ch膜脂類固醇和血漿脂蛋白的代謝

（優(yōu)選）ch膜脂類固醇和血漿脂蛋白的代謝當(dāng)前1頁，總共94頁。8.1甘油磷脂和鞘脂的分解代謝8.2甘油磷脂和鞘脂的合成代謝8.3膽固醇的代謝8.4血漿脂蛋白的代謝當(dāng)前2頁，總共94頁。8.1甘油磷脂和鞘脂的分解代謝部位：溶酶體甘油磷脂由特異性磷脂酶（PhospholipaseA1、PhospholipaseA2、PhospholipaseC、PhospholipaseD）水解。

溶血磷脂指水解去掉一個(gè)脂肪酸的甘油磷脂,即PhospholipaseA1、PhospholipaseA2水解的產(chǎn)物。當(dāng)前3頁，總共94頁。磷脂酶的特異性水解當(dāng)前4頁，總共94頁。鞘脂的降解是由溶酶體中一套特異性的酶按一定步驟分解極性頭部基團(tuán)，最后生成神經(jīng)酰胺。由于一些水解酶基因變異失去活性，鞘脂降解出現(xiàn)障礙導(dǎo)致鞘脂沉積在溶酶體中。這種遺傳性脂類沉積癥統(tǒng)稱溶酶體病。當(dāng)前5頁，總共94頁。當(dāng)前6頁，總共94頁。8.2甘油磷脂和鞘脂的合成代謝8.2.1甘油磷脂的合成代謝合成部位在光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)或線粒體內(nèi)膜。合成以磷脂酸為合成前體。合成有CDP-甘油二酯和CDP-極性頭部基團(tuán)兩種策略。首先，甘油二酯的-OH(CDP-甘油二酯策略)或極性頭部基團(tuán)的-OH(CDP-極性頭部基團(tuán)策略)，通過與胞嘧啶核苷酸相連而激活。然后，由相應(yīng)的另外一個(gè)-OH基團(tuán)通過親核反應(yīng)替換CMP，從而合成甘油磷脂。當(dāng)前7頁，總共94頁。

LowactivityinadiposetissuePhosphatidicacidisderivedfromL-glycerol3-phosphateandtwoacyl-CoAs.OftenunsaturatedOftensaturated當(dāng)前8頁，總共94頁。

Phosphatidicacidisthecommonprecursorforbothtriacylglycerolsandglycerophospholipids.當(dāng)前9頁，總共94頁。Howtosynthesizeglycerophospholipids?當(dāng)前10頁，總共94頁。CDP-甘油二酯和CDP-極性頭部基團(tuán)兩種策略BacteriamainlyusethisstrategyEukaryoticcellsusebothstrategies當(dāng)前11頁，總共94頁。原核細(xì)胞主要用CDP-甘油二酯策略合成甘油磷脂。真核細(xì)胞兩種策略都用。通常，酸性(陰離子)甘油磷脂，包括磷脂酰甘油、心磷脂、磷脂酰肌醇用CDP-甘油二酯途徑合成。當(dāng)前12頁，總共94頁。原核細(xì)胞用CDP-甘油二酯途徑合成甘油磷脂當(dāng)前13頁，總共94頁。真核細(xì)胞用CDP-甘油二酯途徑合成磷脂酰甘油、心磷脂、磷脂酰肌醇當(dāng)前14頁，總共94頁。

