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文檔簡介

生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第1頁脂質(zhì)組成、功效及分析Thecomposition,functionandanalysisoflipids第一節(jié)生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第2頁脂肪和類脂總稱為脂質(zhì)(lipids)。三脂酰甘油(triacylglycerol,TAG),也稱為甘油三酯(triglyceride,TG)膽固醇(cholesterol,CHOL)膽固醇酯(cholesterolester,CE)

磷脂(phospholipid,PL)糖脂(glycolipid)鞘脂(sphingolipid)定義:分類:一、脂質(zhì)是種類繁多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜一類大分子物質(zhì)類脂(lipoid)脂肪(fat)生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第3頁甘油三酯(triacylglycerol)是非極性、不溶于水甘油脂酸三酯,基本結(jié)構(gòu)為甘油三個羥基分別被相同或不一樣脂酸酯化。其脂酰鏈組成復(fù)雜,長度和飽和度各種多樣。體內(nèi)還存在少許甘油一酯(monoacylglycerol)和甘油二酯(diacylglycerol,DAG)。(一)甘油三酯是甘油脂酸酯生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第4頁脂酸組成種類決定甘油三酯熔點,隨飽和脂酸鏈長和數(shù)目增加而升高。生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第5頁△編碼體系從脂酸羧基碳起計算碳原子次序。ω或n編碼體系從脂酸甲基碳起計算其碳原子次序。系統(tǒng)命名法(一)脂肪酸是脂肪烴羧酸標示脂酸碳原子數(shù)即碳鏈長度和雙鍵位置。脂肪酸(fattyacids)結(jié)構(gòu)通式為:CH3(CH2)nCOOH。高等動植物脂肪酸碳鏈長度普通在14~20之間,為偶數(shù)碳。生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第6頁脂酸依據(jù)其碳鏈是否存在雙鍵分為飽和脂酸和不飽和脂酸飽和脂酸碳鏈不含雙鍵飽和脂酸以乙酸(CH3-COOH)為基本結(jié)構(gòu),不一樣飽和脂酸差異在于這兩基團間亞甲基(-CH2-)數(shù)目不一樣。2.不飽和脂酸碳鏈含有一個或一個以上雙鍵單不飽和脂酸(monounsaturatedfattyacid)多不飽和脂酸(polyunsaturatedfattyacid)生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第7頁表7-1常見脂肪酸慣名系統(tǒng)名碳原子數(shù)和雙鍵數(shù)簇分子式飽和脂肪酸

月桂酸(lauricacid)n-十二烷酸12:0-CH3(CH2)10COOH豆寇酸(myristicacid)n-十四烷酸14:0-CH3(CH2)12COOH軟脂肪酸(palmiticacid)n-十六烷酸16:0-CH3(CH2)14COOH硬脂肪酸(stearicacid)n-十八烷酸18:0-CH3(CH2)16COOH花生酸(arachidicacid)n-二十烷酸20:0-CH3(CH2)18COOH山箭酸(behenicacid)n-二十二烷酸22:0-CH3(CH2)18COOH掬焦油酸(lignocericacid)n-二十四烷酸24:0-CH3(CH2)18COOH生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第8頁不飽和脂肪酸棕櫚(軟)油酸(palmitoleicacid)9-十六碳一烯酸16:1w-7CH3(CH2)5CH═CH(CH2)7COOH油酸(oleicacid)9-十八碳一烯酸18:1w-9CH3(CH2)7CH═CH(CH2)7COOH異油酸(Vaccenicacid)反式11-十八碳一烯酸18:1w-7CH3(CH2)5CH═CH(CH2)9COOH亞油酸(linoleicacid)9,12-十八碳二烯酸18:2w-6CH3(CH2)4(CH═CHCH2)2(CH2)6COOHa-亞麻酸(a-linolenicacid)9,12,15-十八碳三烯酸18:3w-3CH3CH2(CH═CHCH2)3(CH2)6COOHg-亞麻酸(g-linolenicacid)6,9,12-十八碳三烯酸18:3w-6CH3(CH2)4(CH═CHCH2)3(CH2)3COOH花生四烯酸(arachidonicacid)5,8,11,14-二十碳四烯酸20:4w-6CH3(CH2)4(CH═CHCH2)4(CH2)2COOHtimnodonicacid(EPA)5,8,11,14,17-二十碳五烯酸20:5w-3CH3CH2(CH═CHCH2)5(CH2)2COOHclupanodonicacid(DPA)7,10,13,16,19-二十二碳五烯酸22:5w-3CH3CH2(CH═CHCH2)5(CH2)4COOHcervonicacid(DHA)4,7,10,13,16,19-二十二碳六烯酸22:6w-3CH3CH2(CH═CHCH2)6CH2COOH生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第9頁表7-2不飽和脂肪酸簇母體不飽和脂肪酸結(jié)構(gòu)-7軟油酸9-16:1

-9油酸9-18:1

-6亞油酸9,12-18:2

-3亞麻酸9,12,15-18:3同簇不飽和脂酸可由其母體代謝產(chǎn)生,如花生四烯酸可由-6簇母體亞油酸產(chǎn)生。但-3、-6和-9簇多不飽和脂酸在體內(nèi)彼此不能相互轉(zhuǎn)化。動物只能合成ω-9及ω-7系多不飽和脂酸,不能合成ω-6及ω-3系多不飽和脂酸。生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第10頁磷脂(phospholipids)由甘油或鞘氨醇、脂肪酸、磷酸和含氮化合物組成。甘油磷脂:由甘油組成磷脂(體內(nèi)含量最多)鞘磷脂:由鞘氨醇組成磷脂X指與磷酸羥基相連取代基,包含膽堿、水、乙醇胺、絲氨酸、甘油、肌醇、磷脂酰甘油等。FAFAPiX

甘油FAPiX鞘氨醇(三)磷脂可分為甘油磷脂和鞘磷脂兩類分類:生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第11頁由甘油組成磷脂稱為甘油磷脂組成:甘油、脂酸、磷脂、含氮化合物結(jié)構(gòu):功效:含一個極性頭、兩條疏水尾,組成生物膜磷脂雙分子層。X=膽堿、水、乙醇胺、絲氨酸、甘油、肌醇、磷脂酰甘油等生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第12頁機體內(nèi)幾類主要甘油磷脂生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第13頁(cephalin)(lecithin)磷脂酰肌醇

