復旦藥學院2005級課件-生物化學脂類代謝

第一節(jié)脂類的消化和吸收磷脂磷脂酶A2溶血磷脂,脂肪酸膽固醇酯膽固醇酯酶膽固醇,脂肪酸甘油三脂(90%)磷脂、膽固醇及其酯,一些游離脂肪酸膽汁酸鹽(小腸)甘油三脂胰脂肪酶甘油一酯,脂肪酸膽汁混合微團(mixed

micelles)(小腸粘膜細胞)甘油三酯、磷脂、膽固醇酯少量膽固醇載脂蛋白(apolipoprotein)乳糜微粒(chylomicrons)血液其它細胞磷脂膽固醇載脂蛋白血液組織細胞二、脂類的血漿脂蛋白甘油三酯膽固醇酯磷脂甘油三酯膽固醇酯血漿脂蛋白膽固醇載脂蛋白（二）血漿脂蛋白的種類（一）乳糜微粒(chylomicrons,CM)（二）極低密度脂蛋白(very

low

densitylipoprotein,VLDL)（三）低密度脂蛋白(low

densitylipoprotein,

LDL)（四）高密度脂蛋白(high

densitylipoprotein,HDL)血漿脂蛋白的分離方法電泳法超速離心法化學沉淀法CM原點VLDL

LDLHDL-+血漿脂蛋白電泳圖前β

β

α（二）血漿脂蛋白的種類（一）乳糜微粒(chylomicrons,CM)（二）極低密度脂蛋白(very

low

densitylipoprotein,VLDL)（三）低密度脂蛋白(low

densitylipoprotein,

LDL)（四）高密度脂蛋白(high

densitylipoprotein,HDL)（二）血漿脂蛋白的種類（一）乳糜微粒(chylomicrons,CM)（二）極低密度脂蛋白(very

low

densitylipoprotein,VLDL)（三）低密度脂蛋白(low

densitylipoprotein,

LDL)（四）高密度脂蛋白(high

densitylipoprotein,HDL)電泳

密度顆粒直徑（nm)蛋白質甘油三酯膽固醇磷脂原點CMVLDL前βLDL

βHDL

α<0.960.96-1.0061.0631.063-1.2180-50025-8020-255-300.8-2.55-102545-5080-9550-701052-7

6-910-15

10-1545

2020

36主要生理功能CMVLDLLDLHDL轉運外源性甘油三酯轉運內源性甘油三酯轉運內源性膽固醇轉運磷脂，膽固醇第三節(jié)脂肪的分解代謝+HOC-HCH2OH甘油R1COOHR2COOHR3COOH脂肪酸甘油三酯脂肪酶CH2OH甘油三脂關鍵酶一、脂肪的水解（脂肪動員）CH2-O-COR1R2OC-O-C-HCH2-O-

COR3脂肪動員的概念：于脂肪細胞中的三脂酰甘油在激素敏感脂肪酶(hormonesensitive

triglyceride

lipase,HSL)的催化下水解并

出脂肪酸，供給全身各組織細胞攝取利用的過程稱為脂肪動員。即三脂酰甘油脂肪酶二、甘油的氧化分解甘油磷酸激酶+ADP2CH

OHCH

OHCH2OH甘油CHOHOCH2O

P

OHOHCH2OHα-磷酸甘油甘油的氧化-經甘油磷酸激酶（肝）作用變成α-磷酸甘油+ATPOCH2O

P

OHOHCHOHCH2OHα-磷酸甘油磷酸二羥氧化+

NAD+OCH2O

P

OHOHC=OCH2OH酵解過程甘油磷酸脫氫酶酸糖三CO2+H2Oα-磷酸甘油代謝甘油的糖異生作用：6-磷酸葡萄糖甘

油3-磷酸甘油醛1，6-二磷酸果糖ATPADP磷酸二羥NAD+NADH+H+甘油激酶磷酸甘油磷酸甘油脫氫酶6-磷酸果糖葡萄糖三、脂肪酸的氧化分解(一)飽和偶數(shù)碳原子脂肪酸的β氧化分解脂酰輔酶A酶-2ATP1.脂肪酸的活化-脂酰CoA的生成場所：胞漿RCH2CH2COOH

