生物化學(xué)教學(xué)課件：第5章 脂類代謝

第5章脂類代謝MetabolismofLipids主要內(nèi)容脂類概述脂肪代謝磷脂代謝膽固醇代謝血漿脂蛋白代謝脂類概述IntroductionofLipids第一節(jié)一、脂類的定義脂類(lipids):是一類不溶于水而易溶于有機(jī)溶劑，并能為機(jī)體利用的生物大分子。二、脂類的分類脂肪(fat):

三脂酰甘油或甘油三酯(triglyceride,TG)類脂(lipoid)膽固醇(cholesterol,Ch)膽固醇酯(cholesterylester,CE)

磷脂(phospholipid,PL)糖脂

(glycolipid,GL)甘油酯的結(jié)構(gòu)酯(TG)

(MG)

(DG)

(Glycerol)X三、脂肪酸(fattyacid，F(xiàn)A)

脂肪酸：直鏈、偶數(shù)C、脂肪族羧酸

CH3(CH2)nCOOH脂肪酸的系統(tǒng)命名Δ編碼體系ω/n編碼體系脂肪酸的分類脂肪酸的來(lái)源脂肪酸的系統(tǒng)命名CH3CH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2COOH碳原子編號(hào)181716151413121110987654321字母編號(hào)ω

δ

γ

β

α

ω-編號(hào)

123456789101112131415161718α-亞麻酸：18:3(9,12,15)或18:3Δ9,12,15

;18:3,ω-3碳原子數(shù)目:雙鍵數(shù)目(雙鍵位置)脂肪酸的分類按長(zhǎng)短短鏈脂酸：2~4C中鏈脂酸：6~10C長(zhǎng)鏈脂酸：12~26C按是否含有雙鍵飽和脂酸：軟脂酸(16C)、硬脂酸(18C)不飽和脂酸單不飽和~：油酸(18:1)多不飽和~:、亞油酸(18:2)、亞麻酸(18:3)軟脂酸α-亞麻酸脂肪酸的來(lái)源自身合成：非必需脂肪酸食物供給：必需脂肪酸(essentialfattyacid)

人體自身不能合成，必需由食物提供的多不飽和脂酸。如：亞油酸、亞麻酸和花生四烯酸四、脂類的生理功能脂肪：儲(chǔ)能和供能類脂：生物膜其他條件①

乳化劑（膽汁酸鹽）的乳化作用②酶的催化作用五、脂類的消化吸收（一）脂類的消化部位主要在小腸上段膽鹽在脂類消化中的作用乳化消化酶甘油三酯食物中的脂類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(tuán)(micelles)消化脂類的酶脂肪與類脂的消化產(chǎn)物，包括甘油一酯、脂酸、膽固醇及溶血磷脂等以及中、短鏈脂酸(2C～10C)構(gòu)成的的甘油三酯與膽汁酸鹽，形成混合微團(tuán)(mixedmicelles)，被腸粘膜細(xì)胞吸收。消化的產(chǎn)物十二指腸下段及空腸上段。（二）脂類的吸收吸收部位吸收方式

中、短鏈脂酸構(gòu)成的TG

乳化

吸收

脂肪酶甘油+FFA

門靜脈血循環(huán)腸粘膜細(xì)胞長(zhǎng)鏈脂酸及2-甘油一酯腸粘膜細(xì)胞(酯化成TG)膽固醇及游離脂酸腸粘膜細(xì)胞(酯化成CE)淋巴管

血循環(huán)乳糜微粒(chylomicron,CM)TG、CE、PL+載脂蛋白溶血磷脂及游離脂酸腸粘膜細(xì)胞(酯化成PL)CoA+RCOOHRCOCoA

脂酰CoA合成酶ATPAMPPPi

脂酰CoA

轉(zhuǎn)移酶

CoAR2COCoAR3COCoACoA

脂酰CoA

轉(zhuǎn)移酶甘油一酯途徑甘油一酯甘油二酯甘油三酯脂類消化吸收的特點(diǎn)消化：膽汁酸鹽的乳化吸收：重新合成脂肪的代謝MetabolismofFat第二節(jié)一、脂肪的分解代謝

脂肪的動(dòng)員脂肪酸的氧化分解酮體的生成和利用甘油的氧化分解1.脂肪動(dòng)員的定義

儲(chǔ)存在脂肪組織中的脂肪，被脂肪酶逐步水解為游離脂肪酸(freefattyacid,FFA)及甘油，并釋放入血供其他組織氧化利用的過(guò)程。（一）脂肪動(dòng)員2.脂肪動(dòng)員過(guò)程脂解激素-受體G蛋白ACATPcAMPPKA+++HSLb(無(wú)活性)HSLa(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脂解激素抗脂解激素3.關(guān)鍵酶

激素敏感性(甘油三酯)脂肪酶

(hormonesensitivetriglyceride

lipase,HSL)能促進(jìn)脂肪動(dòng)員的激素，如胰高血糖素、腎上腺素。

抑制脂肪動(dòng)員，如胰島素。4.

