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第七章 脂类代谢 (Lipids Metabolism ) 四川大学华西基础医学与法医学院 生物化学与分子生物学教研室 傅强 付明德,内 容 提 要 脂肪酸及常见脂类的分子组成与结构 脂肪动员、脂肪酸的-氧化 酮体的生成、利用及生理意义 脂肪酸合成的关键酶及其调节 甘油磷脂的合成与分解 胆固醇的生物合成、转化及胆固醇的代谢调节 血浆脂蛋白的分类、组成及在脂类代谢中的作用,概 述 脂类的定义及一般特性 脂类(lipids)是脂肪(fat)及类脂(lipoid)的总称，是一类不溶于水而溶于有机溶剂，在理化性质上相近，但结构和功能不均一的有机化合物。,脂类,脂肪(即甘油三酯或称三脂酰甘油) 甘油磷脂 磷脂 鞘磷脂 类脂 糖脂 胆固醇及胆固醇酯,脂类的分类,第一节 脂类的组成与结构,一、脂肪酸 什么是脂肪酸? 脂肪酸是直链脂肪烃的羧酸衍生物，其结构通式为CH3(CH2)nCOOH。 脂肪酸是构成脂类分子，如甘油三酯、磷脂、胆固醇酯等的重要成分之一。,脂肪酸的分类 (1) 根据脂肪酸链的长度进行分类 长链脂肪酸（C 20) 中链脂肪酸（10 C 20） 短链脂肪酸（C 10） (2) 根据脂肪酸链的饱和度进行分类 饱和脂肪酸 不饱和脂肪酸 单不饱和脂肪酸 多不饱和脂肪酸,脂肪酸的命名 (1) 系统命名或习惯名 系统命名，如：十二烷酸、9-十六碳一烯酸 习惯名，如：棕榈酸、花生酸 (2) 数字命名法 饱和脂肪酸，如十六碳饱和脂酸写作16:0 不饱和脂肪酸，有两种编码体系 编码体系 编码体系,CH3CH2CH2CH2CH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2COOH 体系 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 体系 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18,编码体系命名：18:2(9,12) 编码体系命名：18:2(6,9),脂肪酸的来源 (1) 内源性(自身合成) 饱和脂肪酸 部分单不饱和脂脂肪酸 (2) 外源性(食物提供) 多不饱和脂肪酸(即营养必需脂肪酸),二、常见脂类 (一) 脂肪 即甘油三酯，或称三脂酰甘油 1. 结构 由一分子甘油的三个羟基分别与三分子脂肪酸脱水形成的酯。 简单甘油三酯 混合甘油三酯,2. 功能 有机体的重要能源物质及能量储存形式 3. 来源 内源性：机体自身合成 外源性：食物脂肪的消化吸收,(二) 磷脂 含有磷酸基团的脂质统称为磷脂 主要包括甘油磷脂和鞘磷脂 1. 结构 (1) 甘油磷脂的基本结构 以磷脂酸为基本骨架 有不同种类的头端取代基团,(2) 鞘磷脂的基本结构 以鞘胺醇为基本骨架 C2-NH2与脂肪酸脱水相连 C1-OH与磷酸取代基相连(最常见的取代基为胆碱),(3) 磷脂的空间结构 甘油磷脂与鞘磷脂的空间结构相似，均为一个极性头和两条疏水尾的形式。,磷脂分子的空间结构模型,(4) 磷脂的功能 甘油磷脂是生物膜的主要结构成分。 鞘磷脂是构成神经组织各种膜结构的重要成分。,(三) 糖脂 是指分子中含有糖基的脂类，主要包括鞘糖脂和甘油糖脂。 鞘糖脂普遍存在于各种细胞膜外侧，其中在突触膜及肝细胞膜含量最丰富。 甘油糖脂主要存在于植物的叶绿体内膜。,(四) 胆固醇及类固醇化合物 1. 结构 (1) 胆固醇的结构 胆固醇(cholesterol)为环戊烷多氢菲衍生物，是最基本的一种类固醇(steroids)化合物。,环戊烷多氢菲 胆固醇,(2) 其它固醇类化合物的结构 类固醇化合物均具有环戊烷多氢菲的基本结构。 不同类固醇化合物的主要区别：C3羟基、C17侧链的长短及氧化状态、环内双键及环外甲基取代不同。,谷固醇 麦角固醇,睾酮 雌二醇,(3) 胆固醇酯的结构 胆固醇的3-OH与脂肪酸以酯键连接。,2. 功能 胆固醇是动物细胞膜的基本结构成分之一，具有调节膜流动性的作用。 其它类固醇具有各自不同的功能，如：激素、乳化剂、维生素等。,三、多不饱和脂肪酸衍生物 (一) 前列腺素（PG） 1. 结构 以前列腺酸为基本骨架，含有一个五碳环和两条侧链(R1、R2)。 PGA、B、C、I等九大类 各大类下又分1、2、3等若干亚类,2. 功能 PG种类繁多，功能多样，主要的PG种类及功能包括： PGE2能促进血管扩张，增加毛细血管的通透性，引起红、肿、热、痛等炎症反应； PGE2、PGA2使动脉平滑肌舒张，因而有降血压的作用； PGE2、PGI2可抑制胃酸分泌，促进胃肠蠕动； PGF2主要促进卵泡中和子宫的平滑肌收缩，可加速排卵和分娩。,(二) 血栓噁烷（TX） 1. 结构 也有前列腺酸样骨架，但分子中的五碳环被含氧的噁烷取代。,血栓噁烷A2 (TXA2),2. 