酵母和哺乳動(dòng)物合成磷脂酰絲氨酸（PS）、磷脂乙醇胺（PE）、磷脂酰膽堿（PC）的途徑不同。酵母通過CDP-甘油二酯途徑合成PS，PS通過脫羧或基團(tuán)交換反應(yīng)合成PE，PE通過S-腺苷Met(S-adenosylmethionine,adoMet)甲基化合成PC。哺乳動(dòng)物用CDP-極性基團(tuán)途徑合成PE和PC。PE通過基團(tuán)交換反應(yīng)合成PS。PE通過甲基化合成PC只在肝臟中發(fā)生。當(dāng)前15頁，總共94頁。酵母從磷脂酰絲氨酸合成磷脂酰乙醇胺和磷脂酰膽堿CDP-甘油二酯途徑合成磷脂酰絲氨酸當(dāng)前16頁，總共94頁。哺乳動(dòng)物CDP-極性基團(tuán)途徑合成PC和PEEthanolaminePhosphoethanolamineCDP-ethanolaminePhosphatidylthanolamine當(dāng)前17頁，總共94頁。哺乳動(dòng)物合成PC和PS只在肝臟發(fā)生當(dāng)前18頁，總共94頁。SummaryofthesynthesisofPE,PC,PS當(dāng)前19頁，總共94頁。新生兒呼吸窘迫綜合癥（Respiratorydistresssyndrome）是由于二軟脂酰磷脂酰膽堿合成障礙引起的一種病理性癥狀。在健康人中，二軟脂酰磷脂酰膽堿和其他一些磷脂以及一些特異性蛋白質(zhì)存在于肺泡周圍的細(xì)胞外液中，在呼氣時(shí)起到減少液體表面張力防止肺塌陷的作用。早產(chǎn)嬰兒由于肺沒有發(fā)育成熟，沒有合成足夠的二軟脂酰磷脂酰膽堿導(dǎo)致發(fā)生呼吸窘迫綜合癥。

當(dāng)前20頁，總共94頁。8.2.2醚脂的合成代謝醚脂如plasmalogens（縮醛磷脂）和platelet-activatingfactor（PAF，血小板活化因子）的合成涉及一個(gè)脂肪醇基替代脂酰基（形成醚鍵）的反應(yīng)。當(dāng)前21頁，總共94頁。Etherlipids當(dāng)前22頁，總共94頁。Synthesisoftheetherlipids當(dāng)前23頁，總共94頁。8.2.3鞘脂的合成代謝合成部位在光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)或線粒體內(nèi)膜。鞘脂的鞘氨醇骨架來源于軟脂酰CoA和Ser。

當(dāng)前24頁，總共94頁。

合成過程:Palmitoyl-CoAcondenseswithserine(PLPisneededfordecarboxylateserine)toformb-ketosphinganine,whichisthenreducedtosphinganine(二氫鞘氨醇).Sphinganineisthenacylatedanddesaturatedtoformceramide(containingsphingosine).Additionofsugar(s)orphosphocholineheadsleadstothesynthesisofcerebroside,gangliosides,orsphingomyelin.當(dāng)前25頁，總共94頁。二氫鞘氨醇Spingolipidsynthesisbeginswiththecondensationbetweenpalmitoyl-CoAandSer.當(dāng)前26頁，總共94頁。神經(jīng)酰胺(notCDP-choline!)當(dāng)前27頁，總共94頁。鞘脂的來源?鞘脂的進(jìn)化除了賦予脂類結(jié)構(gòu)的多樣性，更重要的一點(diǎn)是功能的多樣性。研究發(fā)現(xiàn)，鞘脂具有第二信使的功能。如神經(jīng)酰胺可啟動(dòng)一些細(xì)胞的程序性死亡過程。當(dāng)前28頁，總共94頁。8.3膽固醇的代謝8.3.1膽固醇的合成代謝概述合成主要在肝臟，少量在腸。腦細(xì)胞、紅細(xì)胞不能合成。合成部位在胞液和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。膽固醇全部27個(gè)C來源于乙酰CoA，這是用同位素標(biāo)記實(shí)驗(yàn)研究的結(jié)果(1940s)。Thebiosyntheticpathwayofcholesterol,beingthemostcomplexknown,waselucidatedmainlybyKonradBlochandFeodorLyneninthe1950s.

