生物化學與分子生物學 脂類代謝-第2講

第九章

脂類代謝

生物化學與分子生物學教研室

脂肪酸的命名和分類脂類的消化和吸收

甘油三酯代謝

磷脂的代謝膽固醇代謝

血漿脂蛋白代謝內容提綱甘油三酯的分解代謝脂酸的合成代謝甘油三酯的合成代謝多不飽和脂酸的重要衍生物——

前列腺素（PG）、血栓烷（TX）及白三烯（LT）脂肪的動員脂酸的b-氧化酮體的生成和利用第三節(jié)甘油三酯代謝二、脂酸的合成代謝

軟脂酸的合成脂酸碳鏈的加長不飽和脂酸的合成脂酸合成的調節(jié)脂酸的合成代謝長鏈脂酸以乙酰CoA為原料在體內合成脂酸的合成主要在線粒體外進行需要多種酶催化完成b-氧化的逆反應只參與脂酸碳鏈的延長（一）軟脂酸的合成1.合成部位組織：肝(主要)、腎、腦、乳腺、脂肪等亞細胞：胞液：主要合成16碳的軟脂酸肝線粒體、內質網(wǎng)：碳鏈延長NADPH的來源

磷酸戊糖途徑（主要來源）

胞液中異檸檬酸脫氫酶及蘋果酸酶催化的反應乙酰CoA、ATP、HCO3﹣、NADPH、Mn2+2.合成原料乙酰CoA的主要來源乙酰CoA全部在線粒體內產(chǎn)生，通過檸檬酸-丙酮酸循環(huán)

(citratepyruvatecycle)出線粒體。乙酰CoA

氨基酸

Glc（主要）線粒體膜胞液線粒體基質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

ATPADP+Pi

ATP檸檬酸裂解酶CoA

草酰乙酸H2O檸檬酸合酶蘋果酸CO2CO2檸檬酸-丙酮酸循環(huán)3.脂酸合成酶系及反應過程（1）丙二酰CoA的合成CH3C~SCoA+HCO3-OCH2C~SCoAOHOOC乙酰CoA羧化酶ATPADP+Pi

乙酰CoA羧化酶(acetylCoA

carboxylase)是脂酸合成的限速酶，輔基為生物素，Mn2+為激活劑。+蛋白激酶

胰高血糖素蛋白質磷酸酶

胰島素

+乙酰CoA羧化酶的調節(jié)別構調節(jié)——單體無活性，多聚體有活性抑制劑：軟脂酰CoA及其他長鏈脂酰CoA

激活劑：檸檬酸、異檸檬酸化學修飾調節(jié)乙酰CoA羧化酶（有活性）乙酰CoA羧化酶-P（無活性）（2）脂酸合成

從乙酰CoA及丙二酰CoA開始，經(jīng)過縮合、加氫、脫水、再加氫等7步不斷重復進行的加成過程，由NADPH提供還原當量，每次延長二個碳原子，最終生成16碳的軟脂酸。各種生物合成脂酸的過程基本相似。*軟脂酸合成酶大腸桿菌有7種酶蛋白（乙?；D移酶、丙二?；D移酶、β-酮脂酰合酶、β-酮脂酰還原酶、β-羥脂酰脫水酶、烯脂酰還原酶和硫酯酶），聚合在一起構成多酶體系。

高等動物7種酶活性都在一條多肽鏈上，屬多功能酶，由一個基因編碼，含有一個?；d體蛋白（ACP）的核心；有活性的酶為兩相同亞基首尾相連組成的二聚體。中文名稱英文名稱縮寫脂?；d體蛋白AcylcarrierproteinACP乙酰CoA-ACP乙酰轉移酶Acetyl-CoA－ACPtransacetylaseAT丙二酰CoA-ACP轉移酶Malonyl-CoA－ACPtransferaseMTβ-酮脂酰-ACP合酶β-Ketoacyl－ACPsynthaseKS(CE)β-酮脂酰-ACP還原酶β-Ketoacyl－ACPreductaseKRβ-羥脂酰-ACP脫水酶β-Hydroxyacyl－ACPdehydrataseHD烯酰-ACP還原酶Enoyl－ACPreductaseER硫酯酶ThioesteraseTE脂酸合成酶系三個結構域：底物進入縮合單位、還原單位、軟脂酰釋放單位E2-半胱SHE1-泛SHE2-泛SHE1-半胱SH

