脂质代谢课件[共108页]

1、1 第第 七七 章章 脂 质 代 谢 Metabolism of Lipids 教师：马利伟教师：马利伟 2 3 学习学习“物质代谢物质代谢”的关键点的关键点 基本反应途径基本反应途径 关键步骤、关键酶关键步骤、关键酶 反应部位（组织、细胞定位）反应部位（组织、细胞定位） 代谢调节（关键酶的调节）代谢调节（关键酶的调节） 能量的变化能量的变化 重要生理功能和意义重要生理功能和意义 各类物质代谢途径的相互联系和调节各类物质代谢途径的相互联系和调节 代谢异常与疾病的关系代谢异常与疾病的关系 4 4 本章重要概念本章重要概念 必需脂肪酸必需脂肪酸 essential fatty acid 脂肪动员脂

2、肪动员 fat mobilization 脂肪酸的脂肪酸的 -氧化氧化 oxidation of fatty acid 酮体酮体 ketone body 柠檬酸柠檬酸-丙酮酸循环丙酮酸循环 citrate pyruvate cycle 血浆脂蛋白血浆脂蛋白 plasma lipoprotein 载脂蛋白载脂蛋白 apolipoprotein 5 5 本章重点内容本章重点内容 脂肪动员：脂肪动员：限速酶限速酶 脂酸的脂酸的 -氧化：氧化：氧化部位、限速酶、生成氧化部位、限速酶、生成ATP数；数； 酮体：酮体：组成成分、酮体生成的限速酶、生成部位、意义；组成成分、酮体生成的限速酶、生成部位、意义；

3、 脂酸的合成：脂酸的合成：合成部位、原料、限速酶；合成部位、原料、限速酶； 甘油磷脂代谢：甘油磷脂代谢：种类、合成途径；种类、合成途径； 胆固醇代谢：胆固醇代谢：合成部位、原料、限速酶、转化；合成部位、原料、限速酶、转化； 血浆脂蛋白：血浆脂蛋白：分类、代谢。分类、代谢。 6 u 脂质的种类脂质的种类 脂肪脂肪 fat 脂质脂质lipid 类脂类脂 lipoid (不溶于水、易溶不溶于水、易溶 于有机溶剂于有机溶剂) triglyceride, TG 磷脂，糖脂，磷脂，糖脂， 胆固醇，胆固醇酯胆固醇，胆固醇酯 （甘油三酯）（甘油三酯） 7 甘油三酯甘油三酯 CH2 CH CH2 OH OH O

4、H 甘油甘油 CH2 CH CH2 O O O C O (CH 2)m CH3 C O (CH 2)k CH3 C O (CH 2)n CH3 glycerol triglyceride 8 u 脂肪酸脂肪酸 fatty acid 通常含偶数碳原子通常含偶数碳原子 12 24 碳碳 16碳和碳和18碳脂肪酸含量最多碳脂肪酸含量最多 碳原子计数：碳原子计数： 双键位置：双键位置： H2H2 CH3-C C -(CH2)n- COO- H H -3双键 CH3-(CH2)n-COOH 9顺：碳原子顺：碳原子9和和10 之间有一个顺式双键之间有一个顺式双键 CH3-(CH2)n-CH2-CH2-CO

5、O- 312 9 Eicosapentaenoic acid (EPA) 20:5 (5, 8, 11, 14, 17) omega-3 fatty acid 二十碳五烯酸二十碳五烯酸 10 硬脂酸（硬脂酸（18C） 软脂酸（软脂酸（16C） 油酸油酸 （18:1） 亚油酸（亚油酸（18:2） 必需脂肪酸（必需脂肪酸（essential fatty acid）： 人体必需但自身不能合成或合成不足，必须依赖人体必需但自身不能合成或合成不足，必须依赖 食物供给的脂肪酸。食物供给的脂肪酸。 亚油酸亚油酸 CH3(CH2) 4(CH=CHCH2)2(CH2)6COOH (18:2) 亚麻酸亚麻酸 CH