當(dāng)前29頁，總共94頁?！癈holesterolisthemosthighlydecoratedsmallmoleculeinbiology.ThirteenNobelPrizeshasbeenawardedtoscientistswhodevotedmajorpartsoftheircareerstocholesterol.Eversinceitwasisolatedfromgallstonesin1784,cholesterolhasexertedanalmosthypnoticfascinationforscientistsfromthemostdiverseareasofscienceandmedicine…”-MichaelBrownandJosephGoldstein

Nobellectures(1985)當(dāng)前30頁，總共94頁。當(dāng)前31頁，總共94頁。Thecarbonoriginsofcholesterolasrevealedbyradioisotopelabelingstudies.當(dāng)前32頁，總共94頁。當(dāng)前33頁，總共94頁。膽固醇的合成過程膽固醇的生物合成過程可以分為4個(gè)階段:StageI:3個(gè)acetyl-CoA縮合還原生成1個(gè)6C的mevalonate(甲羥戊酸)。StageII:mevalonate轉(zhuǎn)變?yōu)榛罨?Cisopreneunits(異戊二烯單位)。StageIII:6個(gè)isopreneunits縮合生成線性的30Csqualene(鯊烯)。StageIV:Squalene環(huán)化生成1個(gè)四環(huán)結(jié)構(gòu),通過一系列復(fù)雜的反應(yīng)最后轉(zhuǎn)變?yōu)?7C的膽固醇。當(dāng)前34頁，總共94頁。甲羥戊酸，MVA異戊二烯鯊烯Reactionsassemblingcholesterolfrom18moleculesofacetyl-CoAcanbedividedintofourstages.(6C)(5C)(30C)(27C)(2C)當(dāng)前35頁，總共94頁。由乙酰CoA合成甲羥戊酸。Onemoleculeofb-hydroxy-b-methylglutaryl-CoA(HMG-CoA)isformedfromthreeacetyl-CoAmoleculesinthecytosolviathesamereactionsasoccurringinmitochondriaforketonebodyformation.HMG-CoAreductase(anintegratedmembraneproteininthesmoothER)catalyzestheirreversiblereductionofHMG-CoAtoformmevalonate:thecommittingstepofcholesterolsynthesis(thusbeingamajorregulation).HMG-CoA還原酶催化的是限速步驟。當(dāng)前36頁，總共94頁。羥甲基戊二酸單酰CoAOnemevalonateissynthesizedfromthreeacetyl-CoAmolecules.ThecommittingstepHMG-CoAreductaseincytosolAcetyl-CoA+acetoacetateHMG-CoAlyaseinmitochondria當(dāng)前37頁，總共94頁。甲羥戊酸通過三步磷酸化反應(yīng)合成兩個(gè)活化的異戊二烯單位。ThreephosphategroupsaretransferredfromthreeATPmoleculestomevalonatetoform3-phospho-5-pyrophosphomevalonate.Theleavingofboththecarboxylandthe3-phosphategroupsleadstotheformationof3-isopentenylpyrophosphate.3-Isopentenylpyrophosphateisisomerizedtoformthesecondactivatedisoprene:dimethylallylpyrophosphate.當(dāng)前38頁，總共94頁。3-異戊烯焦磷酸酯,IPP二甲基丙烯焦磷酸酯,DPPTwoactivatedisoprenesareformedfrommavelonate.當(dāng)前39頁，總共94頁。6個(gè)活化的異戊二烯單位合成30C的線性角鯊烯。Adimethylallylpyrophosphateisjoinedtoanisopentenylpyrophosphate(head-to-tail)toformthe10-carbongeranylpyrophosphate(牻牛兒焦磷酸酯).Ageranylpyrophosphateisjoinedtoanother3-isopentenylpyrophosphate(head-to-tail)toformthe15-carbonfarnesylpyrophosphate(法尼基焦磷酸).Twofarnesylpyrophosphatejoin(head-to-head)toformthe30-carbonsqualene.