+ATPCoASHRCH2CH2CO

SCoA

+AMP+PPi脂酰輔酶A2.脂酰CoA進入線粒體脂酰CoA脂肪酸酶脂酰SCoAHSCoA酶I肉毒堿脂酰肉毒堿脂酰CoAHSCoA酶II線粒體基質線粒體細胞質線粒體內膜外側內側肉毒堿脂酰輔酶轉移酶(carnitine

acyltransferase)Ⅰ和Ⅱ3.脂肪酸的β

氧化脂肪酸β氧化學說的發(fā)現(xiàn)：1904年，F(xiàn)ranz.Knoop苯基脂肪酸氧化試驗苯基標記含奇數(shù)碳原子的脂肪酸喂動物苯基標記含偶數(shù)碳原子的脂肪酸喂動物苯甲酸衍生物（馬尿酸）測尿中代謝產物測尿中代謝產物苯乙酸衍生物（苯乙尿酸）CONHCH2COOHCH2CONHCH2COOH狗結論：脂肪酸的氧化是從羧基端β-碳原子開始，每次分解出一個二碳片斷。β

氧化部位：線粒體脂酰CoA

粒體基質中進行β氧化，經過四步反應，即脫氫、加水、再脫氫和硫解，生成一分子乙酰CoA和一個少兩個碳的新的脂酰CoA。酶--脂肪酸β-氧化多酶復合體1.脫氫反應γ

αβRCH2C

CCOSCoAHHRCH2CH2CH2COSCoAFADFADH2脂酰CoA脫氫酶αβγ2.水合反應RCH2C

CCOSCoAHHαβH2OαβΔ2反烯脂酰CoA水合酶RCH2C

CH2COSCoAHOHγ3.脫氫反應γβRCH2C

CH2COSCoAOHHαNAD+β-羥脂酰CoA脫氫酶

OαRCH2CCH2COSCoAβNADH+H+γ4.硫解反應αβγRCH2C

CH2COSCoAOHSCoACH3COSCoAαββ–酮脂酰CoA硫解酶γRCH2COSCoA+（1）脫氫（2）水化（3）再脫氫（4）硫解-氧化-酮脂酰CoA硫解酶-羥脂酰CoA脫氫酶?2-烯脂酰水化酶脂酰CoA脫氫酶+

2ATP+

3ATP以十八個碳原子的飽和脂肪酸硬脂酸為例，其β-氧化的總反應為：CH3(CH2)16COSCoA +8NAD+

+8FAD

+8CoASH

+8H2O9CH3COSCoA

+8NADH+8H+

+8FADH2計算1分子脂肪酸生成ATP數(shù)1分子軟脂酸（C16）生成ATP數(shù)：R（CH2CH2---）12CH2

CH2-CH2-COOHR(CH2)12-CH2COSCoA

+CH2COSCoACH2COSCoA

×71234567-氧化能量生成：以軟脂酸（16C）為例→7×2＝

14

ATP7次-氧化7

FADH27

(NADH+H+)→7×3＝

21

ATP8次三8

CH3CO~CoA→8

×12＝

96

ATP總計

131

ATP凈生成:131-2＝

129

ATP脂肪酸的β-氧化過程小結脂肪酸活化生成脂酰CoA(耗能)長鏈脂酰CoA由肉毒堿轉運到線粒體β-氧化反應

粒體內進行β-氧化過程中有FADH2和NADH+H+生成，這些氫經呼吸鏈傳遞給氧生成水β-氧化是需氧的過程脂肪酸β-氧化的生理意義是體內脂肪酸分解的主要途徑，脂肪酸氧化可以供應機體所需要的大量能量（二）脂肪酸的其他氧化方式αα氧化（微粒體氧化酶系）2RCH