功能 TXA2是一种促凝血因子及血管收缩剂，具有促进凝血及血栓形成的作用。 TXA2的作用可被PGI2所拮抗。,(三) 白三烯（LT） 1. 结构 不含前列腺酸样骨架的二十碳多不饱和脂肪酸衍生物。LT通常含有四个双键。,白三烯A4 (LTA4),2. 功能 LTC4、LTD4和LTE4的混合物组成慢反应物质。 LTB4能调节白细胞的功能，促进其游走与趋化。,第二节 脂类的消化与吸收,一、脂类的消化 1. 脂类消化的部位：十二指肠 2. 参与脂类消化的 物质和有关酶类,胆汁酸(盐) 胰脂酶 辅脂酶 磷脂酶 胆固醇酯酶,二、脂类消化产物的吸收 主要吸收部位：十二指肠下端及空肠上段 吸收及血中转运形式： 短链（2-4C）及中链（6-10C）脂酸，直接由血液运输。 长链（12-26C）脂酸需重新合成甘油三酯 ，再与磷脂、胆固醇、载脂蛋白结合以乳糜微粒的形式经淋巴系统进入血循环。,第三节 甘油三酯的代谢,一、甘油三酯的分解代谢 (一) 脂肪动员 概念 储存在脂肪组织中的甘油三酯被脂肪酶逐步水解后，以游离脂肪酸(free fatty acid, FFA)和甘油的形式，通过血液循环运输到其它组织被氧化利用的过程称为脂肪动员(fat mobilization)。,关键酶 激素敏感性脂肪酶(hormone-sensitive lipase, HSL) HSL的活性受多种激素调节 脂解激素：肾上腺素、去甲肾上腺素、胰高血糖素、促肾上腺皮质激素以及促甲状腺素 抗脂解激素 ：胰岛素,cAMP ATP,P,乙酰 CoA CO2 + H2O,ATP,脂解激素,受体,G蛋白,腺苷酸环化酶,PKA (无活性),PKA (有活性),HSL (无活性),HSL (有活性),甘油三酯,游离脂肪酸,白蛋白,-氧化 三羧酸循环, 氧化磷酸化,脂肪酸载体,血液运输,脂肪细胞,肌细胞,脂肪动员,(二) 甘油的代谢 肝、肾、肠等含甘油激酶可以利用甘油。 脂肪细胞及骨骼肌细胞因缺乏甘油激酶而不能利用甘油。,(三) 脂肪酸的分解代谢 1. 脂肪酸的活化 部位：胞液 活化反应：,2脂肪酰基向线粒体内转移 活化的脂酰CoA不能直接进入线粒体进行-氧化，需要经过肉碱穿梭。 肉碱脂酰转移酶(CPS-): 限速酶 肉碱-脂酰肉碱转位酶 肉碱脂酰转移酶(CPS-),肉碱穿梭,3脂肪酸的-氧化 (1) -氧化发现 1904年，Franz Knoop利用-苯基脂肪酸喂饲动物，在检查尿中的代谢产物时发现：不论碳链长短，凡是奇数碳原子的-苯基脂肪酸其尿中产生苯甲酸的衍生物，而偶数碳原子的脂肪酸其尿中则产生苯乙酸的衍生物。他由此推断，脂肪酸是在-碳原子上发生氧化而被降解。,(2) -氧化的主要步骤及反应过程 脱氢 脂酰CoA脱氢酶催化 产物： 2烯酰CoA 辅酶：FAD, 加水 烯酰CoA水化酶催化 产物： L(+)-羟脂酰CoA, 再脱氢 羟脂酰CoA脱氢酶催化 产物： -酮脂酰CoA 辅酶：NAD+, 硫解 硫解酶催化 产物： 乙酰CoA + 少2C的脂酰COA 辅因子：CoA,以上生成比原来少2个碳原子的脂酰CoA，可继续进入上述反应，反复循环，直至全部转变成乙酰CoA，即完成脂肪酸的-氧化。,4脂肪酸氧化产生的能量 16碳的软脂酸共进行7轮-氧化： 7 FADH2 71.5 ATP 7 (NADH + H+) 72.5 ATP 8 CH3COSCoA 810 ATP 脂肪酸活化消耗 2 ATP,1摩尔软脂酸彻底氧化净生成 106 摩尔ATP =3233KJ,5脂肪酸的其它氧化形式 (1) 不饱和脂肪酸的氧化分解 主要以-氧化方式分解 需要特异酶： 3顺2反烯酰CoA异构酶 D(-)-羟脂酰CoA表构酶,(2) 奇数碳原子脂肪酸的氧化分解 以-氧化方式分解，除生成乙酰CoA外，还将生成1分子丙酰CoA 丙酰CoA的氧化： 在-羧化酶、表构酶和变位酶的作用下，生成琥珀酰CoA，再经三羧酸循环彻底氧化,(3) 脂肪酸的氧化 氧化酶系（羧化酶、脱氢酶、NADPH、NAD+、细胞色素P-450等）催化 先生成,-二羧酸，然后从任一端激活并进行-氧化,(四) 酮体的生成和利用 1. 概念 酮体是脂肪酸在肝脏氧化时生成的特殊代谢产物，包括乙酰乙酸、-羟丁酸和丙酮，是肝脏输出能源的一种形式。,2. 酮体的生成 (1) 乙酰乙酰CoA的生成 底物：2 乙酰CoA 硫解酶催化,(2) HMG-CoA的生成 底物：乙酰乙酰CoA + 乙酰CoA HMG-CoA合酶催化,(3) 乙酰乙酸的生成 HMG-CoA裂解酶催化,(4) -羟丁酸和丙酮的生成 乙酰乙酸由-羟丁酸脱氢酶催化生成-羟丁酸 乙酰乙酸直接脱羧生成丙酮,2酮体的利用 (1) 部位：肝外组织 (2) 反应步骤： 乙酰乙酸活化为乙酰乙酰CoA（ -羟丁酸需先氧化为乙酰乙酸再活化） 两种方式： 琥珀酰CoA转硫酶催化 乙酰乙酸硫激酶催化, 乙酰乙酰CoA分解为乙酰CoA 乙酰乙酰CoA硫解酶催化生成2分子乙酰CoA，后者可进入三羧酸循环彻底氧化分解。