酰基載體蛋白(ACP)，其輔基是4′-磷酸泛酰氨基乙硫醇，是脂?；d體?！滠浿岬暮铣蛇^程第一輪循環(huán)第一步：底物進入乙酰轉移酶（AT）HSCoA丙二酰轉移酶（MT）HSCoA乙酰丙二酰-酶第二步：縮合b-酮脂酰合酶（KS）CO2b-酮丁酰-ACP-酶乙酰丙二酰-酶第三步：還原b-酮丁酰-ACP-酶b-酮脂酰還原酶（KR）NADPH+H+NADP+b-羥丁酰-ACP-酶第四步：脫水b-羥丁酰-ACP-酶b-羥脂酰脫水酶（HD）H2Oa,b-烯丁酰-ACP-酶a,b-烯丁酰-ACP-酶第五步：再還原a,b-烯脂酰還原酶（ER）NADPH+H+NADP+丁酰-ACP-酶乙酰轉移酶（AT）丁酰-半胱-酶第一步：底物進入第二輪循環(huán)丙二酰轉移酶（MT）HSCoA丁酰丙二酰-酶丁酰-ACP-酶第二步：縮合第二輪循環(huán)丁酰丙二酰-酶b-酮脂酰合酶（KS）CO2b-酮己酰-ACP-酶

與第一輪循環(huán)類似，再經(jīng)過還原、脫水、再還原等反應，生成己酰(6C)-ACP-酶。然后己?；D位，丙二酰CoA進入，二者縮合，開始第三輪循環(huán)，生成辛酰(8C)-ACP-酶。如此反復進行，每輪循環(huán)延長二個碳原子。

7輪循環(huán)后，生成軟脂酰(16C)-ACP-酶，最后在硫酯酶的催化下，釋放出游離的軟脂酸。經(jīng)過7輪循環(huán)反應，每次加上一個丙二?；?，增加兩個碳原子，最終釋出軟酯酸。KSSO=CCH3ACPSC=OCH2—COO-KSSO=C

CH2

CH2CH2CH2CH3

ACPSC=OCH2—COO-

KSSO=C

CH2

CH2

CH2

CH2

CH2

CH2

CH3

ACPSC=OCH2—COO-

O-O=C

CH2

CH2CH2CH2CH2

CH2

CH3

CH2CH2CH2

CH2CH2CH2CH2CH2KSACPHSHS+4H++4e-CO2KSSO=C

CH2

CH2

CH3

ACPSC=OCH2—COO-

4H++4e-CO24H++4e-CO2軟脂酸的合成過程軟脂酸的合成總圖軟脂酸合成的總反應CH3COSCoA

+7HOOCH2COSCoA

+

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

+6H2O+8HSCoA

+14NADP+（二）脂酸碳鏈的延長內質網(wǎng)線粒體長鏈脂酸的前體軟脂酰CoA軟脂酰CoA二碳單位的供體丙二酰CoA乙酰CoA酰基載體HSCoAHSCoA終產(chǎn)物18C~24C18C~26C（三）不飽和脂酸的合成動物：有Δ4、Δ5、Δ8、Δ9去飽和酶，鑲嵌在內質網(wǎng)上，脫氫過程有線粒體外電子傳遞系統(tǒng)參與植物：有Δ9、Δ12、Δ15

