生物化学脂类代谢

第九章脂类代谢5/9/20241生物化学脂类代谢第一节脂类的消化和吸收5/9/20242生物化学脂类代谢磷脂磷脂酶A2溶血磷脂,脂肪酸胆固醇酯胆固醇酯酶胆固醇,脂肪酸甘油三脂(90%)磷脂、胆固醇及其酯,一些游离脂肪酸胆汁酸盐(小肠)乳化甘油三脂胰脂肪酶甘油一酯,脂肪酸胆汁混合微团(mixedmicelles)5/9/20243生物化学脂类代谢甘油三酯、磷脂、胆固醇酯少量胆固醇(小肠粘膜细胞)载脂蛋白(apolipoprotein)乳糜微粒(chylomicrons)血液其它细胞5/9/20244生物化学脂类代谢5/9/20245生物化学脂类代谢第二节脂类的体内贮存和运输一、脂类在体内的贮存和动员脂类贮存场所：皮下，肾周围，肠系膜脂肪动员：脂肪脂肪酶脂肪酸＋甘油5/9/20246生物化学脂类代谢甘油三酯胆固醇酯磷脂胆固醇载脂蛋白血液组织细胞二、脂类的运输血浆脂蛋白5/9/20247生物化学脂类代谢磷脂胆固醇甘油三酯胆固醇酯血浆脂蛋白载脂蛋白5/9/20248生物化学脂类代谢（二）血浆脂蛋白的种类（四）高密度脂蛋白(highdensitylipoprotein,

HDL)（一）乳糜微粒(chylomicrons,CM)（二）极低密度脂蛋白(verylowdensitylipoprotein,VLDL)（三）低密度脂蛋白(lowdensitylipoprotein,

LDL)5/9/20249生物化学脂类代谢血浆脂蛋白的分离方法电泳法超速离心法化学沉淀法5/9/202410生物化学脂类代谢CM原点βα前βVLDLLDLHDL-+血浆脂蛋白电泳图5/9/202411生物化学脂类代谢5/9/202412生物化学脂类代谢CM电泳

密度

颗粒直径（nm)

蛋白质

甘油三酯

胆固醇磷脂原点VLDL前β

LDLHDLβα<0.960.96-1.0061.0631.063-1.2180-50025-8020-255-300.8-2.55-102545-5080-9550-701052-710-1545206-910-1520365/9/202413生物化学脂类代谢主要生理功能CMVLDLLDLHDL转运外源性甘油三酯转运内源性甘油三酯转运内源性胆固醇转运磷脂，胆固醇5/9/202414生物化学脂类代谢第三节脂肪的分解代谢

CH2OH

HOC-H

CH2OH+R1COOHR2COOHR3COOH甘油三脂甘油脂肪酸甘油三酯脂肪酶关键酶一、脂肪的水解（脂肪动员）CH2-O-COR1R2OC-O-C-HCH2-O-COR35/9/202415生物化学脂类代谢脂肪动员的概念：贮存于脂肪细胞中的三脂酰甘油在激素敏感脂肪酶

(hormonesensitivetriglyceridelipase,HSL)的催化下水解并释放出脂肪酸，供给全身各组织细胞摄取利用的过程称为脂肪动员。即三脂酰甘油脂肪酶5/9/202416生物化学脂类代谢二、甘油的氧化分解