,3酮体生成的生理意义 酮体是脂肪酸在肝内经-氧化后产生的正常中间代谢产物，是肝能源输出的重要形式。 酮体分子小，溶解性高，易于透过血脑屏障及肌肉毛细血管壁。心肌和肾皮质利用酮体优于利用葡萄糖。脑组织虽然不能直接氧化脂肪酸，却能利用肝所产生的酮体(尤其在饥饿时)。 酮体的生成过量可用于诊断某些代谢性疾病，如糖尿病。,二、甘油三酯的合成代谢 (一) 软脂酸的合成 合成部位：肝、肾、脑、肺、乳腺及脂肪组织细胞胞液中合成。 合成原料及辅因子 主要原料：乙酰CoA 辅因子：ATP、NADPH、HCO3-及Mn2+等,3. 合成过程： (1) 乙酰CoA的转运,乙酰CoA的活化 生成丙二酸单酰CoA 由乙酰CoA羧化酶催化 乙酰CoA羧化酶是脂肪酸合成的限速酶 辅酶为生物素,(3) 丙二酸单酰CoA生成软脂酸的加成反应 脂肪酸合成多酶复合体 胞液中合成脂肪酸的多酶复合体由乙酰转移酶、丙二酸单酰转移酶、-酮脂酰合成酶、-酮脂酰还原酶、水化酶、烯酰还原酶、硫酯酶共7种酶和酰基载体蛋白(acyl carrier protein, ACP)组成。, 软脂酸的生物合成反应步骤 与脂肪酸-氧化的逆过程相似，但不完全相同 中间产物-酮脂酰、-羟脂酰、2-烯酰以及脂酰基等均连接在ACP上 通过7次重复的缩合、加氢、脱水、再加氢多步反应，最后生成16碳的软脂酰-ACP，再水解生成软脂酸,软脂酸的合成示意图,软脂酸合成的总反应: CH3COSCoA7HOOCCH2COSCoA14NADPH +14 H+ CH3(CH2)14COOH7CO26H2O8CoASH14NADP+,软脂酸合成,以丙二酸单酰CoA为乙酰基的供体 NADPH为供氢体 消耗7分子ATP,(二) 脂肪酸碳链的延长 1内质网脂肪酸延长途径 2线粒体脂肪酸延长途径,(三) 甘油三酯的合成 1甘油一酯途径 主要发生在小肠黏膜细胞 以食物脂质的消化吸收产物为原料,甘油一酯途径,2甘油二酯途径 是肝脏和脂肪组织合成甘油三酯的主要途径 主要以糖代谢产物为原料,甘油二酯途径,3-磷酸甘油除来自糖酵解外，也可由甘油激酶(主要存在于肝、肾等组织)催化游离甘油的直接磷酸化而生成。 脂肪细胞缺乏甘油激酶，不能利用甘油合成甘油三酯。,三、甘油三酯代谢的调节 1激素的作用 (1) 脂解激素的作用 肾上腺素、胰高血糖素、ACTH (2) 抗脂解激素的作用 胰岛素、前列腺素,2. 代谢物的作用 乙酰CoA 柠檬酸 丙二酸单酰CoA ATP 脂酰CoA,第四节 磷脂的代谢,一、甘油磷脂的代谢 (一) 甘油磷脂的合成 1. 合成原料及辅因子 骨架分子：甘油和脂肪酸主要来自糖代谢 头端基团：来源于食物或在机内合成 辅因子：ATP 和 CTP,2. 合成途径 甘油二酯途径 磷脂酰胆碱及磷脂酰乙醇胺以此途径合成 胆碱和乙醇胺需要先活化生成CDP-胆碱和CDP-乙醇胺 活化的胆碱或乙醇胺再与游离甘油二酯缩合,磷脂胆碱和磷脂酰乙醇胺合成的甘油二酯途径, CDP-甘油二酯途径 磷脂酰肌醇、磷脂酰丝氨酸及心磷脂以此途径合成 甘油二酯需要先活化生成CDP-甘油二酯 CDP-甘油二酯再与游离的肌醇、丝氨酸或磷脂酰甘油缩合,磷脂合成的CDP-甘油二酯途径,(二) 甘油磷脂的分解 1. 甘油磷脂主要在磷脂酶(phospholipase)的作用下发生分解。 2. 磷脂酶A、C、D分别水解甘油磷脂分子中的不同酯键。 磷脂A的产物为溶血磷脂 溶血磷脂可继续被磷脂酶B降解,磷脂酶的作用,二、鞘脂类的代谢 (一) 鞘脂类的合成 1. 合成部位：全身细胞的内质网，但以脑组织合成最活跃。 2. 合成原料与辅因子 原料：脂肪酸、丝氨酸、胆碱等 辅因子：磷酸吡哆醛、NADPH、FAD、CoA、ATP、CTP等,3. 合成基本过程：,(二) 鞘磷脂的降解 主要在鞘磷脂酶(属磷脂酶C)的作用下分解，生成磷酸胆碱及神经酰胺神经鞘磷脂,第五节 胆固醇的代谢,一、胆固醇的生物合成 合成原料 ：乙酰CoA、NADPH 、ATP 合成步骤： 甲羟戊酸(MVA)的合成 活性异戊烯单位的合成 鲨烯的合成 胆固醇的生成,甲羟戊酸(MVA)的合成 由乙酰CoA首先经连续缩合生成HMG-CoA (与酮体合成的反应相似) HMG-CoA在还原酶的作用下生成甲羟戊酸(6C) HMG-CoA还原酶是胆固醇生物合成的限速酶,甲羟戊酸(MVA)的合成,活性异戊烯单位的合成 活性异戊烯(5C)：包括DPP 和 IPP 鲨烯的合成 DPP和IPP连续缩合生成30C的直链六烯鲨烯 胆固醇的生成 鲨烯经环化、氧化、脱羧、还原、甲基转移等多步反应，最终生成27C的胆固醇,从甲羟戊酸合成胆固醇的基本过程,(5) 胆固醇酯的生成,HO,O RCO,卵磷脂 脂酰CoA,溶血卵磷脂 CoA,胆固醇,胆固醇酯,LCAT,ACAT,(血浆),(胞液),二、胆固醇的转化与排泄 转化为胆汁酸 转化为类固醇激素 转化为7-脱氢胆固醇，并进一步转变为维生素D3,三 、胆固醇合成的调节 HMG CoA还原酶的变构调节 反馈抑制剂：甲羟戊酸、胆固醇、7-羟胆固醇以及25-羟胆固醇 HMG CoA还原酶的化学修饰调节 胰高血糖素、糖皮质激素促使其磷酸化失活 胰岛素则促使其去磷酸化而激活 HMG-CoA还原酶合成的调节,第六节 血浆脂蛋白代谢,一、血脂 血脂是血浆中脂类物质的总称。 