6、3CH2 (CH=CHCH2)3(CH2)6COOH (18:3) 花生四烯酸花生四烯酸 CH3(CH2) 4(CH=CHCH2)4(CH2)2COOH (20:4) 11 中国膳食金字塔中国膳食金字塔 12 反式脂肪酸反式脂肪酸 植物油加氢可使其固化，但可产生植物油加氢可使其固化，但可产生 反式脂肪酸。反式脂肪酸。 为增加货架期和产品稳定性而添加氢化油的产品中都为增加货架期和产品稳定性而添加氢化油的产品中都 可以发现反式脂肪酸。包括薄脆饼干、焙烤食品、谷可以发现反式脂肪酸。包括薄脆饼干、焙烤食品、谷 类食品、面包、炸薯条、人造黄油等。类食品、面包、炸薯条、人造黄油等。 从上世纪从上世纪808

7、0年代末开始，人们逐渐认识到氢化植物油对年代末开始，人们逐渐认识到氢化植物油对 健康的危害实际上比动物脂肪还要大，其所含的反式脂肪健康的危害实际上比动物脂肪还要大，其所含的反式脂肪 酸可增加酸可增加心血管疾病心血管疾病的风险。的风险。 Trans fatty acids 13 Trans Fatty Acids in Some Typical Fast Foods and Snacks 14 u Physiological Roles of Lipids u Digestion and Absorption of Lipids u Metabolism of Triacylglyceroles

8、 （） u Metabolism of Phospholipids （） u Metabolism of Cholesterol （） u Plasma Lipid and Plasma Lipoprotein Chapter 8 Metabolism of Lipids 15 第一节第一节 脂质的生理功用脂质的生理功用 Physiological Roles of Lipids 一、储能、保温（脂肪）一、储能、保温（脂肪） 38kJ/g （糖：（糖：17kJ/g；蛋白质：；蛋白质： 17kJ/g） 疏水性，利于储存疏水性，利于储存 每天氧化每天氧化1-1.5g脂肪，脂肪， 维持体温和最低代谢

9、维持体温和最低代谢 北极熊冬眠：北极熊冬眠： 16 二、机体的重要结构成分二、机体的重要结构成分 生物膜的重要成分：生物膜的重要成分： 磷脂、胆固醇磷脂、胆固醇 脂肪组织的主要成分脂肪组织的主要成分 脂肪脂肪 三、参与信息传递及代谢调节三、参与信息传递及代谢调节 类固醇激素（肾上腺皮质激素、性激素）类固醇激素（肾上腺皮质激素、性激素）（胆固醇）（胆固醇） 维生素维生素D3（胆固醇）（胆固醇） 胆汁酸胆汁酸 （胆固醇）（胆固醇） 前列腺素、血栓素、白三烯前列腺素、血栓素、白三烯（花生四烯酸）（花生四烯酸） 17 第二节第二节 脂质的消化和吸收脂质的消化和吸收 一、消化（小肠上段）一、消化（小肠上

10、段） 胆汁酸盐胆汁酸盐将脂类乳化成细小的微团，有利于将脂类乳化成细小的微团，有利于脂肪酶脂肪酶消化消化 甘油三酯甘油三酯2H2O 胰脂肪酶胰脂肪酶 2甘油一酯甘油一酯2脂肪酸脂肪酸 磷脂磷脂 磷脂酶磷脂酶 溶血磷脂脂肪酸溶血磷脂脂肪酸 胆固醇酯胆固醇酯 H2O 胆固醇酯酶胆固醇酯酶 胆固醇脂肪酸胆固醇脂肪酸 胆汁酸盐胆汁酸盐 18 二、吸收（十二指肠下段、空肠上段）二、吸收（十二指肠下段、空肠上段） 含中链（含中链（610C）、短链（）、短链（24C）脂肪酸的甘油三酯）脂肪酸的甘油三酯 胆汁酸盐乳化胆汁酸盐乳化 吸收入肠粘膜细胞吸收入肠粘膜细胞 脂肪酶（粘膜细胞内）脂肪酶（粘膜细胞内） 脂肪酸