甘油磷酸激酶+ADPCH2OHCHOHCH2OH甘油CHOHCH2OH

OCH2OPOHOHα-磷酸甘油甘油的氧化-经甘油磷酸激酶（肝）作用变成α-磷酸甘油+ATP5/9/202417生物化学脂类代谢

CH2OPOHOHCHOHCH2OHOα-磷酸甘油磷酸二羟丙酮酵解过程三羧酸循环氧化+NAD+OCH2OPOHOHC=OCH2OH甘油磷酸脱氢酶丙酮酸糖CO2+H2Oα-磷酸甘油代谢5/9/202418生物化学脂类代谢三、脂肪酸的氧化分解(一)饱和偶数碳原子脂肪酸的β氧化分解5/9/202419生物化学脂类代谢脂酰辅酶A合成酶脂酰辅酶A-2ATP1.脂肪酸的活化-脂酰CoA的生成场所：胞浆RCH2CH2COOH+ATP+AMP+PPiCoASHRCH2CH2COSCoA5/9/202420生物化学脂类代谢2.脂酰CoA进入线粒体脂肪酸脂酰CoA合成酶脂酰SCoAHSCoA酶I肉毒碱脂酰肉毒碱脂酰CoAHSCoA酶II线粒体基质线粒体细胞质线粒体内膜外侧内侧肉毒碱脂酰辅酶转移酶(carnitineacyltransferase)Ⅰ和Ⅱ5/9/202421生物化学脂类代谢脂肪酸β氧化学说的发现：3.脂肪酸的β氧化苯基脂肪酸氧化试验1904年，Franz.Knoop5/9/202422生物化学脂类代谢苯基标记含奇数碳原子的脂肪酸喂动物苯基标记含偶数碳原子的脂肪酸喂动物苯甲酸衍生物（马尿酸）测尿中代谢产物测尿中代谢产物苯乙酸衍生物（苯乙尿酸）CONHCH2COOHCH2CONHCH2COOH狗5/9/202423生物化学脂类代谢5/9/202424生物化学脂类代谢结论：脂肪酸的氧化是从羧基端β-碳原子开始，每次分解出一个二碳片断。5/9/202425生物化学脂类代谢β氧化部位：线粒体酶--脂肪酸β-氧化多酶复合体脂酰CoA在线粒体基质中进行β氧化，经过四步反应，即脱氢、加水、再脱氢和硫解，生成一分子乙酰CoA和一个少两个碳的新的脂酰CoA。5/9/202426生物化学脂类代谢1.脱氢反应RCH2CH2CH2COSCoAαγβRCH2CCCOSCoAHHFADFADH2脂酰CoA脱氢酶αβγ5/9/202427生物化学脂类代谢2.水合反应RCH2CCCOSCoAHHαβH2OαβΔ2反烯脂酰CoA水合酶RCH2CCH2COSCoAHOHγ5/9/202428生物化学脂类代谢3.脱氢反应γβRCH2CCH2COSCoAOHHαNAD+NADH+H+β-羟脂酰CoA脱氢酶RCH2CCH2COSCoAOαβγ5/9/202429生物化学脂类代谢4.硫解反应αβγRCH2CCH2COSCoAOHSCoACH3COSCoAαβ–酮脂酰CoA硫解酶RCH2COSCoAβγ+5/9/202430生物化学脂类代谢（1）脱氢（2）水化（3）再脱氢（4）硫解

-氧化

-酮脂酰CoA

硫解酶

-羟脂酰CoA

脱氢酶∆2-烯脂酰水化酶脂酰CoA脱氢酶+2ATP+3ATP5/9/202431生物化学脂类代谢以十八个碳原子的饱和脂肪酸硬脂酸为例，其β-氧化的总反应为：CH3(CH2)16COSCoA+8NAD++8FAD+CoASH+8H2O9CH3COSCoA+8NADH+8H++8FADH25/9/202432生物化学脂类代谢计算1分子脂肪酸生成ATP数1分子软脂酸（C16）生成ATP数：R（CH2CH2---）12CH2CH2-CH2-COOHCH2COSCoAR(CH2)12-CH2COSCoA+CH2COSCoA×?5/9/202433生物化学脂类代谢1234567

-氧化5/9/202434生物化学脂类代谢能量生成：以软脂酸（16C）为例

7次

-氧化

7FADH2 →7×2＝ 14ATP 7(NADH+H+) →7×3＝ 21ATP

8次三羧酸循环

8CH3CO~CoA →8×12＝ 96ATP

总计

131ATP

净生成:

131-2＝129ATP5/9/202435生物化学脂类代谢3.β-氧化过程中有FADH2和NADH+H+生成，这些氢经呼吸链传递给氧生成水β-氧化是需氧的过程脂肪酸的β-氧化过程小结1.脂肪酸活化生成脂酰CoA(耗能)2.长链脂酰CoA由肉毒碱转运到线粒体β-氧化反应在线粒体内进行5/9/202436生物化学脂类代谢

脂肪酸β-氧化的生理意义

是体内脂肪酸分解的主要途径，脂肪酸氧化可以供应机体所需要的大量能量5/9/202437生物化学脂类代谢（二）脂肪酸的其他氧化方式

α

α氧化（微粒体氧化酶系）RCH2COOH单加氧酶RCHCOOHOH[O]脱氢酶NAD+NADH+H+RCCOOHO脱羧酶NAD+NADH+H+-ATPRCOOH+CO2脑，肝5/9/202438生物化学脂类代谢ω氧化（微粒体氧化酶系）短链脂肪酸(C<12)CH3(CH2)nCOOH单加氧酶[O]NADPHOH-CH2(CH2)nCOOHHOOC(CH2)nCOOH5/9/202439生物化学脂类代谢奇数碳原子脂肪酸的氧化产物：乙酰CoA丙二酰CoA琥珀酰CoATCA+CO2+H2O5/9/202440生物化学脂类代谢偶数碳饱和脂肪酸的氧化分解在线粒体进行

-氧化在微粒体进行-氧化和ω-氧化

-氧化发生在哺乳动物的肝脏和脑组织微粒体，长链脂肪酸-碳羟基化,生成-羟脂酸。长链-羟脂酸是脑苷脂的主要成分。ω-氧化发生在动物体内肝脏微粒体,十二碳以下的短链脂肪酸ω-碳连续进行羟化、羧化，生成二羧酸。