(phosphatidylinositol)磷脂酰絲氨酸(phosphatidylserine)生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第14頁心磷脂(cardiolipin)生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第15頁由鞘氨醇或二氫鞘氨醇組成磷脂稱為鞘磷酯鞘氨醇氨基經(jīng)過酰胺鍵與1分子長鏈脂酸相連形成神經(jīng)酰胺(ceramide),為鞘脂母體結(jié)構(gòu)。生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第16頁鞘脂(sphingolipids)含鞘氨醇(sphingosine)或二氫鞘氨醇脂類。生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第17頁X=磷脂膽堿、磷脂乙醇胺、單糖或寡糖按取代基X不一樣,鞘脂分為:鞘糖酯、鞘磷脂生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第18頁

膽固醇(cholesterol)結(jié)構(gòu):固醇共同結(jié)構(gòu):環(huán)戊烷多氫菲(四)膽固醇以環(huán)戊烷多氫菲為基本結(jié)構(gòu)生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第19頁動物膽固醇(27碳)生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第20頁植物(29碳)酵母(28碳)生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第21頁二、脂質(zhì)含有各種復(fù)雜生物學(xué)功效(一)甘油三酯是機體主要能源物質(zhì)1gTG=38KJ1g蛋白質(zhì)=17KJ1g葡萄糖=17KJ首先,甘油三酯氧化分解產(chǎn)能多。第二,甘油三酯疏水,儲存時不帶水分子,占體積小。第三,機體有專門儲存組織——脂肪組織。甘油三酯是脂肪酸主要儲存庫。甘油二酯還是主要細胞信號分子。生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第22頁(二)脂肪酸含有各種主要生理功效1.提供必需脂肪酸人體本身不能合成,必須由食物提供脂肪酸,稱為營養(yǎng)必需脂酸(essentialfattyacid),包含亞油酸(18:2,Δ9,12)

、亞麻酸(18:3,Δ9,12,15)和花生四烯酸(20:4,Δ5,8,11,14)

。生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第23頁2.合成不飽和脂肪酸衍生物前列腺素(prostaglandin,PG)、血栓噁烷(thromboxane,TX)

、白三烯(leukotrienes,LT)是廿碳多不飽和脂肪衍生物。前列腺素以前列腺酸(prostanoicacid)為基本骨架,有一個五碳環(huán)和兩條側(cè)鏈(R1及R2)。花生四烯酸(20:4△5,8,11,14)前列腺酸生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第24頁PG依據(jù)五碳環(huán)上取代基和雙鍵位置不一樣,分9型:生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第25頁依據(jù)R1及R2兩條側(cè)鏈中雙鍵數(shù)目標多少,PG又分為1、2、3類,在字母右下角提醒。生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第26頁有前列腺酸樣骨架,但五碳環(huán)為含氧噁烷代替。血栓噁烷(thromboxaneA2,TXA2)生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第27頁分子中不含前列腺酸骨架有四個雙鍵,三個共軛雙鍵。(LTB4)白三烯(leukotrienes,LT)生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第28頁PGE2誘發(fā)炎癥,促局部血管擴張。PGE2、PGA2

使動脈平滑肌舒張而降血壓。PGE2、PGI2抑制胃酸分泌,促胃腸平滑肌蠕動。PGF2α使卵巢平滑肌收縮引發(fā)排卵,使子宮體收縮加強促分娩。1.PGPG、TX和LT含有很強生物活性生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第29頁2.TXPGF2、TXA2強烈促血小板聚集,并使血管收縮促血栓形成,PGI2、PGI3反抗它們作用。TXA3促血小板聚集,較TXA2弱得多。3.LTLTC4、LTD4及LTE4被證實是過敏反應(yīng)慢反應(yīng)物質(zhì)。LTD4還使毛細血管通透性增加。LTB4還可調(diào)整白細胞游走及趨化等功效,促進炎癥及過敏反應(yīng)發(fā)展。生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第30頁(二)磷脂是主要結(jié)組成份和信號分子1.磷脂是組成生物膜主要成份磷脂分子含有親水端和疏水端,在水溶液中可聚集成脂質(zhì)雙層,是生物膜基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。細胞膜中能發(fā)覺幾乎全部磷脂,甘油磷脂中以磷脂酰膽堿、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰絲氨酸含量最高,而鞘磷酯中以神經(jīng)鞘磷酯為主。各種磷脂在不一樣生物膜中所占百分比不一樣。磷脂酰膽堿(也稱磷脂酰膽堿)存在于細胞膜中,心磷脂是線粒體膜主要脂質(zhì)。生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第31頁磷脂雙分子層形成生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第32頁2.磷脂酰肌醇是第二信使前體磷脂酰肌醇4、5位被磷酸化生成磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸(phosphatidylinositol4,5-bisphosphate,PIP2)是細胞膜磷脂主要組成,主要存在于細胞膜內(nèi)層。在激素等刺激下可分解為甘油二酯(DAG)和三磷酸肌醇(inositoltriphosphate,IP3),均能在胞內(nèi)傳遞細胞信號。各種磷脂在不一樣生物膜中所占百分比不一樣。生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第33頁(四)膽固醇是生物膜主要成份和含有主要生物學(xué)功效固醇類物質(zhì)前體膽固醇是細胞膜基本結(jié)組成份膽固醇可轉(zhuǎn)化為一些含有主要生物學(xué)功效固醇化合物可轉(zhuǎn)變?yōu)槟懼?、類固醇激素及維生素D3生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第34頁三、脂質(zhì)組分復(fù)雜性決定了脂質(zhì)分析技術(shù)復(fù)雜性(一)用有機溶劑提取脂質(zhì)(二)用層析分離脂質(zhì)(三)依據(jù)分析目標和脂質(zhì)性質(zhì)選擇分析方法(四)復(fù)雜脂質(zhì)分析還需特殊處理生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第35頁脂質(zhì)消化與吸收DigestionandAbsorptionofLipids第二節(jié)生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第36頁條件①

乳化劑(膽汁酸鹽、甘油一酯、甘油二酯等)乳化作用;②酶催化作用部位主要在小腸上段一、膽汁酸鹽幫助脂質(zhì)消化酶消化脂質(zhì)生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第37頁膽鹽在脂肪消化中作用生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第38頁乳化消化酶甘油三酯食物中脂類2-甘油一酯+2FFA磷脂溶血磷脂+FFA磷脂酶A2膽固醇酯膽固醇酯酶膽固醇+FFA