當(dāng)前40頁，總共94頁。異戊二烯基轉(zhuǎn)移酶牻牛兒焦磷酸酯當(dāng)前41頁，總共94頁。法尼基焦磷酸當(dāng)前42頁，總共94頁。Squaleneisformedfromthecondensationoftwofarnesylpyrophosphates.當(dāng)前43頁，總共94頁。由角鯊烯合成膽固醇Squalene2,3-epoxide,isfirstformedinareactioncatalyzedbysqualenemonooxygenaseusingO2andNADPH.Concertedmovementofelectronsthroughfourdoublebondsandthemigrationoftwomethylgroupsgenerateslanosterol(羊毛固醇).Lanosterolisconvertedtocholesterolviaabout20enzymaticreactionsincludingmanydoublebondreductionanddemethylations.當(dāng)前44頁，總共94頁。~20reactionsOxygenationinducedringclosingconvertsthelinearsqualenetolanosteroloffourrings,whichisconvertedtocholesterolaftergoingthroughanother20orsoreactions!當(dāng)前45頁，總共94頁。8.3.2膽固醇酯的合成由脂酰CoA-膽固醇脂酰轉(zhuǎn)移酶(Acyl-CoA-Cholesterylacyltransferase,ACAT)催化。膽固醇酯在肝內(nèi)合成，貯存于肝臟或以脂蛋白形式運(yùn)送到其他組織。當(dāng)前46頁，總共94頁。Acyl-CoA-Cholesterylacyltransferase(ACAT)catalyzestheadditionofanacylgrouptothehydroxylgroupofcholesterol.當(dāng)前47頁，總共94頁。8.3.3膽固醇的轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化為膽汁酸Cholesterolcanbeconvertedtobileacids(salts)：glycocholate(甘膽酸鹽)andtaurocholate(牛黃膽酸鹽).當(dāng)前48頁，總共94頁。牛黃膽酸當(dāng)前49頁，總共94頁。轉(zhuǎn)化為類固醇激素ThetailchainofcholesterolisfirsthydroxylatedatC20andC22,andthencleavedbetweenthesetwocarbonstoremovea6-carbonunit,formingpregnenolone(孕烯醇酮):thecommonprecursorofallsteroidhormones.Progesterone(孕酮)issynthesizedfrompregnenolonebyoxidizingthe3-OHgroupandtheisomerizationofthedoublebond(from5to4position).當(dāng)前50頁，總共94頁。(續(xù))Cortisol(amajorglucocorticoid)issynthesizedfromprogesteronebyhydroxylationatC-17,C-21,andC-11.Aldosterone(amineralocorticoid)issynthesizedfromprogesteronebyhydroxylationatC-21,C-11,andoxidationofC-18toanaldehyde.Testosterone(anandrogen,ormalehormone)issynthesizedfromprogesteronebytheremovalof2-carbonunitandhydroxylationatC-17.Estradiol(anestrogen,orfemalehormone)issynthesizedfromtestosteronebytheremovalofC-19andformationofthearomaticAring.當(dāng)前51頁，總共94頁。孕烯醇酮孕酮糖皮質(zhì)激素雄性激素雌性激素鹽皮質(zhì)激素當(dāng)前52頁，總共94頁。碳鏈裂解酶Prognenolone,thecommonprecursorofsteroidhormones,issynthesizedfromCholesterol.孕烯醇酮cytochromeP450monooxygenases當(dāng)前53頁，總共94頁。Progesterone