11、、甘油脂肪酸、甘油 通过通过门静脉门静脉进入进入血循环血循环 19 含长链脂肪酸（含长链脂肪酸（12C26C）的甘油三酯）的甘油三酯 2甘油一酯甘油一酯 脂酰脂酰CoA转移酶转移酶 （肠粘膜细胞）（肠粘膜细胞） 甘油三酯甘油三酯 磷脂、胆固醇、载脂蛋白磷脂、胆固醇、载脂蛋白 乳糜微粒（乳糜微粒（chylomicron，CM) 经淋巴管入血循环经淋巴管入血循环 长链脂肪酸长链脂肪酸 消化道脂肪酶消化道脂肪酶 甘甘 油油 一一 酯酯 合合 成成 途途 径径 20 食物中脂肪的消化、吸收及利用食物中脂肪的消化、吸收及利用 21 第三节第三节 甘油三酯代谢甘油三酯代谢 分解代谢分解代谢 合成代谢合成代

12、谢 Metabolism of Triglyceride CH2 CH CH2 O O O C O (CH 2)m CH3 C O (CH 2)k CH3 C O (CH 2)n CH3 22 脂肪动员脂肪动员 fat mobilization 储存在脂肪细胞中的脂肪，被脂肪酶逐步水解为储存在脂肪细胞中的脂肪，被脂肪酶逐步水解为游离脂肪游离脂肪 酸酸及及甘油甘油并释放入血并释放入血, 以供其它组织氧化利用的过程。以供其它组织氧化利用的过程。 甘油甘油 三酯三酯 甘油甘油 二酯二酯 甘油甘油 一酯一酯 甘油甘油 甘油三酯甘油三酯 脂肪酶脂肪酶 甘油二酯甘油二酯 脂肪酶脂肪酶 甘油一酯甘油一酯 脂

13、肪酶脂肪酶 游离脂肪酸游离脂肪酸游离脂肪酸游离脂肪酸游离脂肪酸游离脂肪酸 一、甘油三酯的分解代谢一、甘油三酯的分解代谢 Catabolism of Triglyceride 23 限速酶：限速酶：甘油三酯脂肪酶甘油三酯脂肪酶又叫又叫激素敏感性脂肪酶激素敏感性脂肪酶 脂解激素：促进其活性脂解激素：促进其活性 （肾上腺素、胰高血糖素）（肾上腺素、胰高血糖素） 抗脂解激素：抑制其活性抗脂解激素：抑制其活性 （胰岛素、前列腺素）胰岛素、前列腺素） 甘油甘油 三酯三酯 甘油甘油 二酯二酯 甘油甘油 一酯一酯 甘油甘油 甘油三酯甘油三酯 脂肪酶脂肪酶 甘油二酯甘油二酯 脂肪酶脂肪酶 甘油一酯甘油一酯 脂肪

14、酶脂肪酶 游离脂肪酸游离脂肪酸游离脂肪酸游离脂肪酸游离脂肪酸游离脂肪酸 hormone-sensitive lipase 24 肾上腺素肾上腺素 胰高血糖素胰高血糖素 腺苷酸环化酶腺苷酸环化酶 受体受体 脂肪细胞膜脂肪细胞膜 蛋白激酶蛋白激酶 （无活性）（无活性） 蛋白激酶蛋白激酶 （有活性）（有活性） 甘油三酯脂肪酶甘油三酯脂肪酶 甘油三酯脂肪酶甘油三酯脂肪酶 （无活性）（无活性）（有活性）（有活性） 甘油二酯甘油二酯 甘油三酯甘油三酯 甘油甘油 游离脂酸游离脂酸 其它脂肪酶其它脂肪酶 Mobilization of fats Have a rest 1 25 二、脂肪酸的氧化二、脂肪酸的氧