种类：甘油三酯、磷脂、胆固醇、胆固醇酯以及游离脂肪酸 来源：内源性和外源性 正常人血脂水平（见表7-3）,表7-3 正常成人空腹血脂的组成及含量 * 以磷脂中的磷原子摩尔数表示；括号内数值为平均值,二、血浆脂蛋白的分类、组成及结构 (一) 血浆脂蛋白的分类 1. 电泳法 -脂蛋白 -脂蛋白 前-脂蛋白 乳糜微粒(CM),2. 超速离心法 乳糜微粒(CM) 极低密度脂蛋白(VLDL) 低密度脂蛋白(LDL) 高密度脂蛋白(HDL),脂蛋白两种分类方法的关系,(二) 血浆脂蛋白的组成与结构 1脂类组成的特点 密度越小，含脂质越多 CM和VLDL富含甘油三酯(TG) LDL和HDL富含胆固醇(酯)和磷脂 血浆脂蛋白的种类、组成及一般特性见表7-4,表7-4 血浆脂蛋白的种类、组成及一般特性,2载脂蛋白(apolipoprotein, apo) (1) 组成 包括apoA、B、C、D、E 等20多种 不同脂蛋白中的apo含量及组成均有较大差异 (2) 功能 结合并转运脂质，稳定脂蛋白结构 参与识别脂蛋白受体 调节脂蛋白代谢关键酶的活性,* 华西医科大学（现四川大学华西医学中心）载脂蛋白研究室对625例成都地区正常成人测定结果 国外报道参考值,表7-5 人血浆载脂蛋白组成及一般特性,(3) 载脂蛋白的结构 外观呈球形颗粒状 磷脂和胆固醇及载脂蛋白亲水基团组成亲水性表面 内核为中性脂质（包括甘油三酯和胆固醇酯） 许多载脂蛋白分子具有双性-螺旋结构,血浆脂蛋白结构示意图,三、血浆脂蛋白的代谢 (一) 乳糜微粒(CM)的代谢 1. 来源：小肠 2. 生理功能：转运外源性甘油三酯 3. 代谢过程,乳糜微粒的代谢过程,(二) 极低密度脂蛋白(VLDL)的代谢 1. 来源：肝脏(主要)和小肠(少量) 2. 生理功能：转运内源性甘油三酯 3. 代谢过程：与CM代谢过程相似,VLDL的代谢过程,(三) 低密度脂蛋白(LDL)的代谢 1. 来源：由VLDL代谢转变而来 2. 生理功能：将肝脏合成的胆固醇转运至外周组织 3. 代谢过程：LDL受体代谢途径,LDL受体代谢途径,(四) 高密度脂蛋白(HDL)的代谢 1. 来源：肝脏和小肠 2. 生理功能：将外周组织多余胆固醇运回到肝脏代谢，即胆固醇逆向转运 3. 代谢过程,高密度脂蛋白的代谢,四、脂蛋白代谢异常相关疾病 高脂血症 (hyperlipidemia) 高甘油三酯血症： TG2.26 mmol/L (200 mg/dL) 高胆固醇血症： TC6.21 mmol/L (240 mg/dL),高脂蛋白血症 (hyperlipoproteinemia) 高脂血症实际体现为高脂蛋白血症 高脂蛋白血症分为原发性或继发性 高脂蛋白血症的分型：见表7-6 3. 高脂血症与动脉粥样硬化,高脂蛋白血症分型,问 题,单 选 题,1. VLDL主要由哪种组织（或器官）合成？A. 肾脏 B. 肝脏 C. 小肠粘膜 D. 血液 E. 脂肪组织,2. 在酮体生成过程中，合成乙酰乙酸的直接前体是 A. 乙酰CoA B. 乙酰乙酰CoA C. -羟丁酸 D. 丙酮 E. -羟基-甲基戊二酸单酰CoA,3.下列化合物中哪一个不是脂肪酸-氧化过程中所必需的? A. NAD+ B. NADP+ C. CoA-SH D. FAD E. 肉碱,4.下列化合物中，哪一个是乙酰CoA羧化酶的变构激活剂？ A. 柠檬酸 B. ATP C. CoA D. 软脂酰CoA E. AMP,5. 脂肪酸-氧化时，不包括下列哪个反应？ A. 水化 B. 脱水 C. 脱氢 D. 羟基氧化 E. 硫解,6. 脂肪动员时，脂肪酸在血中运输的主要形式是 A. 与球蛋白结合 B. 与白蛋白结合 C. 与VLDL结合 D. 与CM结合 E. 与HDL结合,7. 下列代谢途径中，发生在胞液内的是 A. 三羧酸循环 B. 氧化磷酸化 C. 丙酮酸羧化 D. 脂酸氧化 E. 脂酸合成,8. 酮体包括 A. 草酰乙酸，-酮丁酸，丙酮 B. 乙酰乙酸，-羟丁酸，丙酮酸 C. 乙酰乙酸，-羟丁酸，丙酮 D. 乙酰CoA，-羟丁酸，丙酮 E. 草酰乙酸，酮丁酸，-丙酮酸,9. 下列磷脂中哪一个含有胆碱? A. 脑磷脂 B. 卵磷脂 C. 心磷脂 D. 磷脂酰肌醇 E. 磷脂酰丝氨酸,10.下列有关胆固醇合成的叙述，哪一项是正确的? A. 胆固醇合成场所是线粒体与胞液 B. 胆固醇只能在肝中合成 C. 乙酰CoA是合成胆固醇的唯一原料 D. 