脂肪動(dòng)員的產(chǎn)物FFA:與血漿清蛋白結(jié)合后由血液運(yùn)送至全身各組織肌肉：氧化供能肝臟：酮體甘油:

直接由血液運(yùn)送至肝、腎、腸等組織組織：除腦外,大多數(shù)組織均可進(jìn)行，其中肝、肌肉最活躍。亞細(xì)胞：胞液、線粒體部位（二）脂肪酸的氧化分解(β-氧化)脂肪酸的活化脂酰CoA進(jìn)入線粒體脂肪酸的β-氧化主要過(guò)程：3個(gè)階段1.脂肪酸的活化：胞液脂酰CoA合成酶ATPAMPPPi脂酰CoA合成酶：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)及線粒體外膜耗能：2個(gè)高能磷酸鍵+CoA-SH2.脂酰CoA進(jìn)入線粒體-限速步驟

肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶Ⅰ（carnitineacyltransferaseⅠ,CAT-I）是脂酸β-氧化的限速酶。

3.脂肪酸的β-氧化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--烯酰CoA

水化酶H2OFADFADH2β酮脂酰CoA

硫解酶CoA-SH5

NADH+H+

FADH2

H2O呼吸鏈

1.5ATPH2O呼吸鏈

2.5ATP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

脂酰CoA脫氫酶L(+)-β羥脂酰CoA脫氫酶

NAD+NADH+H+⊿--烯酰CoA

水化酶2H2OFADFADH2

β酮脂酰CoA

硫解酶CoA-SH脂酰CoA合成酶肉堿轉(zhuǎn)運(yùn)載體ATPCoASHAMPPPiH2O呼吸鏈1.5ATPH2O呼吸鏈2.5ATP線粒體膜TAC活化：消耗2個(gè)高能磷酸鍵β-氧化：

每輪循環(huán)

四個(gè)重復(fù)步驟：脫氫、加水、再脫氫、硫解產(chǎn)物：1分子乙酰CoA1分子少兩個(gè)碳原子的脂酰CoA1分子NADH+H+1分子FADH24.脂酸氧化的能量生成—

以軟脂酸(16C)的氧化為例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(jì)算：

生成ATP

8×10+7×2.5+7×1.5=108

凈生成ATP

108–2=106脂肪酸β-氧化的定義脂肪酸活化成脂酰CoA，從脂酰CoA的β-碳原子開始氧化，依次經(jīng)過(guò)脫氫、加水、再脫氫、硫解，產(chǎn)生減少2C的脂酰CoA和乙酰CoA，如此反復(fù)進(jìn)行，脂酰CoA全部轉(zhuǎn)變?yōu)橐阴oA。酮體(ketonebodies):乙酰乙酸(30%)、β-羥丁酸(70%)、丙酮(微量)。是脂肪酸在肝細(xì)胞氧化分解產(chǎn)生的特有中間代謝物。代謝定位生成：肝細(xì)胞線粒體利用：肝外組織（心、腎、腦、骨骼肌等）線粒體（三）酮體的生成和利用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.酮體的生成:3步3.裂解1.縮合2.縮合NAD+NADH+H+琥珀酰CoA琥珀酸CoASH+ATPPPi+AMPCoASH2.酮體的利用琥珀酰CoA轉(zhuǎn)硫酶（心、腎、腦及骨骼肌的線粒體）乙酰乙酸硫激酶（腎、心和腦的線粒體）乙酰乙酰CoA硫解酶（心、腎、腦及骨骼肌線粒體）1.活化1.活化2.裂解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酮體的生成和利用的總示意圖肝內(nèi)生酮肝外用

1.縮合2.縮合3.裂解1.活化2.裂解3.酮體生成的生理意義酮體是肝向肝外組織輸出能源的一種重要形式。并且酮體可通過(guò)血腦屏障和肌肉毛細(xì)血管壁，是肌肉尤其是腦組織的重要能源。正常情況：腦的能量來(lái)源-葡萄糖饑餓/糖供應(yīng)不足：腦的能量來(lái)源-酮體4.酮體生成異常血漿水平：0.03~0.5mmol/L

饑餓/糖尿?。褐緞?dòng)員↑→酮體生成↑酮血癥、酮癥酸中毒、酮尿

一、脂肪的分解代謝

脂肪的動(dòng)員脂肪酸的氧化分解酮體的生成和利用甘油的氧化分解（四）甘油的氧化分解肝、腎、腸等組織CO2+H2O+ATP氧化分解糖異生葡萄糖/糖原二、脂肪的合成代謝脂肪的合成原料脂肪酸3-磷酸甘油主要內(nèi)容脂肪酸的合成3-磷酸甘油的生成脂肪的合成（一）脂肪酸的合成1.