胰脂酶

輔脂酶

微團(micelles)消化脂類酶生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第39頁輔脂酶(Mr,10kDa)在胰腺泡以酶原形式存在,分泌入十二指腸腔后被胰蛋白酶從N端水解,移去五肽而激活。輔脂酶本身不具脂酶活性,但可經(jīng)過疏水鍵與甘油三酯結(jié)合(Kd,1×10-7mol/L)、經(jīng)過氫鍵與胰脂酶結(jié)合(分子比為1:1;Kd值為5×10-7mol/L),將胰脂酶錨定在乳化微團脂-水界面,使胰脂酶與脂肪充分接觸,發(fā)揮水解脂肪功效。輔脂酶還可預(yù)防胰脂酶在脂-水界面上變性、失活。輔脂酶是胰脂酶發(fā)揮脂肪消化作用必不可少輔助因子。輔脂酶生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第40頁脂肪與類脂消化產(chǎn)物,包含甘油一酯、脂酸、膽固醇及溶血磷脂等以及中鏈脂酸(6C~10C)及短鏈脂酸(2C~4C)組成甘油三酯與膽汁酸鹽,形成混合微團(mixedmicelles),被腸粘膜細胞吸收。消化產(chǎn)物生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第41頁十二指腸下段及空腸上段。中鏈及短鏈脂酸組成TG

乳化

吸收

脂肪酶甘油+FFA

門靜脈血循環(huán)腸粘膜細胞二、吸收脂質(zhì)經(jīng)再合成進入血循環(huán)吸收部位吸收方式生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第42頁長鏈脂酸及2-甘油一酯腸粘膜細胞(酯化成TG)膽固醇及游離脂酸腸粘膜細胞(酯化成CE)淋巴管

血循環(huán)乳糜微粒(chylomicron,CM)TG、CE、PL+載脂蛋白(apo)B48、C、AⅠ、AⅣ溶血磷脂及游離脂酸腸粘膜細胞(酯化成PL)生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第43頁CoA+RCOOHRCOCoA

脂酰CoA合成酶ATPAMPPPi

酯酰CoA

轉(zhuǎn)移酶

CoAR2COCoAR3COCoACoA

酯酰CoA

轉(zhuǎn)移酶甘油一酯路徑生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第44頁甘油三酯消化與吸收生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第45頁三、脂質(zhì)消化吸收在維持機體脂質(zhì)平衡中含有主要作用體內(nèi)脂質(zhì)過多,尤其是飽和脂肪酸、膽固醇過多,在肥胖、高脂血癥(hyperlipidemia)、動脈粥樣硬化(atherosclerosis)、2型糖尿?。╰ype2diabetesmellitus,T2DM)、高血壓和癌癥等發(fā)生中含有主要作用。小腸被認為是介于機體內(nèi)、外脂質(zhì)間選擇性屏障。脂質(zhì)經(jīng)過該屏障過多會造成其在體內(nèi)堆積,促進上述疾病發(fā)生。小腸脂質(zhì)消化、吸收能力含有很大可塑性。脂質(zhì)本身可刺激小腸、增強脂質(zhì)消化吸收能力。這不但能促進攝入增多時脂質(zhì)消化吸收,保障體內(nèi)能量、必需脂肪酸、脂溶性維生素供給,也能增強機體對食物缺乏環(huán)境適應(yīng)能力。小腸脂質(zhì)消化吸收能力調(diào)整分子機制可能包括小腸特殊分泌物質(zhì)或特異基因表示產(chǎn)物,可能是預(yù)防體脂過多、治療相關(guān)疾病、開發(fā)新藥品、采取膳食干預(yù)辦法新靶標。生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第46頁甘油三酯代謝MetabolismofTriglyceride第三節(jié)生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第47頁甘油三酯合成代謝脂肪酸合成代謝甘油三酯分解代謝

脂肪動員甘油進入糖代謝脂酸β氧化脂酸其它氧化方式酮體生成和利用本節(jié)主要內(nèi)容生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第48頁脂肪組織:主要以葡萄糖為原料合成脂肪,也利用CM或VLDL中FA合成脂肪。一、不一樣起源脂肪酸在不一樣器官以不完全相同路徑合成甘油三酯

肝臟:肝內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成TG,組成VLDL入血。小腸粘膜:利用脂肪消化產(chǎn)物再合成脂肪。(一)合成主要場所生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第49頁甘油和脂酸主要來自于葡萄糖代謝CM中FFA(來自食物脂肪)甘油一酯路徑(小腸粘膜細胞)甘油二酯路徑(肝、脂肪細胞)(二)合成原料(三)合成基本過程生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第50頁CoA+RCOOHRCOCoA

脂酰CoA合成酶ATPAMPPPi

酯酰CoA

轉(zhuǎn)移酶

CoAR2COCoAR3COCoACoA

酯酰CoA

轉(zhuǎn)移酶甘油一酯路徑生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第51頁甘油二酯路徑酯酰CoA轉(zhuǎn)移酶

CoAR1COCoA

酯酰CoA

轉(zhuǎn)移酶

CoAR2COCoA磷脂酸磷酸酶Pi

酯酰CoA

轉(zhuǎn)移酶

CoAR3COCoA生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第52頁生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第53頁3-磷酸甘油主要來自糖代謝。肝、腎等組織含有甘油激酶,可利用游離甘油。甘油激酶(肝、腎)ATPADP生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第54頁二、內(nèi)源性脂肪酸合成需先合成軟脂酸再加工延長組織:肝(主要)、腎、腦、肺、乳腺及脂肪等組織亞細胞:胞液:主要合成16碳軟脂酸(棕櫚酸)肝線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng):碳鏈延長1.合成部位(一)軟脂酸合成生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第55頁NADPH起源:

磷酸戊糖路徑(主要起源)

胞液中異檸檬酸脫氫酶及蘋果酸酶催化反應(yīng)乙酰CoA、ATP、HCO3-、NADPH、Mn2+2.合成原料乙酰CoA主要起源:乙酰CoA全部在線粒體內(nèi)產(chǎn)生,經(jīng)過

檸檬酸-丙酮酸循環(huán)(citratepyruvatecycle)出線粒體。乙酰CoA氨基酸

Glc(主要)生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第56頁線粒體膜胞液線粒體基質(zhì)丙酮酸丙酮酸蘋果酸草酰乙酸檸檬酸檸檬酸乙酰CoA

NADPH+H+

NADP+

蘋果酸酶CoA乙酰CoA

ATPAMPPPiATP檸檬酸裂解酶CoA草酰乙酸H2O檸檬酸合酶蘋果酸CO2CO2生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第57頁(1)丙二酸單酰CoA合成酶-生物素-CO2