胰岛素可抑制胆固醇的合成 E. 胆固醇合成时需要消耗ATP,11. 胆固醇不能转化为下列哪种物质? A. 性激素 B. 糖皮质激素 C. 甲状腺素 D. 胆汁酸 E. 7-脱氢胆固醇,12. -脂蛋白相当于血浆脂蛋白密度分类法中的 A. CM B. VLDL C. LDL D. IDL E. HDL,13. 蛋白质含量最高的脂蛋白是 A. CM B. VLDL C. LDL D. IDL E. HDL,14. 下列脂蛋白密度由低到高顺序正确的是 A. LDL、IDL、VLDL、CM B. CM、VLDL、LDL、HDL C. VLDL、IDL、LDL、CM D. CM、VLDL、LDL、IDL E. HDL、LDL、IDL、CM,15.由3-磷酸甘油和脂酰CoA合成甘油三酯的第一个中间产物是 A. 甘油一酯 B. 1, 2-甘油二酯 C. 溶血磷脂酸 D. 磷脂酸 E. 脂酰肉碱,16. 内源性胆固醇主要由血浆中哪一种脂蛋白运输？ A. HDL B. LDL C. VLDL D. CM E. IDL,17. 下列关于脂肪酸的生物合成的叙述，哪项是正确的？ A. 不能利用乙酰CoA B. 仅生成少于十个碳的脂肪酸 C. 需要生成丙二酸单酰CoA D. 合成部位主要在线粒体 E. 利用NAD+作为氧化剂,18. 磷脂酰肌醇4,5 -二磷酸可为下列哪一种酶水解成甘油二酯和1,4,5 -三磷酸肌醇？ A. 磷脂酶A1 B. 磷脂酶A2 C. 磷脂酶B D. 磷脂酶C E. 磷脂酶D,19. 在体内不能直接由草酰乙酸转变而来的化合物是 A. 天门冬氨酸 B. 磷酸烯醇式丙酮酸 C. 苹果酸 D. 柠檬酸 E. 乙酰乙酸,20. 下列有关酮体代谢的叙述，正确的是 A. 酮体包括乙酰乙酸, -羟丁酸和丙酮酸 B. 一切组织均能氧化酮体 C. 生成酮体的原料亦能生成胆固醇 D. 酮体是脂肪代谢的有害物质 E. 酮体在肝内产生，肝内利用,21. 下列哪种代谢过程主要在肝脏中进行？ A. 甘油三酯的合成 B. 酮体的利用 C. 乳糜微粒的合成 D. 脂肪动员 E. 鞘磷脂的合成,22. 下列酶中，不参与脂肪酸-氧化的是 A. 脂酰CoA脱氢酶 B. -羟脂酰CoA脱氢酶 C. 烯酰CoA水合酶 D. -酮硫解酶 E. 琥珀酰CoA转硫酶,23. 在脂肪酸-氧化的循环反应中，不生成下述哪种化合物？ A. H2O B. 乙酰CoA C. 酮脂酰CoA D. NADH + H+ E. FADH2,24. 下列关于脂肪酸-氧化的叙述, 正确的是 A. 仅在线粒体中进行 B. 产生的NADPH用于合成脂肪酸 C. HMG-CoA合成酶是关键酶 D. 产生的NADH用于葡萄糖酵解 E. 需要酰基载体蛋白参与,25. 脂肪酸在细胞中氧化降解 A. 从酰基CoA开始 B. 产生的能量不能为细胞利用 C. 被肉碱抑制 D. 主要在细胞液中进行 E. 在降解过程中反复脱下三碳单位使脂 肪酸链变短,26. 肉碱在脂代谢中的主要功能是 A. 转运中链脂肪酸进入肠上皮细胞 B. 转运中链脂肪酸越过线粒体内膜 C. 将线粒体内生成的乙酰CoA转移到胞 液用于脂肪酸的合成 D. 参与转移酶催化的转酰基反应 E. 是脂肪酸合成代谢中需要的一种辅酶,27. 下列关于脂类的叙述，正确的是 A. 它们是细胞内能源物质 B. 它们易溶于水 C. 它们仅由碳、氢、氧三种元素组成 D. 它们不存在细胞膜中 E. 它们不属于营养物质,28. 体内合成胆固醇的主要原料是 A. 乙酰辅酶A B. 乙酰乙酰辅酶A C. 丙酰辅酶A D. 草酰乙酸 E. 葡萄糖,29. 体内合成长链脂肪酸的主要原料是 A. 乙酰CoA B. 乙酰乙酰CoA C. 丙二酸单酰CoA D. 草酰乙酸 E. 葡萄糖,30.乙酰CoA羧化酶催化反应的产物是 A. 乙酰CoA B. 乙酰乙酰CoA C. 丙二酸单酰CoA D. 草酰乙酸 E. 葡萄糖,31. 胆固醇合成时第一步的产物是 A. 乙酰CoA B. 乙酰乙酰CoA C. 丙二酸单酰CoA D. 草酰乙酸 E. 葡萄糖,32. 运输内源性甘油三酯的主要脂蛋白是 A. 乳糜微粒 B. 极低密度脂蛋白 C. 低密度脂蛋白 D. 高密度脂蛋白 E. 中密度脂蛋白,33. 运输外源性甘油三酯的主要脂蛋白是 A. 乳糜微粒 B. 极低密度脂蛋白 C. 低密度脂蛋白 D. 高密度脂蛋白 E. 中密度脂蛋白,34. 运输内源性胆固醇的主要脂蛋白是 A. 乳糜微粒 B. 极低密度脂蛋白 C. 低密度脂蛋白 D. 高密度脂蛋白 E. 中密度脂蛋白,35. 参与胆固醇逆向转运的主要脂蛋白是 A. 乳糜微粒 B. 极低密度脂蛋白 C. 低密度脂蛋白 D. 高密度脂蛋白 E. 中密度脂蛋白,36. 甘油及糖分解代谢的共同产物是 A. HMG-CoA B. -羟丁酸 C. 琥珀酰CoA D. 磷酸二羟丙酮 E. -羟脂酰CoA,37. 