issynthesizedfrompregnenolonebyoxidizingthe3-OHgroupandtheisomerizationofthedoublebondfrom5to4position當(dāng)前54頁，總共94頁。Cortisolandaldosterone

aresynthesizedfromprogesteronebyseveraloxygenationreactions(forminghydroxylandaldehydegroups).當(dāng)前55頁，總共94頁。Testosterone

issynthesizedfromprogesteronebytheremovalofa2-carbonunitandhydroxylationatC-17當(dāng)前56頁，總共94頁。Estradiolissynthesized

fromtestosteronebytheremovalofC-19andformationofthearomaticAring當(dāng)前57頁，總共94頁。轉(zhuǎn)化為7-脫氫膽固醇7-脫氫膽固醇是VitD的前體。VitD可以調(diào)節(jié)小腸鈣的吸收以及腎和骨鈣的水平。當(dāng)前58頁，總共94頁。當(dāng)前59頁，總共94頁。VitDandrickets（佝僂?。┊?dāng)前60頁，總共94頁。8.3.4活化異戊二烯是一大類物質(zhì)類異戊二烯的合成前體。Theseincludemanypigments(carotenoids,phytolchainofchlorophylls),fragrantprinciples,vitamines(A,D,E,K),rubber,dolichols,quinones(ubiquinone,plastoquinone),juvenilehormonesofinsects.Prenylationofproteins(attachingofgeranylgeranylandfarnesylgroups)leadstomembraneassociation.當(dāng)前61頁，總共94頁。Someplantpigmentsareisoprenoids.當(dāng)前62頁，總共94頁。Somefragrantmoleculesareisoprenoids.(calledterpenes)當(dāng)前63頁，總共94頁。Naturalrubberiscis-polyisoprene.當(dāng)前64頁，總共94頁。lipid-anchoredproteins脂錨定蛋白Prenylationofproteins(attachingofgeranylgeranylandfarnesylgroups)leadstomembraneassociation.當(dāng)前65頁，總共94頁。Isoprenoidtailsfunctiontoanchorproteinstomembranes當(dāng)前66頁，總共94頁。當(dāng)前67頁，總共94頁。8.3.5膽固醇代謝的調(diào)節(jié)膽固醇代謝主要受細(xì)胞內(nèi)膽固醇水平和激素兩方面的調(diào)節(jié)。細(xì)胞內(nèi)膽固醇水平指的是內(nèi)源膽固醇和外源膽固醇的總和，因此膽固醇代謝調(diào)節(jié)的特點(diǎn)是生物合成途徑和食物攝取的平衡。HMG-CoA還原酶，催化膽固醇合成的限速步驟，其活性變化可達(dá)100倍。其調(diào)節(jié)包括:一個(gè)固醇類分子促進(jìn)HMG-CoA還原酶的酶原降解以及抑制HMG-CoA還原酶基因和LDL受體基因的轉(zhuǎn)錄。激素(insulinandglucagon)通過可逆的磷酸化/去磷酸化調(diào)節(jié)限速酶的活性。當(dāng)前68頁，總共94頁。Thedenovosynthesisofcholesterolisregulatedtocomplementthedietaryuptake.(Forstorage)當(dāng)前69頁，總共94頁。8.4血漿脂蛋白(plasmalipoprotein)的代謝8.4.1血漿脂蛋白的一些概念血脂：血漿所含的脂類。包括TG、CH、CHE、PL、FFA等。來源：外源性脂類（食物攝取）內(nèi)源性脂類（體內(nèi)合成）血脂含量不如血糖恒定，受膳食、年齡、性別、職業(yè)以及代謝等的影響，波動(dòng)范圍較大。當(dāng)前70頁，總共94頁。血漿脂蛋白：是脂類在血漿中的運(yùn)輸形式。以疏水性脂類為核心圍繞著極性脂類和載脂蛋白組成。不同的脂蛋白脂類和載脂蛋白的種類和數(shù)量不同。大小和密度也不同，可通過超速離心分離。一般分為四種：乳糜微粒chylomicrons,極低密度脂蛋白VLDL(verylowdensitylipoproteins),低密度脂蛋白LDL(Lowdensitylipoproteins),高密度脂蛋白HDL(highdensitylipoproteins)。當(dāng)前71頁，總共94頁。LDL的結(jié)構(gòu)當(dāng)前72頁，總共94頁。當(dāng)前73頁，總共94頁。血漿脂蛋白的電鏡圖當(dāng)前74頁，總共94頁。載脂蛋白（apolipoproteins）：脂蛋白中的蛋白質(zhì)部分。Atleast18apolipoproteins(namedasapoA,B,C,D,E)havebeenrevealedinhuman,whichactassignalstotargetthelipoproteinparticlestovarioustissuesoractivatingenzymesthatwillactonthelipoproteins.（靶向功能和酶激活功能）當(dāng)前75頁，總共94頁。當(dāng)前76頁，總共94頁。8.4.2血漿脂蛋白的代謝CM：把外源性TG從小腸運(yùn)輸?shù)礁鞣N組織。CM的