COOHOH單加氧酶[O]RCHCOOH脫氫酶RCCOOHNAD+NADH+H+

O脫羧酶NAD+-ATPRCOOH

+

CO2NADH+H+腦，肝ω氧化（微粒體氧化酶系）短鏈脂肪酸(C<12)CH3(CH2)

nCOOH單加氧酶[O]

NADPHOH-CH2(CH2)

nCOOHHOOC

(CH2)

nCOOH奇數(shù)碳原子脂肪酸的氧化產物：琥珀酰CoATCA乙酰CoA+丙二酰CoACO2+H2O偶數(shù)碳飽和脂肪酸的氧化分解粒體進行-氧化在微粒體進行-氧化和ω-氧化-氧化發(fā)生在哺乳動物的肝臟和腦組織微粒體，長鏈脂肪酸-碳羥基化,生成-羥脂酸。長鏈-羥脂酸是腦苷脂的主要成分。ω-氧化發(fā)生在動物體內肝臟微粒體,十二碳以下的短鏈脂肪酸ω-碳連續(xù)進行羥化、羧化，生成二羧酸。-氧化和ω-氧化的產物都可以繼續(xù)進行徹底氧化。奇數(shù)碳飽和脂肪酸的氧化分解內有極少量的奇數(shù)碳脂肪酸奇數(shù)碳脂肪酸經過(n-1)÷2-1次-氧化后除了生成(n-1)÷2-1分子的乙酰CoA之外，還又1分子的丙酰CoA。丙酰CoA經丙酰CoA羧化酶、異構酶和甲基丙二酸單酰CoA變位酶催化，最終可以轉變?yōu)殓牾oA，進入TCA徹底氧化。不飽和脂肪酸的氧化分解不飽和脂肪酸的氧化途徑基本上是飽和脂肪酸的-氧化.當-氧化進行到不飽和脂肪酸的順式雙鍵時，即Δ3順式烯脂酰CoA時，在異構酶的作用下轉變?yōu)棣?反式烯脂酰CoA，就可以繼續(xù)進行-氧化.多不飽和脂肪酸氧化分解還需要差向異構酶的作用，才能夠順利地徹底氧化分解。四、(Ketone

bodies)的生成和利用脂肪酸氧化分解的中間產物，包括乙酰乙酸，β-羥丁酸，乙酰乙酸(acetoacetic

acid)約占30%β-羥丁酸(β-hydroxybutyric

acid

)約占70%(acetone)

極少量的1.的生成場所：肝細胞線粒體原料：乙酰CoA乙酰乙酰CoA硫解酶1）2CH3COSCoA2)

CH3COCH2COSCoA+CH3COSCoAHMGCoAHMGCoA裂解酶HOOCCH2-C-CH2COSCoAOHCH3+

CH3COSCoACH3COCH2COSCoA乙酰乙酰CoACH3COCH2COOH乙酰乙酸羥甲基戊二酸單酰CoA

酶（HMGCoA

酶）OH3) HOOCCH2-C-CH2COSCoACH3乙酰乙酸脫羧酶β-羥丁酸脫氫酶4）CH3COCH2COOHCH3CHOHCH2COOHβ-羥丁酸5）CH3COCH2COOHCH3COCH3NAD+NADH+H+2CH3COSCoACH3COCH2COOHNADH+H+CH3COSCoA酶肝臟線粒體脂肪酸β-氧化乙酰乙酰CoAHMGCoAHMGCoANAD+β-羥丁酸乙酰CoAG,GnFFA生酮氨基酸FFA膽固醇CO2+H2Oβ氧化有氧氧化3.生成的意義(1)易易利用節(jié)省葡萄糖，供腦和紅細胞利用2.的利用心，腎，腦，骨骼肌CH3COCH2COOH