去飽和酶NADH+H+NAD+E-FADH2

E-FADFe3+Fe2+Fe2+Fe3+油酰CoA+2H2O硬脂酰CoA+O2NADH-Cytb5還原酶去飽和酶Cytb5軟油酸（16:1,△9）

油酸（18:1,△9）

亞油酸（18:2,△9、12）

α-亞麻酸（18:3,△9、12、15）

花生四烯酸（20:4,△5、8、11、14）

自身合成

從食物攝取

人體含有的不飽和脂酸主要有：營養(yǎng)必需脂肪酸脂酸合成小結部

位：胞液原

料:

乙酰CoA（直接原料：丙二酰CoA）酶

系：脂酸合成酶系限

速

酶：乙酰CoA羧化酶一次循環(huán)：底物進入、縮合、加氫、脫水、再加氫、轉位，延長2C供氫體：NADPH+H+終

產(chǎn)

物：軟脂酸合成分解反應最活躍時期高糖膳食后饑餓刺激激素胰島素/胰高血糖素高比值胰島素/胰高血糖素低比值主要組織定位肝臟為主肌肉、肝臟亞細胞定位胞漿線粒體為主?；d體檸檬酸(線粒體到胞漿)肉毒堿(胞漿到線粒體)?；幕钚暂d體?；d體蛋白，CoACoA氧化還原輔因子NADPHNAD+，F(xiàn)AD二碳供體/產(chǎn)物丙二酰CoA乙酰CoA激活劑/抑制劑檸檬酸/脂酰CoA(抑制乙酰CoA羧化酶)丙二酰CoA(抑制肉毒堿?；D移酶)反應產(chǎn)物軟脂酸乙酰輔酶A脂肪酸合成和分解的比較1.代謝物的調節(jié)作用脂肪：分解產(chǎn)生的脂酰CoA抑制乙酰CoA羧化酶，從而抑制脂酸合成

大量進食糖類也能增強各種合成脂肪有關的酶活性從而使脂肪合成增加。（四）脂酸合成的調節(jié)糖類：糖代謝加強，NADPH及乙酰CoA供應增多，有利于脂酸的合成；糖代謝加強，使胞液內檸檬酸和異檸檬酸增多，別構激活乙酰CoA羧化酶；2.激素的調節(jié)作用

胰島素是調節(jié)脂肪合成的主要激素。乙酰CoA羧化酶脂酸合成酶ATP-檸檬酸裂解酶

乙酰CoA羧化酶

胰島素誘導合成

腎上腺素生長素

-脂酸合成

+胰高血糖素PKA+磷酸化-三、甘油三酯的合成代謝(一)合成部位：肝、脂肪組織及小腸粘膜細胞，以肝臟合成能力最強肝脂肪組織小腸粘膜細胞合成不儲，VLDL運出合成又儲,優(yōu)質脂庫改造為體脂,CM入循環(huán)肝細胞合成VLDL肝細胞甘油三酯VLDLApoB100、C、PL、Ch血葡萄糖甘油脂酸CM×脂肪肝1.

甘油和脂酸主要來自于葡萄糖代謝2.CM中的FFA（來自食物脂肪）（二）合成原料1.甘油一酯途徑（小腸粘膜細胞）2.甘油二酯途徑（肝、脂肪細胞）（三）合成基本過程甘油二酯途徑酯酰CoA轉移酶

CoA

R1COCoA

酯酰CoA

轉移酶

CoA

R2COCoA磷脂酸磷酸酶Pi

酯酰CoA

轉移酶

CoA

R3COCoA*

3-磷酸甘油主要來自糖代謝。*

肝、腎等組織含有甘油激酶，可利用游離甘油肝、腎甘油激酶

ATPADP脂肪代謝概況脂肪細胞合成、儲存動員脂肪CM小腸脂肪CM食物脂肪(外源性)肝糖→脂肪→VLDL合成脂肪(內源性)CMFFA心肌肉腎動員FFAVLDL甘油三酯代謝概況甘油三酯FFA