apoC-II激活肌肉或脂肪組織毛細(xì)血管中的脂蛋白脂肪酶，向這些組織釋放出游離的脂肪酸。CM的殘余顆粒（含CHE）通過血液循環(huán)運(yùn)到肝臟細(xì)胞進(jìn)行代謝。當(dāng)前77頁，總共94頁。VLDL：把內(nèi)源性TG從肝臟運(yùn)輸?shù)狡渌M織。VLDL的

apoC-II激活肌肉或脂肪組織中的脂蛋白脂肪酶，向這些組織釋放出游離的脂肪酸。剩余的VLDL殘粒一部分通過受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用進(jìn)入肝細(xì)胞代謝，另一部分形成LDL。當(dāng)前78頁，總共94頁。脂蛋白脂肪酶LipidsaretransportedasvariouslipoproteinparticlesinvertebrateplasmaLDLHDLVLDLCM當(dāng)前79頁，總共94頁。LDL：主要把內(nèi)源性CH運(yùn)輸?shù)礁瓮饨M織。這是LDL受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用。識別LDL受體的是LDL上的apoB-100蛋白。血漿中LDL與細(xì)胞膜上LDL受體結(jié)合后引起了一系列的代謝過程，稱為LDL受體代謝途徑。當(dāng)前80頁，總共94頁。LDL受體代謝途徑LDL細(xì)胞膜LDL受體合成ACATHMGCoA還原酶游離CH溶酶體水解內(nèi)吞與LDL受體結(jié)合LDLreceptorsarerecycledtothecellsurfaces當(dāng)前81頁，總共94頁。HDL：逆向運(yùn)輸CH，清除血中CH。HDL的前體來源于肝細(xì)胞或小腸細(xì)胞，從肝外組織收集CH，然后轉(zhuǎn)化為CHE向肝細(xì)胞運(yùn)輸。膽固醇的逆向運(yùn)輸途徑（reversecholestroltransportpathway）：指膽固醇從肝外組織向肝運(yùn)輸?shù)倪^程。是機(jī)體將外周組織中衰老細(xì)胞膜中的膽固醇運(yùn)輸?shù)礁未x并排出體外的途徑。當(dāng)前82頁，總共94頁。LCAT位于nascentHDL的表面。通過LCAT合成CHE，使disk-shapednascentHDLs轉(zhuǎn)變?yōu)閟phericalmatureHDLs。當(dāng)前83頁，總共94頁。8.4.3血漿脂蛋白的代謝異常高脂血癥：指血脂高于正常人上限。亦稱高脂蛋白血癥。成人空腹12～14小時(shí)血中的TG>2.26mmol/L，CH>6.21mmol/L兒童CH>4.14mmol/L當(dāng)前84頁，總共94頁。動(dòng)脈粥樣硬化癥（atherosclerosis）動(dòng)脈粥樣硬化癥與血清中的CH水平過高相關(guān)。引起高血脂癥的遺傳因素主要有兩種：LDL受體基因突變使得LDL的CH不能進(jìn)入細(xì)胞，血液中CH水平升高，而另一方面，細(xì)胞內(nèi)CH合成繼續(xù)進(jìn)行，從而引起膽固醇攝取和合成代謝紊亂，造成家族性高膽固醇血癥（familialhypercholesterolemia）和動(dòng)脈粥樣硬化癥。Mevalonateanalogs(e.g.,compactin密實(shí)菌素andlovastatin洛伐他訂)canbeusedtotreatpatientswithfamilialhypercholesterolemia.當(dāng)前85頁，總共94頁。Themevalonateanalogsareusedtotre