胆固醇和酮体合成的共同中间产物是 A. HMG-CoA B. -羟丁酸 C. 琥珀酰CoA D. 磷酸二羟丙酮 E. -羟脂酰CoA,38. 下列化合物中哪一个是脂肪酸-氧化的中间产物? A. HMG-CoA B. -羟丁酸 C. 琥珀酰CoA D. 磷酸二羟丙酮 E. -羟脂酰CoA,39. 下列化合物中哪一个是酮体? A. HMG-CoA B. -羟丁酸 C. 琥珀酰CoA D. 磷酸二羟丙酮 E. -羟脂酰CoA,40. 下列化合物中，吸收后可直接进入毛细血管的是 A. 长链脂肪酸 B. 甘油二酯 C. 甘油三酯 D. 2-甘油一酯 E. 中、短链脂肪酸,41. 合成脂肪酸的关键酶是 A. 乙酰CoA羧化酶 B. HMG-CoA还原酶 C. HMG-CoA合成酶 D. HMG-CoA裂解酶 E. 乙酰乙酰硫激酶,42. 胆固醇生物合成的关键酶是 A. 乙酰CoA羧化酶 B. HMG-CoA还原酶 C. HMG-CoA合成酶 D. HMG-CoA裂解酶 E. 乙酰乙酰硫激酶,43. 酮体和胆固醇合成的共用酶是 A. 乙酰CoA羧化酶 B. HMG-CoA还原酶 C. HMG-CoA合成酶 D. HMG-CoA裂解酶 E. 乙酰乙酰硫激酶,44. 下列酶中，参与酮体合成而不参与胆固醇合成的是 A. 乙酰CoA羧化酶 B. HMG-CoA还原酶 C. HMG-CoA合成酶 D. HMG-CoA裂解酶 E. 乙酰乙酰硫激酶,45. 下列酶中，参与酮体利用的是 A. 乙酰CoA羧化酶 B. HMG-CoA还原酶 C. HMG-CoA合成酶 D. HMG-CoA裂解酶 E. 琥珀酰CoA转硫酶,46. 前列腺素在体内合成的前体物质是 A. 油酸 B. 软脂酸 C. 硬脂酸 D. 亚油酸 E. 花生四烯酸,多 选 题,1. 下列激素中，属于脂解激素的有 A. 胰岛素 B. 胰高血糖素 C. 肾上腺素 D. ACTH E. TSH,2. 下列关于脂肪合成的叙述，正确的有 A. 肝脏是合成脂肪的主要器官 B. 脂肪细胞因缺乏甘油激酶而不能利用甘油合 成脂肪 C. 合成所需的甘油和脂肪酸主要由葡萄糖代谢 而来 D. 肝脏既是合成脂肪也是贮存脂肪的器官 E. 在小肠主要以甘油二酯途径合成脂肪,3. 下列组织或器官中，能利用酮体作为能源的有 A. 肝脏 B. 肾脏 C. 骨骼肌 D. 心脏 E. 大脑,4. 胆固醇在体内可转化为 A. CO2 + H2O B. 胆汁酸 C. 雌二醇 D. 谷固醇 E. 1,25-(OH)2-维生素D3,5. 在人体中，以乙酰CoA为原料合成的有 A. 软脂酸 B. 十八碳二烯酸 C. 酮体 D. 胆固醇 E. 丙酮酸,6. 下列关于脂肪酸氧化的叙述正确的有 A. 脂肪酸彻底氧化的产物是乙酰CoA B. 脂肪酸-氧化的部位是在线粒体 C. 脂肪酸-氧化时的受氢为FAD 和NADP+ D. 1分子脂肪酸氧化需要消耗1个高能磷酸键 E. 脂肪酸氧化的限速酶是CPS-I,7. 酮体和胆固醇生物合成均需要 A. 乙酰CoA B. NADPH + H+ C. HMG-CoA合成酶 D. HMG-CoA裂解酶 E. HMG-CoA还原酶,8. 血脂成分主要包括 A. 甘油三酯 B. 磷脂 C. 胆固醇 D. 胆固醇酯 E. 酮体,9. 脂肪酸-氧化需要 A. CoA B. NAD+ C. FAD D. NADP+ E. H2O,10. 脂肪酸-氧化与脂肪酸合成的区别有 A. 前者发生在线粒体，后者发生在胞液 B. 前者为产能过程，后者为耗能过程 C. 后者有ACP的参与，前者没有 D. 后者有CO2和生物素的参与，前者没有 E. 前者需要NAD+，后者需要FADH2,答 案,单 选 题,1. B 肝细胞可以葡萄糖及脂肪酸为原料合成甘油三酯，然后加上磷脂、胆固醇以及apoB100、E等载脂蛋白即可形成VLDL。 2. E -羟基-甲基戊二酸单酰CoA（HMG-CoA）是合成乙酰乙酸的直接前体。,3. B 因为-羟脂酰CoA在-羟脂酰CoA脱氢酶催化下生成-酮脂酰CoA，而NAD+是-羟脂酰CoA脱氢酶的辅助因子；-酮脂酰CoA的硫解过程中需要CoA-SH的参与；脂酰CoA在脂酰CoA脱氢酶的催化下生成反2-烯酰CoA的反应中，FAD是脂酰CoA脱氢酶的辅助因子；长链脂肪酸在胞液中活化，而催化脂肪酸氧化的酶系却存在于线粒体基质中，长链脂酰CoA不能直接透过线粒体内膜，需要与肉碱结合，才能通过线粒体内膜，进入线粒体基质。只有NADP+不是脂肪酸-氧化过程中所需的。,4. A 柠檬酸、异柠檬酸可使乙酰CoA羧化酶发生变构，使无活性的原聚体聚合成有活性的多聚体。 5. B 脂肪酸-氧化的反应是脱氢、加水、再脱氢（羟基氧化）和硫解，故没有脱水反应。,6. B 因为球蛋白与白蛋白是血浆中的两大类蛋白，其主要功能不同，白蛋白主要与血浆运输功能有关，球蛋白主要与血浆免疫功能有关，所以在血中运输脂酸的是白蛋白。