+乙酰CoA

酶-生物素+丙二酰CoA總反應(yīng)式:

丙二酰CoA

+ADP+PiATP+HCO3-

+乙酰CoA3.脂肪酸合酶及反應(yīng)過程酶-生物素+HCO3ˉ

酶-生物素-CO2ADP+PiATP生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第58頁乙酰CoA羧化酶(acetylCoAcarboxylase)是脂肪酸合成關(guān)鍵酶,其輔基是生物素,Mn2+是其激活劑。其活性受別構(gòu)調(diào)整和磷酸化、去磷酸化修飾調(diào)整。該酶有兩種存在形式。無活性單體分子質(zhì)量約4萬;有活性多聚體通常由10~20個單體線狀排列組成,分子質(zhì)量60萬~80萬,活性為單體10~20倍。檸檬酸、異檸檬酸可使此酶發(fā)生別構(gòu)激活——由單體聚合成多聚體;軟脂酰CoA及其它長鏈脂酰CoA可使多聚體解聚成單體,別構(gòu)抑制該酶活性。乙酰CoA羧化酶還可在一個AMP激活蛋白激酶(AMP-activatedproteinkinase,AMPK)催化下發(fā)生酶蛋白(79、1200及1215位絲氨酸殘基)磷酸化而失活。胰高血糖素能激活A(yù)MPK,抑制乙酰CoA羧化酶活性;胰島素能經(jīng)過蛋白磷酸酶去磷酸化作用,使磷酸化乙酰CoA羧化酶脫磷酸恢復(fù)活性。高糖膳食可促進乙酰CoA羧化酶蛋白合成,增加酶活性。生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第59頁(2)脂酸合成從乙酰CoA及丙二酸單酰CoA合成長鏈脂肪酸,是一個重復(fù)加成過程,每次延長2個碳原子。各種生物合成脂肪酸過程基本相同。生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第60頁有7種酶蛋白(?;d體蛋白、乙?;D(zhuǎn)移酶、β-酮脂酰合酶、丙二酸單酰轉(zhuǎn)移酶、β-酮脂酰還原酶、脫水酶和烯脂酰還原酶),聚合在一起組成多酶體系。大腸桿菌脂肪酸合酶復(fù)合體生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第61頁其輔基是4′-磷酸泛酰氨基乙硫醇,是脂酰基載體?!漉;d體蛋白(ACP)生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第62頁三個結(jié)構(gòu)域:7種酶活性都在一條多肽鏈上,屬多功效酶,由一個基因編碼;有活性酶為兩相同亞基首尾相連組成二聚體。哺乳類動物脂肪酸合酶底物進入縮合單位還原單位軟脂酰釋放單位生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第63頁底物進入乙酰CoACE-S-乙?;?縮合酶)丙二酸單酰CoAACP-S-丙二酸單?;舅岷厦?/p>

乙?;ǖ谝粋€)丙二酸單?;浿岷铣蛇^程生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第64頁縮合CO2還原NADPH+H+NADP+脫水H2O再還原NADPH+H+NADP+生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第65頁轉(zhuǎn)位丁?;蒃2-泛-SH(ACP上)轉(zhuǎn)移至E1-半胱-SH(CE上)。ACPSC=OCH2CH2CH3CEHSSO=CCH2CH2CH3CEACPHS轉(zhuǎn)位生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第66頁經(jīng)過7輪循環(huán)反應(yīng),每次加上一個丙二酸單?;?,增加兩個碳原子,最終釋出軟脂肪酸。CESO=CCH3ACPSC=OCH2—COO-CESO=CCH2CH2CH2CH2CH3ACPSC=OCH2—COO-

CESO=CCH2CH2CH2CH2CH2CH2CH3ACPSC=OCH2—COO-

O-O=CCH2CH2CH2CH2CH2CH2CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CEACPHSHS+4H++4e-CO2CESO=CCH2CH2CH3ACPSC=OCH2—COO-

4H++4e-CO24H++4e-CO2生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第67頁軟脂酸合成總圖生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第68頁軟脂酸合成總反應(yīng):CH3COSCoA

+7HOOCH2COSCoA

+

14NADPH+H+CH3(CH2)14COOH+7CO2

+6H2O+8HSCoA+14NADP+

生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第69頁以丙二酸單酰CoA為二碳單位供體,由NADPH+H+

供氫經(jīng)縮合、加氫、脫水、再加氫等一輪反應(yīng)增加2個碳原子,合成過程類似軟脂酸合成,但脂?;B在CoASH上進行反應(yīng),可延長至24碳,以18碳硬脂酸為最多。1.脂肪酸碳鏈在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中延長(二)軟脂酸延長在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和線粒體內(nèi)進行生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第70頁以乙酰CoA為二碳單位供體,由NADPH+H+供氫,過程與β-氧化逆反應(yīng)基本相同,需α-β烯酰還原酶,一輪反應(yīng)增加2個碳原子,可延長至24碳或26碳,以硬脂酸最多。2.脂肪酸碳鏈在線粒體中延長生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第71頁動物:有Δ4、Δ5、Δ8、Δ9去飽和酶,鑲嵌在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上,脫氫過程有線粒體外電子傳遞系統(tǒng)參加。植物:有Δ9、Δ12、Δ15

去飽和酶(三)不飽和脂酸合成需各種去飽和酶催化生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第72頁亞油酸合成生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第73頁1.代謝物改變原料供給量和乙酰CoA羧化酶活性調(diào)整脂肪酸合成乙酰CoA羧化酶別構(gòu)調(diào)整物抑制劑:軟脂酰CoA及其它長鏈脂酰CoA激活劑:檸檬酸、異檸檬酸進食糖類而糖代謝加強,NADPH及乙酰CoA供給增多,異檸檬酸及檸檬酸堆積,有利于脂酸合成。大量進食糖類也能增強各種合成脂肪相關(guān)酶活性從而使脂肪合成增加。(四)脂肪酸合成受代謝物和激素調(diào)整生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第74頁2.胰島素是調(diào)整脂肪酸合成主要激素

