通化學/有機化學生物分子化學

脂質化學

Lipid Chemistry

難度 2 · 基礎organic-chemistrybiochemistry

脂質化學的深入研究涵蓋膜物理學、脂質體技術和脂質組學。

膜流動性的物理化學
磷脂雙層的相變溫度(Tm)取決於:(1) 鏈長(越長 Tm 越高);(2) 不飽和度(cis 雙鍵造成彎折降低 Tm);(3) 膽固醇含量(在 Tm 以上降低流動性,在 Tm 以下增加流動性——相變消除效應)。DSC(差示掃描量熱法)測定 Tm 和相變焓。DPPC(C16:0/C16:0-PC)的 Tm = 41°C;DOPC(C18:1/C18:1-PC)的 Tm = -17°C。

膜的微域(Lipid Rafts)
Singer-Nicolson 流動鑲嵌模型(1972)的現代修正認為膜中存在富含膽固醇和鞘磷脂的液態有序相(Lo phase)微域——脂質筏。實驗證據來自 detergent-resistant membrane(DRM)分離、FRET 和超解析度顯微鏡。然而脂質筏的大小(10-200 nm)、壽命(μs-ms)和生物功能仍有爭議。

脂質體(Liposome)技術
磷脂在水中超音波處理或擠出法形成單層(SUV, LUV)或多層(MLV)脂質體。藥物遞送應用:Doxil(PEG化 liposomal doxorubicin,1995 年 FDA 批准)。PEG 化的 stealth liposome 透過 EPR 效應(Enhanced Permeability and Retention)被動靶向腫瘤。Moderna 和 BioNTech 的 mRNA COVID-19 疫苗使用脂質奈米粒子(LNP,含 ionizable lipid + helper lipid + cholesterol + PEG-lipid)包裹 mRNA。

脂質過氧化
多元不飽和脂肪酸(PUFA)易受自由基攻擊引發脂質過氧化鏈反應:引發(LH + R· → L·)→ 增長(L· + O₂ → LOO· → LOOH + L·)→ 終止。產物包括 MDA(丙二醛,TBARS 測定法)和 4-HNE(4-羥基壬烯醛,細胞毒性修飾蛋白質 Lys/His/Cys)。抗氧化防禦:維生素 E(α-tocopherol,鏈終止抗氧化劑)、GPx4(glutathione peroxidase 4,還原脂質氫過氧化物)。

脂質組學(Lipidomics)
以 LC-MS/MS 為核心的全面脂質分析平台。LIPID MAPS 分類系統定義了 8 大類脂質。鳥槍法(shotgun lipidomics)直接注入質譜分析,適合高通量篩檢;靶向 LC-MS/MS 提供更精確的定量。

文獻參考:van Meer, G. et al. (2008). Nat. Rev. Mol. Cell Biol., 9, 112-124. / Cullis, P.R. et al. (2010). Adv. Drug Deliv. Rev., 56, 1108-1116.

互動工具

動手玩玩看

用互動元件直接感受這個概念,比純文字快 10 倍搞懂。三個 tier 共用同一個工具。

這個和什麼有關