単糖類、ヌクレオチド、アミノ酸とは異なり、脂肪酸は互いに結合してより大きな分子を形成する単量体ではない。 脂肪酸は、例えばトリアシルグリセロールやリン脂質に連結することができるが、互いに直接連結することはなく、一般に1分子に3つまでしか連結しない。 脂肪酸自体は、カルボキシル基を頂点とする炭素原子の長鎖である。 炭素数14～20のものが多く、高次の動植物では炭素数16～18の脂肪酸が主である。
合成の仕組みから、ほとんどの脂肪酸の炭素数は偶数であるが、奇数の炭素鎖も生成することができる。 炭素間の二重結合によって、より多様なものが生成されることがある。 二重結合を持たない脂肪酸鎖は、各炭素ができるだけ多くの水素原子を結合して飽和しているため、飽和脂肪酸となる。 二重結合がある脂肪酸鎖は不飽和です（図↓）。 二重結合が2つ以上あるものは多価不飽和と呼ばれる。 真核細胞の脂肪酸は飽和型と不飽和型がほぼ均等に存在し、後者の多くは多価不飽和型である可能性があります。 原核生物では、多価不飽和はまれであるが、分岐や環化などの修飾は真核生物より多く見られる。 一般的な脂肪酸の表を以下に示す。
| Myristic Acid | 14:0 （炭素数14、二重結合なし | ||||
| Palmitic Acid | 16.0 （炭素数14、二重結合なし）。0 | ||||
| ステアリン酸 | 18:0 | ||||
| アラキジン酸 | 20:0 | ||||
| パルミトレイン酸 | 16:1 | ||||
| オレイン酸 | 18:1 | ||||
| リノール酸 | |||||
| アラキドン酸 | 2.0 | 2.0 | 18:1 | 18:1 | 20:0 20:04 |
飽和脂肪酸と不飽和脂肪酸では、二重結合の炭素の形状の違いだけで、物理的に大きな違いがあります。 飽和脂肪酸は、そのすべてのC-C結合の周りに自由な回転を持つ非常に柔軟である。 また、飽和脂肪酸を表す通常の線図や式は、飽和脂肪酸が隙間なくぎっしりと詰まっていることを説明するためのものである。 一方、不飽和脂肪酸は、二重結合によって回転の制約を受けるため、それほど密にパッキングすることができない。 二重結合のまわりを炭素が回転できないので、鎖に「くびれ」ができてしまうのだ。 一般に、脂肪酸の二重結合を持つ炭素はシス配座にあり、構造に30度の曲がりが生じます。
細胞内の脂肪酸は通常、遊離酸ではなく、大きな分子の一部分である。 脂肪酸から派生した最も一般的な脂質は、トリアシルグリセロール、ホスホグリセリド、スフィンゴ糖脂質などです。 トリアシルグリセロールは、その名の通り、グリセロール分子に3本の脂肪酸（アシル）鎖がエステル結合でつながったものです（図(㊦)）。 トリアシルグリセロールはトリグリセリドとも呼ばれ、脂肪酸の種類が同じもの（単純トリアシルグリセロール）と異なるもの（混合トリアシルグリセロール）がある。 これらの混合物は、ほとんどの生物にとって主要な長期エネルギー貯蔵分子である。 口語では脂肪や油と呼ばれることもありますが、実際には構成脂肪酸の飽和度の違いだけです。 飽和脂肪酸の割合が高い混合物は融点が高く、室温で固体であれば脂肪と呼ばれる。
人間の医学では、心臓病の危険因子の検査として、血中のトリグリセリド濃度を測定することが一般的である。 様々な種類の細胞がトリグリセリドを作り、利用することができますが、人のトリグリセリドのほとんどは脂肪細胞で構成される脂肪組織に集中しています。 これらの細胞は、細胞の体積の大部分を占める脂肪球を運ぶように特化されています。 血中のトリグリセリド濃度が高いということは、脂肪細胞に取り込まれるよりも早く脂肪が作られたり、摂取されたりしていることを意味します
リン脂質（ホスホグリセリドまたはグリセロリン脂質とも呼ばれる）も、グリセロールに脂肪酸が結合したものである。 ただし、脂肪酸の尾部は3つではなく2つだけで、3番目の位置にはリン酸基がある（図）。 このリン酸基には “頭部 “が付いています。 この基の正体によって、脂肪アシル尾部とともに分子が命名される。 図の例では、1-ステアロイルはグリセロール骨格の1炭素上のステアリン酸、2-パルミトイルはグリセロールの2炭素上のパルミチン酸、ホスファチジルエタノールアミンとはグリセロール3炭素に結合したリン酸基とその結合したエタノールアミンという意味である。 リン脂質は、負電荷を持つリン酸基と、極性または荷電を持つ頭部基を持つため、2つの脂肪アシル尾部に強い疎水性を、頭部基には強い親水性を持つ両親媒性である。 この両親媒性こそが、細胞膜の主成分であるリン脂質の重要な役割である
スフィンゴ糖脂質(図)も膜の重要な構成成分で、グリセロールではなくスフィンゴシン（またはジヒドロスフィンゴシン）というアミノアルコールが骨格になっている。 スフィンゴ糖脂質は、セラミド、スフィンゴミエリン、セレブロシド、ガングリオシドの4種類に大別され、セラミド、スフィンゴミエリン、セレブロシド、ガングリオシドの3種類は、スフィンゴ糖脂質に分類される。 セラミドは、スフィンゴシンのアミノ基に脂肪酸が結合した分子である。 スフィンゴミエリンは、セラミドの炭素数1にホスホコリンまたはホスホエタノールアミンが結合したもので、スフィンゴミエリンは、セラミドの炭素数1にホスホコリンまたはホスホエタノールアミンが結合したものである。 セレブロシドやガングリオシドは、セラミドの炭素1個にそれぞれ糖や糖類が結合した糖脂質である。 ガングリオシドに結合しているオリゴ糖は、いずれも少なくとも1個のシアル酸残基を含んでいる。
脂質とは、漠然とした定義だが、水に溶けないがメタノールやクロロホルムなどの有機溶媒に溶ける生体化合物である。 これには上に挙げた脂肪酸誘導体も含まれ、この章の最後のテーマであるコレステロールも含まれる。 コレステロールは、4つの縮合環からなる飽和炭化水素シクロペンタノペルヒドロフェナンスレンの主要な生体内誘導体である（図⑭）。 動物細胞では細胞膜の重要な構成成分であり、コルチゾールやb-エストラジオールなどのステロイドホルモンの代謝前駆体である。 植物細胞にはコレステロールはほとんど存在しないが、スチグマステロールのような他のステロールは存在する。 同様に、菌類にも特有のステロールが存在する。 しかし、原核生物にはステロール分子がほとんどありません。
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