胰高血糖素腎上腺素生長素脂肪酸合成

﹣﹣TG合成胰高血糖素:激活A(yù)MPK,使之磷酸化而失活胰島素:經(jīng)過磷蛋白磷酸酶,使之去磷酸化而復(fù)活+

脂肪酸合成

胰島素

乙酰CoA羧化酶、脂肪酸合酶、ATP-檸檬酸裂解酶、脂蛋白脂酶+

TG合成乙酰CoA羧化酶共價調(diào)整:生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第75頁3.脂肪酸合酶可作為藥品治療靶點脂肪酸合酶(復(fù)合體組分)在很多腫瘤高表示。動物研究證實,脂肪酸合酶抑制劑可顯著減緩腫瘤生長,減輕體重,是極有潛力抗腫瘤和抗肥胖候選藥品。生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第76頁

定義

脂肪動員(fatmobilization)是指儲存在脂肪細胞中脂肪,在肪脂酶作用下逐步水解釋放FFA及甘油供其它組織氧化利用過程。三、甘油三酯氧化分解產(chǎn)生大量ATP供機體需要(一)甘油三酯分解代謝從脂肪動員開始生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第77頁脂解激素反抗脂解激素因子關(guān)鍵酶

激素敏感性甘油三酯脂肪酶

(hormone-sensitivetriglyceridelipase,HSL)能促進脂肪動員激素,如胰高血糖素、去甲腎上腺素、ACTH、TSH等。

抑制脂肪動員,如胰島素、前列腺素E2、煙酸等。生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第78頁脂肪動員過程:脂解激素-受體G蛋白ACATPcAMPPKA+++HSLa(無活性)HSLb(有活性)TG

甘油二酯(DG)FFA甘油一酯FFA

甘油二酯脂肪酶甘油FFA甘油一酯脂肪酶HSL-----激素敏感性甘油三酯脂肪酶生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第79頁(二)甘油轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸甘油后被利用肝、腎、腸等組織生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第80頁1904年,努珀(F.Knoop)采取不能被機體分解苯基標識脂肪酸ω-甲基,喂養(yǎng)犬,檢測尿液中代謝產(chǎn)物。發(fā)覺不論碳鏈長短,假如標識脂肪酸碳原子是偶數(shù),尿中排出苯乙酸;假如標識脂肪酸碳原子是奇數(shù),尿中排出苯甲酸。據(jù)此,努珀提出脂肪酸在體內(nèi)氧化分解從羧基端β-碳原子開始,每次斷裂2個碳原子,即“β-氧化學(xué)說”。(三)β-氧化是脂肪酸分解關(guān)鍵過程生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第81頁組織:除腦組織外,大多數(shù)組織均可進行,其中肝、肌肉最活躍。亞細胞:胞液、線粒體部位(三)β-氧化是脂肪酸分解關(guān)鍵過程生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第82頁1.脂肪酸活化形式為脂酰CoA(胞液)脂酰CoA合成酶ATPAMPPPi脂酰CoA合成酶(acyl-CoAsynthetase)存在于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)及線粒體外膜上。+CoA-SH主要過程生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第83頁2.脂酰CoA經(jīng)肉堿轉(zhuǎn)運進入線粒體肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶Ⅰ(carnitineacyltransferaseⅠ)是脂酸β-氧化關(guān)鍵酶。生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第84頁3.脂酰CoA分解產(chǎn)生乙酰CoA、FADH2、NADH脫氫加水再脫氫硫解脂酰CoAL(+)-β羥脂酰CoAβ酮脂酰CoA脂酰CoA+乙酰CoA

脂酰CoA

脫氫酶反⊿2-烯酰CoAL(+)-β羥脂酰CoA脫氫酶NAD+NADH+H+⊿2--烯脂酰CoA

水化酶H2OFADFADH2β酮脂酰CoA

硫解酶CoA-SH生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第85頁5生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第86頁

NADH+H+

FADH2

H2O呼吸鏈

2ATPH2O呼吸鏈

3ATP乙酰CoA徹底氧化

三羧酸循環(huán)

生成酮體

肝外組織氧化利用

生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第87頁脂酰CoA脫氫酶L(+)-β羥脂酰CoA脫氫酶

NAD+NADH+H+⊿--烯酰CoA

水化酶2H2OFADFADH2β酮脂酰CoA

硫解酶CoA-SH脂酰CoA合成酶肉堿轉(zhuǎn)運載體ATPCoASHAMPPPiH2O呼吸鏈2ATPH2O呼吸鏈3ATP線粒體膜TAC生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第88頁活化:消耗2個高能磷酸鍵β-氧化:

每輪循環(huán)

四個重復(fù)步驟:脫氫、水化、再脫氫、硫解產(chǎn)物:1分子乙酰CoA1分子少兩個碳原子脂酰CoA1分子NADH+H+1分子FADH24.脂肪酸氧化是機體ATP主要起源——

以16碳軟脂肪酸氧化為例生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第89頁7輪循環(huán)產(chǎn)物:8分子乙酰CoA7分子NADH+H+7分子FADH2能量計算:

生成ATP

8×10+7×2.5+7×1.5=108

凈生成ATP

108–2=106生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第90頁1.不飽和脂酸β-氧化需轉(zhuǎn)變構(gòu)型不飽和脂酸β氧化順⊿3-烯酰CoA順⊿2-烯酰CoA反⊿2-烯酰CoA⊿3順-⊿2反烯酰CoA

異構(gòu)酶β氧化L(+)-β羥脂酰CoAD(-)-β羥脂酰CoAD(-)-β羥脂酰CoA

表構(gòu)酶H2O(四)不一樣脂肪酸還有不一樣氧化方式生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第91頁亞油酰CoA(⊿9順,⊿12順)3次β氧化十二碳二烯脂酰CoA(⊿3順,⊿6順)十二碳二烯脂酰CoA(⊿2反,⊿6順)⊿3順,⊿2反-烯脂酰

CoA異構(gòu)酶2次β氧化生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第92頁八碳烯脂酰CoA(⊿2順)D(+)-β-羥八碳脂酰CoAL(-)-β-羥八碳脂酰CoA4乙酰CoA4次β氧化β-羥脂酰CoA

表構(gòu)酶烯脂酰CoA

水化酶12CH3cOHOSCoA3生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第93頁長鏈脂酸(C20、C22)(過氧化酶體)脂肪酸氧化酶(FAD為輔酶)較短鏈脂酸(線粒體)β氧化2.超長碳鏈脂肪酸需先在過氧化酶體氧化成較短碳鏈脂肪酸生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第94頁3.丙酰CoA轉(zhuǎn)變?yōu)殓牾oA進行氧化IleMetThrVal奇數(shù)碳脂酸膽固醇側(cè)鏈CH3CH2CO~CoA