+

HOOCCH2CH2COSCoA乙酰乙酸 琥珀酰CoA乙酰乙酰CoACH3COCH2COSCoA

+

HOOCCH2CH2COOH琥珀酸琥珀酰轉硫酶CH3COCH2COSCoA乙酰乙酰CoA硫解酶32CH

COSCoAHSCoAHSCoAATPCH3COCH2COOHβ-羥丁酸脫氫酶CH3COCH2COOH乙酰乙酸硫激酶CH3COCH2COSCoA乙酰乙酰CoA硫解酶2CH3COSCoACH3CHOHCH2COOHβ-羥丁酸2.的利用乙酰乙酰SCoA+琥珀酸2乙酰SCoATCA酸β羥丁酸琥珀酰CoA轉硫酶乙酰乙酸+琥珀酰CoA肝外組織血液中的濃度過量導致體內酸堿平衡紊亂，出現(xiàn)酸，即酮癥酸。第四節(jié)脂肪的代謝α–磷酸甘油

+

脂肪酸CH2OHCHOHCH2OHHOCOR1HOCOR2HOCOR3CH2OCOR1CHOCOR2CH2OCOR3脂肪一、α–磷酸甘油的GNAD+Gly-

α-PGlyNADH+H+DHAP甘油激酶(肝)α-磷酸甘油脫氫酶ADPATP二、脂肪酸的生物部位：胞漿原料：乙酰CoA過程1.乙酰CoA：線粒體胞漿檸檬酸-酸循環(huán)檸檬酸-酸循環(huán)PA

乙酰CoA蘋果酸檸檬酸CO2CoA檸檬酸草酰乙酸PA乙酰CoACO2G基質胞液線粒體內膜草酰乙酸-ATP2.丙二酰CoA的丙二酸單酰CoA+ADP+Pi乙酰CoA羧化酶(Acetyl

CoA

carbosylase)輔酶：生物素乙酰CoA

+ CO2

+

ATP（胞液）3.脂肪酸乙酰CoA

+

丙二酸單酰CoA酶脂肪酸+ACP脂肪酸ACP：酰基載體蛋白acyl

carrierprotein脂肪酸酶七個酶，一個酰基載體蛋白軟脂酸的生成是一個重復循環(huán)的過程1分子乙酰CoA與7分子丙二酸單酰CoA，經轉移、縮合、加氫、脫水和再加氫重復過程，每一次使碳鏈延長兩個碳，共7次重復，最終生成含十六碳的軟脂酸乙酰CoA

+7丙二酰CoA

+14NADPH

+14H++7ATP脂肪酸酶復合體軟脂酸+8CoASH

+14NADP++7ADP

+7Pi

+7H2O

+7CO2脂肪酸脂肪酸分解部位原料能量產物氫載體胞漿線粒體乙酰CoA脂酰CoA脂肪酸NADPH-ATP乙酰CoANADH+H+，F(xiàn)ADH2+ATP脂肪酸調節(jié)：乙酰CoA羧化酶催化的反應為脂肪酸

過程中的限速步驟.激活劑：檸檬酸，異檸檬酸，胰島素抑制劑：長鏈脂肪酸，胰高血糖素及腎上腺素線粒體延長：部位：線粒體基質原料：乙酰CoA(由NADPH+H+供氫)產物：可延長至24或28C飽和脂肪酸，主要是硬脂酸過程：基本類似-氧化的逆過程粗面內質網延長：部位：粗面內質網膜的胞質一側原料：丙二酸單酰CoA(由NADPH+H+供氫)產物：飽和或不飽和脂肪酸，如油酸過程：與軟脂酸