-氧化乙酰CoA氧化供能TAC氧化磷酸化脂肪動員甘油3-磷酸甘油甘油激酶磷酸二羥丙酮糖酵解或糖異生葡萄糖乙酰CoANADPHATPCO23-磷酸甘油軟脂酸甘油二酯途徑酮體脂肪代謝和糖代謝的關系

氧化甘油甘油三脂脂肪酸3-磷酸甘油

糖（或糖原）1，6-二磷酸果糖磷酸二羥丙酮PEP三羧酸循環(huán)乙酰CoA丙酮酸脂酸合成四、多不飽和脂酸的重要衍生物前列腺素

(Prostaglandin,PG)血栓烷(thromboxane,TX)白三烯(leukotrienes,LT)PG

具二十碳的不飽和脂酸，以前列腺酸為基本骨架具一個五碳環(huán)和兩條側鏈

花生四烯酸（20:4△5，8，11，14）前列腺酸（一）前列腺素、血栓烷及白三烯的化學結構及命名PG根據(jù)五碳環(huán)上取代基和雙鍵位置不同，分9型根據(jù)R1及R2兩條側鏈中雙鍵數(shù)目的多少，PG又分為1、2、3類，在字母的右下角提示。TX

有前列腺酸樣骨架，但五碳環(huán)為含氧的烷代替。LT

分子中有四個雙鍵(LTB4)合成部位：

PG除紅細胞外的全身各組織

TX血小板合成原料：

花生四烯酸合成過程：（二）PG、TX、LT的合成1.前列腺素及血栓烷的合成2.白三烯的合成花生四烯酸

氫過氧化廿碳四烯酸(5-HPETE,5-hydroperoxy-eicotetraenoicacid)

脂過氧化酶（lipoxygenase）脫水酶白三烯（LTA4）LTB4、LTC4、LTD4及LTE4等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起排卵，使子宮體收縮加強促分娩。（三）PG、TX及LT的生理功能1.PG2.TXPGF2、TXA2強烈促血小板聚集，并使血管收縮促血栓形成，PGI2、PGI3對抗它們的作用。TXA3促血小板聚集，較TXA2弱得多。3.LTLTC4、LTD4及LTE4被證實是過敏反應的慢反應物質。LTD4還使毛細血管通透性增加。LTB4還可調節(jié)白細胞的游走及趨化等功能，促進炎癥及過敏反應的發(fā)展。第四節(jié)磷脂的代謝MetabolismofPhospholipid磷脂的結構與分類磷脂的生理功能甘油磷脂的代謝甘油磷脂鞘磷脂甘油磷脂的合成甘油磷脂的降解磷酯含磷酸的脂類分類

甘油磷脂

——由甘油構成的磷酯

（體內含量最多的磷脂）

鞘磷脂

——由鞘氨醇構成的磷脂F(xiàn)AFAPiX

甘油FAPiX鞘氨醇一、磷脂的結構與分類相同的組成成份(分子數(shù))不同或不盡相同的組成成份磷酸脂酸醇類其他成分甘油磷脂12甘油膽堿、乙醇胺、絲氨酸、肌醇等鞘磷脂11鞘氨醇膽堿甘油磷脂與鞘磷脂的分子組成（一）甘油磷脂XCH2O—P—OOR2—C—O—CHOCH2O—C—R1OHOX=膽堿、水、乙醇胺、絲氨酸、甘油、肌醇、磷脂酰甘油等常為花生四烯酸組成：甘油、脂酸、磷酸及含氮化合物等結構：X-OH