合成部位組織：肝、腎、腦、乳腺及脂肪等組織細(xì)胞：胞液

2.合成原料：乙酰CoA,NADPH,ATP,HCO3-乙酰CoA的主要來(lái)源：葡萄糖乙酰CoA通過(guò)檸檬酸-丙酮酸循環(huán)從線粒體→胞液NADPH的來(lái)源磷酸戊糖途徑(√)胞液中蘋果酸酶催化的反應(yīng)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CO2CO23.脂肪酸合成的限速反應(yīng)(丙二酸單酰CoA的合成)

丙二酰CoA

+ADP+PiATP

+HCO3-

+乙酰CoA乙酰CoA羧化酶HOOCCH2CO~SCoA乙酰CoA羧化酶是脂肪酸合成的限速酶，存在于胞液中，其輔基是生物素-攜帶和轉(zhuǎn)移羧基。其活性受變構(gòu)調(diào)節(jié)和共價(jià)修飾調(diào)節(jié)。酶-生物素-CO2

+乙酰CoA

酶-生物素+丙二酰CoA酶-生物素+HCO3ˉ

酶-生物素-CO2ADP+PiATP乙酰CoA羧化酶的變構(gòu)調(diào)節(jié)多聚體

(＋)檸檬酸、異檸檬酸

長(zhǎng)鏈脂酰CoA單體

(－)乙酰CoA羧化酶的共價(jià)修飾調(diào)節(jié)乙酰CoA羧化酶

(+)乙酰CoA羧化酶-P

(-)依賴AMP的蛋白激酶

磷酸酶胰高血糖素+胰島素+(二)3-磷酸甘油的生成1.糖代謝(√)磷酸二羥丙酮NADH+H+NAD+3-磷酸甘油脫氫酶

2.甘油的再利用甘油激酶（肝、腎、腸）ATPADP脂肪組織：合成、儲(chǔ)存(三)脂肪的合成肝臟：合成但不能儲(chǔ)存小腸：利用脂肪消化產(chǎn)物再合成脂肪1.合成部位3-磷酸甘油脂肪酸→脂酰CoA①甘油一酯途徑（小腸）②甘油二酯途徑（肝、脂肪）2.合成原料3.合成途徑CoA+RCOOHRCOCoA

脂酰CoA合成酶ATPAMPPPi

脂酰CoA

轉(zhuǎn)移酶

CoAR2COCoAR3COCoACoA

脂酰CoA

轉(zhuǎn)移酶甘油一酯途徑甘油一酯甘油二酯甘油三酯甘油二酯途徑脂酰CoA轉(zhuǎn)移酶

CoAR1COCoA

脂酰CoA

轉(zhuǎn)移酶

CoAR2COCoA磷脂酸磷酸酶Pi

脂酰CoA

轉(zhuǎn)移酶

CoAR3COCoAX脂第三節(jié)

磷脂的代謝

MetabolismofPhospholipid磷脂的定義和分類甘油磷脂的組成、結(jié)構(gòu)和分類甘油磷脂的代謝本節(jié)主要內(nèi)容：定義：含磷酸的脂類。甘油磷脂：由甘油構(gòu)成的磷酯鞘磷脂：由鞘氨醇/二氫鞘氨醇構(gòu)成的磷脂X：與磷酸羥基相連的取代基團(tuán)FAFAPiX

甘油FAPiX鞘氨醇一、磷脂的定義和分類分類：二、甘油磷脂的組成、結(jié)構(gòu)和分類組成：甘油、脂酸、磷酸、羥基化合物結(jié)構(gòu)：分類：常為花生四烯酸X=膽堿、水、乙醇胺、絲氨酸、甘油、肌醇、磷脂酰甘油等機(jī)體內(nèi)幾類重要的甘油磷脂PCPEPSPGPI合成部位：全身各組織內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，肝最活躍。合成原料及輔因子三、甘油磷脂的代謝（一）甘油磷脂的合成脂肪酸、磷酸甘油、膽堿、絲氨酸、肌醇、ATP、CTP3.合成途徑甘油二酯合成途徑

CDP-甘油二酯合成途徑（1）甘油二酯合成途徑（2）CDP-甘油二酯合成途徑葡萄糖3-磷酸甘油轉(zhuǎn)酰酶2RCOCoA2CoA胞苷酰轉(zhuǎn)移酶CDP-甘油二酯合成酶絲氨酸CMP磷脂酰甘油CMP磷脂酰肌醇磷脂酰絲氨酸二磷脂酰甘油（心磷脂）CTPPPi肌醇CMP磷脂酸PLA1PLA2PLCPLDPLB2PLB1磷脂酶(phospholipase,PL)（二）甘油磷脂的分解溶血磷脂2溶血磷脂1第四節(jié)