羧化酶(ATP、生物素)CO2D-甲基丙二酰CoAL-甲基丙二酰CoA消旋酶變位酶5-脫氧腺苷鈷胺素琥珀酰CoATAC生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第95頁4.脂肪酸氧化還可從遠側(cè)甲基端進行與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)緊密結(jié)合脂肪酸ω-氧化酶系由羧化酶、脫氫酶、NADP、NAD+及細胞色素P-450(cytochromeP450,CytP450)等組成。脂肪酸ω-甲基碳原子在脂肪酸ω-氧化酶系作用下,經(jīng)ω-羥基脂肪酸、ω-醛基脂肪酸等中間產(chǎn)物,形成α,ω-二羧酸。這么,脂肪酸就能從任一端活化并進行β-氧化。ω-氧化(ω-oxidation)生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第96頁乙酰乙酸(acetoacetate)、β-羥丁酸(β-hydroxybutyrate)、丙酮(acetone)三者總稱為酮體(ketonebodies)。血漿水平:0.03~0.5mmol/L(0.3~5mg/dl)代謝定位:生成:肝細胞線粒體利用:肝外組織(心、腎、腦、骨骼肌等)線粒體(五)脂肪酸在肝分解可產(chǎn)生酮體生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第97頁CO2CoASHCoASHNAD+NADH+H+β-羥丁酸脫氫酶HMGCoA

合酶乙酰乙酰CoA硫解酶HMGCoA

裂解酶1.酮體在肝生成生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第98頁NAD+NADH+H+琥珀酰CoA琥珀酸CoASH+ATPPPi+AMPCoASH2.酮體在肝外組織氧化利用琥珀酰CoA轉(zhuǎn)硫酶(心、腎、腦及骨骼肌線粒體)乙酰乙酰CoA硫激酶(腎、心和腦線粒體)乙酰乙酰CoA硫解酶(心、腎、腦及骨骼肌線粒體)生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第99頁2乙酰CoA乙酰乙酰CoA乙酰CoA乙酰乙酸HMGCoAD(-)-β-羥丁酸丙酮乙酰乙酰CoA琥珀酰CoA琥珀酸2乙酰CoA酮體生成和利用總示意圖生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第100頁3.酮體是肝向肝外組織輸出能量主要形式酮體是肝臟輸出能源一個形式。而且酮體可經(jīng)過血腦屏障,是肌肉尤其是腦組織主要能源。酮體利用增加可降低糖利用,有利于維持血糖水平恒定,節(jié)約蛋白質(zhì)消耗。生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第101頁4.酮體生成受各種原因調(diào)整(1)餐食狀態(tài)影響酮體生成(主要經(jīng)過激素作用)抑制脂解,脂肪動員飽食

胰島素

進入肝脂酸

脂酸β氧化

酮體生成饑餓

脂肪動員FFA胰高血糖素等脂解激素

酮體生成

脂酸β氧化生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第102頁(2)糖代謝影響酮體生成糖代謝旺盛FFA主要生成TG及磷脂

乙酰CoA

+乙酰CoA羧化酶丙二酰CoA

反之,糖代謝減弱,脂酸β-氧化及酮體生成均加強。生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第103頁丙二酰CoA競爭性抑制肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶,抑制脂酰CoA進入線粒體,脂酸β氧化減弱,酮體生產(chǎn)降低。(3)丙二酸單酰CoA抑制酮體生成生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第104頁第四節(jié)

磷脂代謝

MetabolismofPhospholipid生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第105頁合成部位合成原料及輔因子一、磷脂酸是甘油磷脂合成主要中間產(chǎn)物(一)甘油磷脂合成原料來自糖、脂質(zhì)和氨基酸代謝全身各組織內(nèi)質(zhì)網(wǎng),肝、腎、腸等組織最活躍。脂肪酸、甘油、磷酸鹽、膽堿、絲氨酸、肌醇、ATP、CTP生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第106頁生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第107頁生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第108頁(二)甘油磷脂合成有兩條路徑(1)磷脂酰膽堿和磷脂酰乙醇胺經(jīng)過甘油二酯路徑合成生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第109頁甘油二酯是該路徑主要中間物,膽堿和乙醇胺被活化成CDP-膽堿和CDP-乙醇胺后,分別與甘油二酯縮合,生成磷脂酰膽堿(PC)和磷脂酰乙醇胺(PE)。這兩類磷脂占組織及血液磷脂75%以上。PC是真核生物細胞膜含量最豐富磷脂,在細胞增殖和分化過程中含有主要作用,對維持正常細胞周期含有主要意義。一些疾病如腫瘤、阿爾茨海默病和腦卒中等發(fā)生與PC代謝異常親密相關(guān)。

生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第110頁磷脂酰膽堿由磷脂酰乙醇胺從S-腺苷甲硫氨酸取得甲基生成。但這種方式合成量僅占人PC合成總量10%~15%。哺乳類動物細胞PC合成主要經(jīng)過甘油二酯路徑完成。該路徑中,膽堿需先活化成CDP-膽堿,所以也被稱為CDP-膽堿路徑,CTP:磷酸膽堿胞苷轉(zhuǎn)移酶(CCT)是關(guān)鍵酶,它催化磷酸膽堿與CTP縮合成CDP-膽堿。后者向甘油二酯提供磷酸膽堿,合成PC。磷脂酰絲氨酸也可由磷脂酰乙醇胺羧化或其乙醇胺與絲氨酸交換生成。生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第111頁CTP:磷酸膽堿胞苷轉(zhuǎn)移酶(CCT)氨基酸序列結(jié)構(gòu)示意圖生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第112頁(2)磷脂酰肌醇、磷脂酰絲氨酸及心磷脂經(jīng)過CDP-甘油二酯路徑合成生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第113頁甘油磷脂合成在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜外側(cè)面進行。在胞質(zhì)中存在一類能促進磷脂在細胞內(nèi)膜之間進行交換蛋白質(zhì),稱磷脂交換蛋白(phospholipidexchangeproteins),催化不一樣種類磷脂在膜之間交換,使新合成磷脂轉(zhuǎn)移至不一樣細胞器膜上,更新膜磷脂。