X取代基

甘油磷脂的名稱

水

—H

磷脂酸

膽堿

—CH2CH2N+（CH3）3

磷脂酰膽堿（卵磷脂）

乙醇胺

—CH2CH2NH3+

磷脂酰乙醇胺（腦磷脂）

絲氨酸

—CH2CHNH2COOH

磷脂酰絲氨酸甘油

—CH2CHOHCH2OH磷脂酰甘油

磷脂酰甘油二磷脂酰甘油（心磷脂）

肌醇

磷脂酰肌醇

-CH2CHOHCH2O-P-OCH2HCOCOR2CH2OCOR1=OOH---OHOHOHOHHOHHHHHH-O123456機體內幾類重要的甘油磷脂(cephalin)(lecithin)磷脂酰肌醇

(phosphatidyl

inositol)

磷脂酰絲氨酸(phosphatidylserine)

心磷脂(cardiolipin)

甘油磷脂的結構特點親水頭(hydrophilichead)疏水尾(hydrophobictail)雙性化合物磷脂雙分子層——生物膜的骨架（二）鞘磷脂

以鞘氨醇(sphingosine)或二氫鞘氨醇為骨架，一分子脂酸以酰胺鍵與鞘氨醇的氨基相連。按其含磷酸或糖基分為鞘磷脂及鞘糖脂兩類。

鞘氨醇XX＝磷酸膽堿、磷酸乙醇胺、單糖或寡糖（神經(jīng)酰胺）神經(jīng)鞘磷脂的合成（三）神經(jīng)鞘磷脂和卵磷脂是神經(jīng)髓鞘的重要成分二、磷脂的生理功能（一）磷脂是構成生物膜的重要成分卵磷脂存在于細胞膜中心磷脂是線粒體膜的主要脂質（二）磷脂酰肌醇是第二信使的前體三、甘油磷脂的合成與降解合成部位：

全身各組織細胞內質網(wǎng)均有合成磷脂的酶系，以肝、腎、腸等組織最為活躍。合成原料及輔因子脂酸、甘油：由糖代謝提供多不飽和脂酸：從植物油攝取磷酸鹽：由ATP提供含氮化合物：從食物攝取或體內合成CTP：構成活化的中間物（一）甘油磷脂的合成

合成基本過程（1）甘油二酯合成途徑

磷脂酰膽堿及磷脂酰乙醇胺主要通過此途徑合成，甘油二酯是合成的重要中間產(chǎn)物，膽堿和乙醇胺由活化的CDP-膽堿及CDP-乙醇胺提供葡萄糖3-磷酸甘油磷脂酸2RCOCoA2CoA轉酰酶1，2-甘油二酯Pi磷酸酶轉移酶磷脂酰乙醇胺（腦磷脂）磷脂酰膽堿（卵磷脂）甘油三酯CDP-乙醇胺CMP脂酰CoACoACDP-膽堿CMP（2）CDP-甘油二酯合成途徑

磷脂酰肌醇、磷脂酰絲氨酸及心磷脂由此途徑合成，活化的CDP-甘油二酯是合成這類磷脂的直接前體和重要中間物磷脂酰肌醇磷脂酰絲氨酸二磷脂酰甘油（心磷脂）肌醇CMP絲氨酸CMP磷脂酰甘油CMP葡萄糖3-磷酸甘油磷脂酸2RCOCoA2CoA轉酰酶CDP-甘油二酯Pi胞苷轉移酶CTP轉移酶磷脂體內分布廣，

甘油磷脂鞘磷脂。

無甲前腦乙醇胺

（甲基前體腦磷脂）

外圍三甲膽如卵

（外圍有三個甲基膽堿卵磷脂）

二酯途徑大多管

（甘油二酯途徑能生產(chǎn)大多數(shù)）

司機開車無二心

（絲氨酸肌醇二磷脂酰甘油）

胞二酯徑一生三

（CDP甘油二酯途徑能生產(chǎn)以上三個）磷脂酰乙醇氨-CH3S-腺苷甲硫氨酸

或羧化磷脂酰絲氨酸絲氨酸乙醇氨磷脂酰膽堿甘油磷脂的其他合成方式磷脂交換蛋白

（phospholipidexchangeproteins）

甘油磷脂的合成在內質