膽固醇代謝

MetabolismofCholesterol概述（結(jié)構(gòu)、存在形式）膽固醇的合成合成部位合成原料合成過(guò)程膽固醇的轉(zhuǎn)變本節(jié)主要內(nèi)容：（一）膽固醇結(jié)構(gòu)環(huán)戊烷多氫菲27CC3-β-OHC5,6:“=”C10-β-CH3C13-β-CH3C17:C8H17

一、膽固醇概述(Cholesterol,Ch)（二）膽固醇的存在形式游離膽固醇：代謝形式膽固醇酯：儲(chǔ)存/運(yùn)輸形式脂酰CoA膽固醇脂酰轉(zhuǎn)移酶(acyl-CoAcholesterolacyltransferase,

ACAT)

1.細(xì)胞內(nèi)膽固醇的酯化卵磷脂膽固醇脂酰轉(zhuǎn)移酶

ApoAI

+2.血漿內(nèi)膽固醇的酯化二、膽固醇的合成組織定位：除成年動(dòng)物腦組織及成熟紅細(xì)胞外，幾乎全身各組織均可合成，肝(70-80%)、小腸（10%）。細(xì)胞定位：胞液、光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（一）合成部位1分子膽固醇18乙酰CoA+36ATP+16(NADPH+H+)葡萄糖、脂肪酸的氧化分解磷酸戊糖途徑（二）合成原料（三）合成基本過(guò)程合成膽固醇的限速酶甲羥戊酸的合成鯊烯的合成膽固醇的合成三、膽固醇的轉(zhuǎn)變

膽固醇的母核—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(shí)現(xiàn)膽固醇的轉(zhuǎn)變。（一）膽固醇轉(zhuǎn)變?yōu)槟懼崮懝檀荚诟渭?xì)胞中轉(zhuǎn)變成膽汁酸，隨膽汁排入十二指腸，是體內(nèi)膽固醇代謝的主要去路。

（二）膽固醇轉(zhuǎn)變?yōu)轭惞檀技に?/p>

器官合成的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(xì)胞睪丸酮卵巢卵泡內(nèi)膜細(xì)胞雌二醇、孕酮黃體（三）膽固醇轉(zhuǎn)變?yōu)榫S生素D3

氧化UVCh(皮膚)→7-脫氫膽固醇→VD3

→1,25-(OH)2VD3第五節(jié)MetabolismofLipoprotein血漿脂蛋白代謝血脂血漿脂蛋白的分類、組成和結(jié)構(gòu)載脂蛋白的定義、種類、功能血漿脂蛋白的代謝本節(jié)主要內(nèi)容：一、血脂定義：血漿中的脂類組成：TG、PL、Ch、CE、FFA電泳法概念：血脂與血漿中的蛋白質(zhì)結(jié)合形成的可溶性生物大分子，是血脂的存在和運(yùn)輸形式。

?CM

前二、血漿脂蛋白(lipoprotein)（一）血漿脂蛋白的分類超速離心法：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)（二）血漿脂蛋白的組成蛋白質(zhì)脂類TGPLCh+CE血漿脂蛋白的組成特點(diǎn)CMVLDLLDLHDL脂類TG最多80～95%TG次多50~70%Ch+CE最多PL最多蛋白質(zhì)最少0.5~2%5~10%20~25％最多50％ApoAI,II,IVB48

CI,II,IIIBl00CI,II,IIIEBl00

AI、AII

CE（三）血漿脂蛋白的結(jié)構(gòu)內(nèi)核TG(CM,VLDL)CE(LDL,HDL)表面蛋白質(zhì)PLCh（四）載脂蛋白(apolipoprotein,Apo)定義：脂蛋白中的蛋白質(zhì)部分種類ApoA:AI、AII、AIVApoB:B100、B48ApoC:CI、CII、CIIIApoDApoE載脂蛋白的功能結(jié)合和轉(zhuǎn)運(yùn)脂質(zhì)，穩(wěn)定脂蛋白的結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)脂蛋白代謝關(guān)鍵酶活性ApoAI＋LCAT（卵磷脂膽固醇脂酰轉(zhuǎn)移酶）ApoCII＋LPL（脂蛋白脂肪酶）ApoCIII－LPL識(shí)別脂蛋白受體ApoAI—HDL受體ApoB100、E—LDL受體來(lái)源：小腸再合成的TG、PL、CE+ApoB48

、

AⅠ、AⅡ、AⅣ

三、血漿脂蛋白的代謝（一）乳糜微粒新生CM代謝：新生CM

成熟CM

CM殘粒LPL

肝細(xì)胞攝取FFA

外周組織血液運(yùn)輸外源性TG