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磷脂酰丝氨酸由三部分组成亲水性的甘油骨架为头部,两个较长烃链的亲油基团为尾部。头部由三个基团组成丝氨酸残基与磷酸残基结合后与C-3位甘油的轻基连接甘油的另外两个轻基分别与脂肪酸成酷后组成尾部。甘油C-2位的脂肪酸与C-1位的脂肪酸相比,碳链一般更长,而且不饱和键更多。
磷脂酰丝氨酸(PS)指的是一组化合物,而并非单一成分,这是由于不同来源的原料提取的产品脂乙酞残基变化非常大。PS具有双亲性,即它有亲水性的同时又具有亲油性。其结构决定了它的独特性质,带有负电荷的头部为亲水性(或水溶性),由脂肪酸组成的尾部为亲脂性(或脂溶性)。