另外VLDL是运输内源性甘油三酯的主要形式，CM是运输外源性甘油三酯及胆固醇的主要形式，HDL是逆向运输胆固醇的主要形式。,7. E 只有脂肪酸合成在胞液内进行；三羧酸循环在线粒体中进行；氧化磷酸化由线粒体内膜中的呼吸链完成的；丙酮酸酸羧化在线粒体中进行；脂肪酸在胞液中活化成脂酰CoA，再转运进线粒体基质进行-氧化。 8. C 酮体包括乙酰乙酸，-羟丁酸和丙酮。,9. B 因为卵磷脂就是磷脂酰胆碱。而脑磷脂和心磷脂分别为磷脂酰乙醇胺和二磷脂酰甘油。 10. E 胆固醇的合成发生在胞液；机体几乎所有细胞均可合成胆固醇；胆固醇合成除以乙酰CoA为原料外，还需要NADPH 及ATP供给合成反应所需的氢及能量；胰岛素可促进胆固醇的合成。 11. C 胆固醇不能转化为甲状腺素。,12. C VLDL、LDL和HDL分别相当于前-脂蛋白、-脂蛋白和-脂蛋白。 13. E 血浆脂蛋白中，HDL蛋白含量最高（50%），CM的蛋白含量最低（2%）。 14. B 脂蛋白按密度由低至高分别为CM、VLDL、IDL、LDL和HDL。,15. D 3-磷酸甘油和2分子脂酰CoA反应生成磷脂酸。磷脂酸在磷脂酸磷酸酶催化下再水解生成磷酸和甘油二酯，后者与另一分子脂酰CoA反应生成甘油三酯。 16. B LDL的主要生理功能是运输内源性胆固醇。,17. C 因为合成丙二酸单酰CoA的是脂酸合成的限速过程。另外乙酰CoA是脂肪酸合成的原料，人体内脂肪酸生物合成可以直接生成十六个碳原子的软脂酸，脂肪酸生物合成主要部位在线粒体外的胞液中，利用NADPH + H+为供氢体。 18. D 因为只有作用于磷脂酰肌醇4,5-二磷酸第3位磷酸酯键的磷脂酶C水解才能得到甘油二酯和1,4,5-三磷酸肌醇。,19. E 天冬氨酸可直接由草酰乙酸通过转氨基反应生成；草酰乙酸在磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶催化下可直接转变为磷酸烯醇式丙酮酸；草酰乙酸加氢可直接还原成苹果酸；草酰乙酸与乙酰CoA在柠檬酸合成酶催化下可直接缩合为柠檬酸。只有乙酰乙酸不能直接由草酰乙酸直接生成。 20. C HMG-CoA在HMG-CoA裂解酶作用下生成乙酰乙酰（酮体），但在HMG-CoA还原酶作用下生成甲羟戊酸（MVA），后者进一步生成胆固醇。,21. A 酮体的利用主要在肝外组织（如肌肉、大脑）；乳糜微粒的合成主要在小肠；脂肪动员主要发生在脂肪组织；鞘磷脂的合成则主要在神经系统； 甘油三酯的合成发生在肝脏和脂肪肪组织，但以肝脏为主。 22. E 琥珀酰CoA转硫酶是酮体利用时活化乙酰乙酸生成乙酰乙酰CoA的酶，它不是参与脂肪酸-氧化的酶。,23. A 脂肪酸-氧化循环过程中有加水反应（即消耗水），但不产生水。 24. A 脂肪酸-氧化仅在线粒体中进行，但脂酰CoA需肉碱转运进入线粒体。 25. A 脂肪酸在细胞中氧化降解从脂酰CoA开始，经过四步反应，脂酰基断裂生成一分子比原来少两个碳原子的脂酰CoA及一分子乙酰CoA。,26. D 肉碱参与肉碱脂酰转移酶催化的转酰基反应。 27. A 脂类是细胞内能量物质之一。 28. A 乙酰CoA是体内合成胆固醇的主要原料。 29. A 乙酰CoA羧化形成丙二酸单酰CoA，后者是长链脂肪酸合成的第一个中间产物。,30. C 乙酰CoA羧化形成丙二酸单酰CoA，后者是长链脂肪酸合成的第一个中间产物。 31. B 胆固醇合成起始时，首先由2分子乙酰CoA在硫解酶催化下生成乙酰乙酰CoA。 32. B 极低密度脂蛋白（VLDL）的主要生理功能是运输内源性甘油三酯。,33. A 乳糜微粒（CM）的主要生理功能是运输外源性甘油三酯和胆固醇。 34. C 低密度脂蛋白（LDL）的主要生理功能是运输内源性胆固醇。 35. D 高密度脂蛋白（HDL）的主要生理功能是参与胆固醇的逆向转运，即将外周组织多余的胆固醇运回肝脏代谢。,36. D 甘油分解时，磷酸甘油可脱氢（氧化）生成磷酸二羟丙酮；糖分解时，1,6-二磷酸果糖在醛缩酶作用下生成磷酸二羟丙酮。 37. A HMG-CoA在HMG-CoA裂解酶作用下生成乙酰乙酸（酮体）。HMG-CoA在HMG-CoA还原酶作用下生成甲羟戊酸（MVA），进一步合成胆固醇。,38. E 脂肪酸的中间产物均连接有CoA，因此排除B和D；而HMG-CoA是合成酮体和胆固醇的中间产物不出现在-氧化中；琥珀酰CoA是三羧酸循环的中间产物同样不出现在-氧化中。 39. B 酮体包括乙酰乙酸、-羟丁酸和丙酮。,40. E 中、短链脂肪酸吸收后可直接进入毛细血管，而其它脂类消化产物则需要主动转运或协同转运方式才能进入血液循环。 41. A 乙酰CoA羧化酶催化乙酰CoA活化为丙二酸单酰CoA，是脂肪酸合成的起始反应，为不可逆反应，因此该酶是合成脂肪酸的关键酶。