-氧化和ω-氧化的产物都可以继续进行彻底氧化。5/9/202441生物化学脂类代谢奇数碳饱和脂肪酸的氧化分解人体内有极少量的奇数碳脂肪酸奇数碳脂肪酸经过(n-1)÷2-1次

-氧化后除了生成(n-1)÷2-1分子的乙酰CoA之外，还又1分子的丙酰CoA。丙酰CoA经丙酰CoA羧化酶、异构酶和甲基丙二酸单酰CoA变位酶催化，最终可以转变为琥珀酰CoA，进入TCA彻底氧化。5/9/202442生物化学脂类代谢不饱和脂肪酸的氧化分解不饱和脂肪酸的氧化途径基本上是饱和脂肪酸的

-氧化当

-氧化进行到不饱和脂肪酸的顺式双键时，即Δ3顺式烯脂酰CoA时，在异构酶的作用下转变为Δ3反式烯脂酰CoA，就可以继续进行

-氧化多部饱和脂肪酸氧化分解还需要差向异构酶的作用，才能够顺利地彻底氧化分解。5/9/202443生物化学脂类代谢四、酮体(Ketonebodies)的生成和利用乙酰乙酸(acetoaceticacid)约占30%β-羟丁酸(β-hydroxybutyricacid)约占70%丙酮(acetone)极少量的脂肪酸氧化分解的中间产物，包括乙酰乙酸，β-羟丁酸，丙酮酮体5/9/202444生物化学脂类代谢

1.酮体的生成场所：肝细胞线粒体原料：乙酰CoA5/9/202445生物化学脂类代谢1）2CH3COSCoA乙酰乙酰CoA硫解酶2)CH3COCH2COSCoA+CH3COSCoA羟甲基戊二酸单酰CoA合成酶HMGCoAHMGCoA裂解酶CH3COCH2COSCoAHOOCCH2-C-CH2COSCoAOHCH33）HOOCCH2-C-CH2COSCoAOHCH3CH3COCH2COOH+CH3COSCoA乙酰乙酰CoA乙酰乙酸（HMGCoA合成酶）5/9/202446生物化学脂类代谢β-羟丁酸脱氢酶乙酰乙酸脱羧酶4）CH3COCH2COOHCH3CHOHCH2COOHβ-羟丁酸5）CH3COCH2COOH丙酮CH3COCH3NAD+NADH+H+5/9/202447生物化学脂类代谢2CH3COSCoACH3COCH2COOHNADH+H+NAD+CH3COSCoAHMGCoAHMGCoA合成酶酮体肝脏线粒体脂肪酸β-氧化乙酰乙酰CoAβ-羟丁酸丙酮5/9/202448生物化学脂类代谢乙酰CoAG,GnFFA生酮氨基酸FFA酮体胆固醇CO2+H2O有氧氧化β氧化5/9/202449生物化学脂类代谢3.酮体生成的意义(3)节省葡萄糖，供脑和红细胞利用

(1)酮体易运输(2)易利用5/9/202450生物化学脂类代谢2.酮体的利用心，肾，脑，骨骼肌CH3COCH2COOH+乙酰乙酸HOOCCH2CH2COSCoA琥珀酰CoACH3COCH2COSCoA乙酰乙酰CoA+HOOCCH2CH2COOH琥珀酸琥珀酰转硫酶5/9/202451生物化学脂类代谢CH3COCH2COSCoA乙酰乙酰CoA硫解酶2CH3COSCoACH3COCH2COOH乙酰乙酸硫激酶(心，肾，脑）HSCoA5/9/202452生物化学脂类代谢CH3CHOHCH2COOHβ-羟丁酸脱氢酶CH3COCH2COOH乙酰乙酸硫激酶CH3COCH2COSCoA乙酰乙酰CoA硫解酶2CH3COSCoAβ-羟丁酸5/9/202453生物化学脂类代谢2.酮体的利用+琥珀酰CoA琥珀酰CoA转硫酶乙酰乙酰SCoA+琥珀酸乙酰乙酰SCoA硫解酶2乙酰SCoATCA乙酰乙酸SCoA硫激酶丙酮酸β羟丁酸乙酰乙酸丙酮肝外组织5/9/202454生物化学脂类代谢血液中酮体的浓度过量导致体内酸碱平衡紊乱，出现酸中毒，即酮症酸中毒。