生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第114頁二軟脂酰膽堿R1、R2為軟脂酸

X為膽堿由Ⅱ型肺泡上皮細胞合成,可降低肺泡表面張力。生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第115頁PLA1PLA2PLCPLDPLB2PLB1磷脂酶(phospholipase,PLA)二、甘油磷脂由磷脂酶催化降解生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第116頁三、鞘氨醇是神經(jīng)鞘磷脂合成主要中間產(chǎn)物(一)鞘氨醇合成合成原料合成部位全身各細胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng),腦組織最活躍。軟脂酰CoA、絲氨酸、磷酸吡哆醛NADPH+H+及FADH2生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第117頁合成過程生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第118頁(二)神經(jīng)鞘磷脂合成生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第119頁腦、肝、腎、脾等細胞溶酶體中神經(jīng)鞘磷脂酶(屬于PLC類)磷脂膽堿N-脂酰鞘氨醇神經(jīng)鞘磷脂四、神經(jīng)鞘磷脂在神經(jīng)鞘磷脂酶催化下降解生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第120頁第五節(jié)

膽固醇代謝

MetabolismofCholesterol生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第121頁含量:

約140克分布:廣泛分布于全身各組織中,大約?分布在腦、神經(jīng)組織;肝、腎、腸等內(nèi)臟、皮膚、脂肪組織中也較多;肌肉組織含量較低;腎上腺、卵巢等合成類固醇激素腺體含量較高。存在形式:游離膽固醇、膽固醇酯一、體內(nèi)膽固醇來自食物和內(nèi)源性合成生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第122頁組織定位:除成年動物腦組織及成熟紅細胞外,幾乎全身各組織均可合成,以肝、小腸為主。細胞定位:胞質(zhì)、光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜(一)體內(nèi)膽固醇合成主要場所是肝生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第123頁1分子膽固醇18乙酰CoA+36ATP+16(NADPH+H+)葡萄糖有氧氧化磷酸戊糖路徑乙酰CoA經(jīng)過檸檬酸-丙酮酸循環(huán)出線粒體(二)乙酰CoA和NADPH是膽固醇合成基本原料(三)膽固醇合成由以HMG-CoA還原酶為關(guān)鍵酶一系列酶促反應(yīng)完成生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第124頁合成膽固醇關(guān)鍵酶由乙酰CoA合成甲羥戊酸生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第125頁甲羥戊酸經(jīng)15碳化合物轉(zhuǎn)變成30碳鯊烯鯊烯環(huán)化為羊毛固醇后轉(zhuǎn)變?yōu)槟懝檀忌锘瘜W(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第126頁關(guān)鍵酶——HMG-CoA還原酶酶活性含有晝夜節(jié)律性(午夜最高,中午最低)可被磷酸化而失活,脫磷酸可恢復(fù)活性受膽固醇反饋抑制作用胰島素、甲狀腺素能誘導(dǎo)肝HMG-COA還原酶合成(四)膽固醇合成經(jīng)過HMG-CoA還原酶調(diào)整生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第127頁饑餓與禁食可抑制肝合成膽固醇。攝取高糖、高飽和脂肪膳食后,膽固醇合成增加。膽固醇可反饋抑制肝膽固醇合成。它主要抑制HMG-CoA還原酶合成。饑餓與飽食膽固醇生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第128頁胰島素及甲狀腺素能誘導(dǎo)肝HMG-CoA還原酶合成,從而增加膽固醇合成。胰高血糖素及皮質(zhì)醇則能抑制HMG-CoA還原酶活性,因而降低膽固醇合成。甲狀腺素還促進膽固醇在肝轉(zhuǎn)變?yōu)槟懼帷<に厣锘瘜W(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第129頁二、轉(zhuǎn)化成膽汁酸是膽固醇主要去路

膽固醇母核——環(huán)戊烷多氫菲在體內(nèi)不能被降解,但側(cè)鏈可被氧化、還原或降解,實現(xiàn)膽固醇轉(zhuǎn)化。(一)膽固醇可轉(zhuǎn)變?yōu)槟懼崮懝檀荚谠诟渭毎修D(zhuǎn)化成膽汁酸(bileacid),隨膽汁經(jīng)膽管排入十二指腸,是體內(nèi)代謝主要去路。生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第130頁

(二)膽固醇可轉(zhuǎn)化為類固醇激素器官合成類固醇激素腎上腺皮質(zhì)球狀帶醛固酮皮質(zhì)束狀帶皮質(zhì)醇皮質(zhì)網(wǎng)狀帶雄激素睪丸間質(zhì)細胞睪丸酮卵巢卵泡內(nèi)膜細胞雌二醇、孕酮黃體(三)膽固醇可轉(zhuǎn)化為維生素D3前體7-脫氫膽固醇生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第131頁第六節(jié)MetabolismofLipoprotein血漿脂蛋白代謝生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第132頁一、血脂是血漿全部脂質(zhì)統(tǒng)稱血漿所含脂質(zhì)統(tǒng)稱血脂,包含:甘油三酯、磷脂、膽固醇及其酯以及游離脂肪酸。外源性——從食物中攝取

內(nèi)源性——肝、脂肪細胞及其它組織合成后釋放入血定義:起源:生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第133頁血脂含量受膳食、年紀、性別、職業(yè)及代謝等影響,波動范圍很大。組成血漿含量空腹時主要起源mg/mLmmol/L總脂400~700(500)甘油三酯10~150(100)0.11~1.69(1.13)肝總膽固醇100~250(200)2.59~6.47(5.17)肝膽固醇酯70~250(200)1.81~5.17(3.75)游離膽固醇40~70(55)1.03~1.81(1.42)總磷脂150~250(200)48.44~80.73(64.58)肝磷脂酰膽堿50~200(100)16.1~64.6(32.3)肝神經(jīng)磷脂50~130(70)16.1~42.0(22.6)肝腦磷脂15~35(20)4.8~13.0(6.4)肝游離脂酸5~20(15)脂肪組織正常成人空腹血脂組成及含量生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第134頁電泳法血脂與血漿中蛋白質(zhì)結(jié)合,以脂蛋白(lipoprotein)形式而運輸。?CM前二、血漿脂蛋白是血脂運輸及代謝形式(一)血漿脂蛋白可用電泳法和超速離心法分類生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第135頁超速離心法:CM、VLDL、LDL、HDL乳糜微粒chylomicron(CM)極低密度脂蛋白verylowdensitylipoprotein(VLDL)低密度脂蛋白lowdensitylipoprotein(LDL)高密度脂蛋白highdensitylipoprotein(HDL)生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第136頁人血漿還有中密度脂蛋白(intermediatedesitylipoprotein,IDL)和脂蛋白a[lipoprotein(a),Lp(a)]。IDL是VLDL在血漿中向LDL轉(zhuǎn)化中間產(chǎn)物,組成及密度介于VLDL及LDL之間。Lp(a)脂質(zhì)成份與LDL類似,蛋白質(zhì)成份中,除含一分子載脂蛋白B100外,還含一分子載脂蛋白a,是一類獨立脂蛋白,由肝產(chǎn)生,不轉(zhuǎn)化成其它脂蛋白。因蛋白質(zhì)及脂質(zhì)含量不一樣,HDL還可分成亞類,主要有HDL2及HDL3。生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第137頁CMVLDLLDLHDL密度<0.950.95~1.0061.006~1.0631.063~1.210組成脂類含TG最多,80~90%含TG50~70%含膽固醇及其酯最多,40~50%含脂類50%蛋白質(zhì)最少,1%5~10%20~25%最多,約50%載脂蛋白組成apoB48、E