,42. B 乙酰CoA羧化酶是脂肪酸合成的关键酶；HMG-CoA还原酶是合成胆固醇的关键酶；HMG-CoA合成酶参与酮体和胆固醇合成，HMG-CoA裂解酶是酮体合成的特有酶；乙酰乙酰硫激酶是酮体利用时需要的酶。 43. C 解释同42题,44. D 乙酰CoA羧化酶是脂肪酸合成的关键酶；HMG-CoA还原酶是合成胆固醇的关键酶；HMG-CoA合成酶参与酮体和胆固醇合成，HMG-CoA裂解酶是酮体合成的特有酶；乙酰乙酰硫激酶是酮体利用时需要的酶。 45. C 琥珀酰CoA转硫酶催化乙酰乙酸活化为乙酰乙酰CoA，后者进而被硫解为乙酰CoA而被肝外组织利用，因此该酶是参与酮体利用的酶。,46. E 花生四烯酸，即20碳四烯酸是前列腺素（PG）、血栓噁烷（TX）及白三烯（LT）在体内合成的前体。,多 选 题,1. B、C、D、E 在所列的调节脂肪动员的激素中，只有胰岛素为抗脂解激素，其余的均可促进 HSL活性，因而为脂解激素。 2. A、B、C 肝脏是合成脂肪的主要器官，但不贮存脂肪；小肠合成脂肪主要以甘油一酯途径，因此D和E不正确。,3. B、C、D、E 酮体在肝脏合成，但肝脏不能利用酮体，而主要由肝外组织利用。 4. B、C、D 胆固醇在肝脏可转化为胆汁酸；在皮肤可转变为7-脱氢胆固醇，后者经紫外线照射可转变为维生素D3的前体；胆固醇还可在性腺及肾上腺转化为类固醇激素（包括雌二醇）。但胆固醇不能转化为植物固醇，也不能彻底分解为CO2和H2O。,5. A、C、D 在人体中，软脂酸、酮体和胆固醇均以乙酰CoA为原料合成，但人体不能合成多不饱和脂肪酸（如十八碳二烯酸），需要食物提供；丙酮酸可在线粒体内氧化为乙酰CoA，但反应不可逆，即乙酰CoA不能生成丙酮酸。 6. B、E 脂肪酸彻底氧化的产物是CO2和H2O；-氧化时的受氢体为FAD 和NAD+（而非NADP+）；1分子脂肪酸氧化需要消耗2个高能磷酸键，故A、C、D均不正确。,7. A、B、C 酮体和胆固醇的合成具有很多相似点，包括合成原料为乙酰CoA，需要NADPH+H+提供还原当量，同时需要HMG-CoA合成酶，而HMG-CoA裂解酶和HMG-CoA还原酶分别只参与酮体合成和胆固醇合成。 8. A、B、C、D 血浆脂质主要包括甘油三酯、磷脂、胆固醇及酯；酮体虽然在血中运输，但酮体是可溶性分子，不属于脂类。,9. A、B、C、E 脂肪酸进行-氧化前首先需要CoA进行活化；-氧化反应中两个脱氢反应分别需要FAD和NAD+，（而不需要NADP+），另外有一个加水（水化）反应需要H2O参与，故不选D。 10. A、B、C、D 脂肪酸-氧化有两种受氢体，包括FAD和NAD+，而脂肪酸合成则需要供氢体，主要由NADPH+ H+ 提供，故E不正确。,科学家的故事,1904年，德国生化学家Franz Knoop用不能被机体分解的苯基标记脂肪酸的甲基，以此喂食犬和兔并观察其代谢产物后发现，如喂食苯基标记的偶数碳原子脂肪酸例如C6H5 CH2(CH2)2nCOO-，则主要代谢产物是苯乙酸(C6H5CH2COO-)。苯乙酸以其甘氨酸结合物苯乙尿酸(C6H5CH2CONHCH2COO-)从尿中排出。如喂食苯基标记的奇数碳原子脂肪酸例如C6H5CH2(CH2)nCOO-，则主要代谢产物是苯甲酸(C6H5COO-)，苯甲酸以其甘氨酸结合物马尿酸(C6H5CONHCH2 COO-)从尿中排出。（见下图.苯基标记的脂肪酸氧化产物）,Georg Franz Knoop (1875-1946),脂肪酸的-氧化的发现,苯基标记的脂肪酸氧化产物,据此，Knoop 提出脂肪酸在体内的氧化分解是从羧基端-碳原子开始，每次氧化降解生成一分子乙酸和一个少了2个碳的脂肪酸，即“-氧化学说”。这是同位素示踪技术未建立前颇有创造性的实验。以后用酶学及同位素标记等技术证明，他的设想是正确的。50年代脂肪酸-氧化的全过程被阐明。 此外，Knoop 还研究了氨基酸在体内的转换并确定了精氨酸在合成肌酸中的作用。他还与A. Windaus 一起从含氨的葡萄糖溶液中合成了甲基咪唑，并确定了组氨酸的结构。,Adolf Otto Reinhold Windaus (1876-1959) Laureate of The Nobel Prize in Chemistry, 1928,苯基标记的脂肪酸氧化产物,Joseph L. Goldstein 和 Michael S. Brown 因在LDL受体及胆固醇代谢调节研究上的突出贡献，被授予1985年度诺贝尔生理与医学奖。 Goldstein 1940年4月18日生于美国南卡罗来那州，是家中唯一的儿子，家里经营一家服装店。在当地完成小学和中学后，于1962年在弗吉尼亚州的Washington and Lee University获得化学专业本科学位，1966年在Southwestern Medical School of the University of Texas Heal