途徑相同，只是?；d體為輔酶A不飽和脂肪酸的途徑:單不飽和脂肪酸的動植物:氧化機制高等微生物:脫氫機制細菌:厭氧途徑多不飽和脂肪酸的

途徑:哺乳動物:必須從食物中攝取.亞油酸,亞麻酸,花生四烯酸等多不飽和脂肪酸是營養(yǎng)必須脂肪酸。脊椎動物可以亞油酸為原料，

其他多不飽和脂肪酸。三、脂肪的CH

OH2CHOHCH2-O-Pα-磷酸甘油溶血磷脂酸α-磷酸甘油二酯CH2OCOR1CHOCOR2CH2-OH甘油二酯CH

OCOR12CHOHCH2-O-PCH2OCOR1CHOCOR2CH2-O-P1+R

COCoA2+R

COCoA+H2O+R3COCoACH2OCOR1CHOCOR2CH2OCOR3脂肪脂肪的由-磷酸甘油和脂酰輔酶A在轉?；傅拇呋潞铣?，反應在細胞內質網中進行。三脂酰甘油分子中的脂肪酸主要是軟脂酸、硬脂酸、棕櫚酸和油酸，都是營養(yǎng)非必需脂肪酸。三脂酰甘油的 主要是在肝臟和脂肪組織進行。脂肪代謝的調節(jié)代謝加強，受到抑制，(一)糖代謝對三脂酰甘油代謝的影響糖供應充分，氧化分解正常時，三脂酰甘油分解代謝減慢。糖供應不足時，脂肪動員加 脂酰甘油脂肪酸的氧化加強， 生成增加。(二)激素對三脂酰甘油代謝的影響有利于分解的激素腎上腺素、高血糖素、生長素、促腎上腺皮質激素、甲狀腺素、促甲狀腺素、

等促進 的激素 胰島素第五節(jié)類脂代謝一、磷脂的代謝磷脂的分解代謝單磷脂酶A1、B磷脂酶C磷脂酶A2、B磷脂酶D磷脂的原料:甘油二酯、膽胺、膽堿絲氨酸、ATP和CTP活化形式----CDP-膽胺、CDP-膽堿部位------全身各組織細胞內質網(肝、腎活躍）磷脂的生物二、膽固醇的代謝膽固醇的來源、分布和功能來源體內食物中攝?。ㄒ唬┠懝檀嫉姆植脊δ苌锬ど锬さ慕Y構成分膽汁酸、類固醇激素及維生素D的 原料1、2、（主要來自糖）輔助因子碳架原料----CoA原料供氫體能源NADPH（來自磷酸戊糖途徑）ATP關鍵酶HMG-CoA還原酶部位組織部位----肝及小腸等（腦細胞、RBC例外）細胞部位----胞液及內質網返回主菜單3、過程２乙酰輔酶A乙酰乙酰輔酶AHMG-CoA鯊烯膽固醇HMG-CoA

還原酶甲羥戊酸（MVA）4、

調節(jié)（1）膳食

飽食→HMG-CoA還原酶增加→膽固醇（饑餓相反）（2）激素的調節(jié)胰島素甲狀腺素HMG-CoA還原酶增加膽固醇膽汁酸（+）返回主菜單1）2CH3COSCoA2)

CH3COCH2COSCoA+CH3COSCoAHMGCoAHMGCoA還原酶OHHOOCCH2-C-CH2COSCoACH3乙酰乙酰CoA硫解酶CH3COCH2COSCoA乙酰乙酰CoA羥甲基戊二酸單酰CoA

酶（HMGCoA

酶）NADPH+H+關鍵酶OHHOOCCH2-C-CH2COSCoACH3OHHOOCCH2-C-CH2CH2OHCH3甲羥戊酸（MVA）（4）

MVA﹍

﹍膽固醇（三）膽固醇的轉化與排泄1、在肝內轉化成膽汁酸意義——體內膽固醇的主要代謝去路促進脂類的消化、吸收2、轉化成類固醇激素激素（參與機體代謝調節(jié)）腎上腺皮質激素3、轉化成VitD3VitD3膽固醇 7-脫氫膽固醇紫外光4、經腸道菌還原成糞固醇（排出體外）（二）膽固醇的酯化膽固醇+卵鱗脂LCAT膽固醇酯+溶血卵鱗脂返回主菜單（膽汁酸代謝）膽固醇的轉化膽固醇腎上腺皮質激素膽汁酸細胞膜維生素D3膽固醇的調節(jié)膽固醇限速酶：HMGCoA還原酶HMGCoA還原酶激素的調節(jié)胰高血糖素:

HMGCoA還原酶胰島素:

HMGCoA還原酶