AⅠ、AⅡAⅣ、CⅠCⅡ、CⅢapoB100、CⅠ、CⅡCⅢ、EapoB100apoAⅠ、AⅡ合成部位小腸黏膜細胞

肝細胞

血漿

肝、腸、血漿

功效轉(zhuǎn)運外源性甘油三酯及膽固醇

轉(zhuǎn)運內(nèi)源性甘油三酯及膽固醇

轉(zhuǎn)運內(nèi)源性膽固醇

逆向轉(zhuǎn)運膽固醇

血漿脂蛋白分類、性質(zhì)、組成及功效生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第138頁載脂蛋白(apolipoprotein,apo)指血漿脂蛋白中蛋白質(zhì)部分。apoA:AⅠ、AⅡ、AⅣ、AVapoB:B100、B48apoC:CⅠ、CⅡ、CⅢ、CⅣapoDapoE(二)血漿脂蛋白是脂質(zhì)與蛋白質(zhì)復(fù)合體1.血漿脂蛋白中蛋白質(zhì)稱為載脂蛋白種類(20各種)生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第139頁載脂蛋白

分子量

氨基酸數(shù)

分布

功能

血漿含量*(mg/dl)

AI28300

243

HDL激活LCAT,識別HDL受體

123.8±4.7

AII17500

77×2

HDL穩(wěn)定HDL結(jié)構(gòu),激活HL33±5

AIV46000

371

HDL,CM輔助激活LPL

17±2△

B100

512723

4536

VLDL,LDL識別LDL受體

87.3±14.3

B48

264000

2152

CM促進CM合成

?

CI6500

57

CM,VLDL,HDL激活LCAT?

7.8±2.4

CII8800

79

CM,VLDL,HDL激活LPL5.0±1.8

CIII8900

79

CM,VLDL,HDL抑制LPL,抑制肝apoE受體

11.8±3.6

D2169

HDL轉(zhuǎn)運膽固醇酯

10±4△

E

34000

299

CM,VLDL,HDL識別LDL受體

3.5±1.2

J70000

427

HDL結(jié)合轉(zhuǎn)運脂質(zhì),補體激活

10△

(a)500000

4529

LP(a)抑制纖溶酶活性

0~120△

CETP64000

493

HDL,d﹥1.21轉(zhuǎn)運膽固醇酯

0.19±0.05△

PTP69000

HDL,d﹥1.21轉(zhuǎn)運磷脂

?

人血漿載脂蛋白結(jié)構(gòu)、功效及含量

生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第140頁③

載脂蛋白可調(diào)整脂蛋白代謝關(guān)鍵酶活性:AⅠ激活LCAT(卵磷酯膽固醇脂轉(zhuǎn)移酶)CⅡ激活LPL(脂蛋白脂肪酶)AⅣ輔助激活LPLCⅢ抑制LPLAⅡ激活HL(肝脂肪酶)②

載脂蛋白可參加脂蛋白受體識別:AⅠ識別HDL受體B100,E識別LDL受體①

結(jié)合和轉(zhuǎn)運脂質(zhì),穩(wěn)定脂蛋白結(jié)構(gòu)

功效:生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第141頁關(guān)鍵酶

脂蛋白脂酶(LPL)

肝脂酶(HL)

膽固醇脂酰轉(zhuǎn)移酶(LCAT)

底物

CM-TG、VLDL-TG

VLDL、LDL及HDL-TG

HDL-磷脂酰膽堿、膽固醇

最適pH

7.5~9.0

7.5~9.07.4

分布

肝外組織:脂肪、心肌、肺、乳腺等

肝實質(zhì)細胞合成,轉(zhuǎn)運到肝竇內(nèi)皮細胞

肝實質(zhì)細胞合成份泌入血激活劑

apoCⅡ

不需apoCⅡ激活

apoAⅠ

作用部位

毛細血管內(nèi)皮細胞表面

肝竇內(nèi)皮細胞表面

血漿

性質(zhì)

被FFA、魚精蛋白、1mol/LNaCl,apoCⅢ抑制

不被1mol/LNaCl、魚精蛋白及apoCⅢ

抑制

結(jié)構(gòu)

由448個氨基酸組成,分子量61kD由476個氨基酸組成,分子量51kD由416個氨基酸組成,分子量61kD基因

長30kb,含10個外顯子,11個內(nèi)含子

6個外顯子,5個內(nèi)含子,mRNA長1550b

染色體定位

8號染色體

15號染色體

16q22

功效催化CM、VLDL內(nèi)核TG水解,生成FFA供肝外組織利用催化HDL內(nèi)核TG水解,使HDL2轉(zhuǎn)變?yōu)镠DL3;催化IDL內(nèi)核TG水解,使IDL轉(zhuǎn)變?yōu)長DL

促進新生HDL成熟轉(zhuǎn)變?yōu)镠DL2,HDL2促進膽固醇逆向轉(zhuǎn)運

脂蛋白代謝關(guān)鍵酶性質(zhì)、分布及功效

生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第142頁疏水性較強TG及膽固醇酯位于內(nèi)核。具極性及非極性基團載脂蛋白、磷脂、游離膽固醇,以單分子層借其非極性疏水基團與內(nèi)部疏水鏈相聯(lián)絡(luò),極性基團朝外。2.不一樣脂蛋白含有相同基本結(jié)構(gòu)生物化學(xué)與分子生物學(xué)脂質(zhì)代謝第143頁起源:小腸合成TG和合成及吸收磷脂、膽固醇+apoB48

AⅠ、

AⅡ、AⅣ

三、不一樣起源血漿脂蛋白含有不一樣功效和不一樣代謝路徑(一)乳糜微粒要轉(zhuǎn)運外源性甘油三酯及膽固醇

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