5/9/202455生物化学脂类代谢第四节脂肪的合成代谢+脂肪酸脂肪α–磷酸甘油HOCOR1

CH2OHCHOHCH2OHHOCOR2HOCOR3

CH2OCOR1CHOCOR2CH2OCOR35/9/202456生物化学脂类代谢一、α–磷酸甘油的合成GNAD+Gly-α-PGlyα-磷酸甘油脱氢酶NADH+H+DHAP甘油激酶(肝)ATPADP5/9/202457生物化学脂类代谢二、脂肪酸的生物合成合成部位：胞浆原料：乙酰CoA5/9/202458生物化学脂类代谢合成过程1.乙酰CoA：线粒体胞浆柠檬酸-丙酮酸循环5/9/202459生物化学脂类代谢柠檬酸-丙酮酸循环PA乙酰CoA苹果酸柠檬酸CO2CoA柠檬酸草酰乙酸草酰乙酸PA乙酰CoACO2G基质胞液线粒体内膜-ATP5/9/202460生物化学脂类代谢2.丙二酰CoA的合成乙酰CoA+CO2乙酰CoA羧化酶丙二酸单酰CoA+ADP+Pi(AcetylCoAcarbosylase)辅酶：生物素+ATP（胞液）5/9/202461生物化学脂类代谢3.脂肪酸合成乙酰CoA+丙二酸单酰CoA脂肪酸合成酶+ACP脂肪酸ACP：酰基载体蛋白

acylcarrierprotein脂肪酸合成酶六个酶，一个酰基载体蛋白5/9/202462生物化学脂类代谢软脂酸的生成是一个重复循环的过程1分子乙酰CoA与7分子丙二酰CoA，经转移、缩合、加氢、脱水和再加氢重复过程，每一次使碳链延长两个碳，共7次重复，最终生成含十六碳的软脂酸5/9/202463生物化学脂类代谢乙酰CoA+7丙二酰CoA+14NADPH+14H++7ATP脂肪酸合成酶复合体软脂酸+8CoASH+14NADP++7ADP+7Pi+7H2O+7CO25/9/202464生物化学脂类代谢乙酰CoA羧化酶催化的反应为脂肪酸合成过程中的限速步骤脂肪酸合成调节：激活剂：柠檬酸，异柠檬酸，胰岛素抑制剂：长链脂肪酸，胰高血糖素及肾上腺素5/9/202465生物化学脂类代谢

二、脂肪的合成

CH2OHCHOHCH2-O-Pα-磷酸甘油溶血磷脂酸α-磷酸甘油二酯甘油二酯脂肪

CH2OCOR1CHOCOR2CH2-OH

CH2OCOR1CHOHCH2-O-P

CH2OCOR1CHOCOR2CH2-O-P+R1COCoA+R2COCoA+H2O+R3COCoA

CH2OCOR1CHOCOR2CH2OCOR35/9/202466生物化学脂类代谢脂肪酸合成脂肪酸分解部位原料能量产物氢载体胞浆线粒体乙酰CoA脂酰CoA脂肪酸乙酰CoANADPHNADH+H+，FADH2-ATP+ATP5/9/202467生物化学脂类代谢第四节胆固醇的代谢（一）胆固醇生物合成1.合成部位:主要肝脏2.原料:乙酰辅酶A，NADPH作用:细胞生物膜的构成成分类固醇类激素、胆汁酸及维生素D的前体物质5/9/202468生物化学脂类代谢5/9/202469生物化学脂类代谢3.合成基本过程合成部位：胞液乙酰CoA：线粒体胞浆柠檬酸-丙酮酸循环5/9/202470生物化学脂类代谢1）2CH3COSCoA乙酰乙酰CoA硫解酶2)CH3COCH2COSCoA+CH3COSCoA羟甲基戊二酸单酰CoA合成酶HMGCoAHMGCoA还原酶CH3COCH2COSCoAHOOCCH2-C-CH2COSCoAOHCH33）HOOCCH2-C-CH2COSCoAOHCH3甲羟戊酸（MVA）乙酰乙酰CoA（HMGCoA合成酶）NADPH+H+关键酶5/9/202471生物化学脂类代谢（4）MVA﹍﹍胆固醇5/9/202472生物化学脂类代谢

4.胆固醇合成的调节

胆固醇合成限速酶：HMGCoA还原酶1.激素的调节胰高血糖素HMGCoA还原酶胰岛素HMGCoA还原酶HMGCoA还原酶2胆固醇浓度的调节胆固醇5/9/202473生物化学脂类代谢(二)胆固醇的转化

胆固醇肾上腺皮质激素胆汁酸细胞膜性激素维生素D35/9/202474生物化学脂类代谢高脂血症与降脂药物5/9/202475生物化学脂类代谢血浆脂蛋白的代谢和功能LPLApoB48ApoEApoB48ApoCIIApoETG成熟CM游离脂肪酸(肝外组织利用)CMR肝细胞摄取ApoB100ApoCIIApoETG，CE成熟VLD