15、化 脂肪酸脂肪酸能充分氧化分解成能充分氧化分解成CO2及及H2O，并释放能，并释放能 量，是哺乳动物的主要能源物质。大多数组织量，是哺乳动物的主要能源物质。大多数组织 （脑除外）均能氧化脂肪酸，（脑除外）均能氧化脂肪酸，肝、心肌、骨骼肌肝、心肌、骨骼肌 氧化能力最强。氧化能力最强。 脂肪酸的氧化方式脂肪酸的氧化方式氧化氧化 Oxidation of Fatty Acids oxidation 26 CH3-(CH2)n-CH2-CH2-COOH 312 CH3-(CH2)n-2-CH2-CH2-COOH oxidation 27 证明脂肪酸证明脂肪酸氧化的实验氧化的实验 1904, Franz

16、 Knoop COOH 喂犬喂犬 奇数碳奇数碳 偶数碳偶数碳 苯甲酸苯甲酸苯乙酸苯乙酸 （苯脂酸）（苯脂酸） 苯乙酸苯乙酸 苯甲酸苯甲酸 检测尿液中检测尿液中 的代谢产物的代谢产物 28 推测（假设）：推测（假设）： 脂肪酸氧化分解从脂肪酸氧化分解从碳原子开始碳原子开始 每氧化一次脱去两个碳原子每氧化一次脱去两个碳原子 脂肪酸链的脂肪酸链的碳原子氧化为羧基碳原子氧化为羧基 -(CH2)n-CH2-CH2-COOH 312 -(CH2)n-2-CH2-CH2-COOH 29 活化：脂肪酸活化为脂酰活化：脂肪酸活化为脂酰-CoA 转移：脂酰转移：脂酰-CoA转移至线粒体内转移至线粒体内 氧化氧化：

17、生成乙酰：生成乙酰CoA 三羧酸循环：乙酰三羧酸循环：乙酰CoA彻底氧化彻底氧化 脂肪酸的脂肪酸的分解分解 （一）脂肪酸活化为脂酰（一）脂肪酸活化为脂酰CoA （线粒体外）（线粒体外） RCOOH + HSRCOOH + HSCoA + CoA + ATPATPRCORCO SCoA + AMP + PPiSCoA + AMP + PPi MgMg2+ 2+ 脂酰脂酰CoACoA合成酶合成酶 脂肪酸脂肪酸 脂酰脂酰CoA acyl-CoA synthetase 30 RCOOH + HSRCOOH + HSCoA + CoA + ATPATPRCORCO SCoA + AMP + PPiSCo

18、A + AMP + PPi MgMg2+ 2+ 脂酰脂酰CoACoA合成酶合成酶 脂肪酸脂肪酸脂酰脂酰CoA acyl-CoA synthetase 2Pi 线粒体外线粒体外 单向反应单向反应 消耗消耗2个高能磷酸键个高能磷酸键 31 肉碱：肉碱：-羟羟-三甲基氨基丁酸三甲基氨基丁酸 carnitine CH3 | CH3-N+-CH2-CH-CH2-COOH | | CH3 OH （二）（二） 脂酰脂酰CoA进入线粒体进入线粒体（脂肪酸氧化的限速步骤（脂肪酸氧化的限速步骤） 脂酰脂酰CoA (C14)转运依赖转运依赖 ： （1）肉碱）肉碱 （2） 肉碱脂酰转移酶肉碱脂酰转移酶I（线粒体内膜外

19、侧）（线粒体内膜外侧） （3） 转位酶转位酶 （4）肉碱脂酰转移酶）肉碱脂酰转移酶II（线粒体内膜内侧）（线粒体内膜内侧） L-carnitine and weight loss? 32 线粒体外线粒体外线粒体内膜线粒体内膜线粒体内线粒体内 脂肪酸脂肪酸 脂酰脂酰SCoA CoASH 肉碱肉碱 脂酰脂酰 肉碱肉碱 脂酰脂酰SCoA CoASH 酶酶I 酶酶II 肉碱脂酰转移酶肉碱脂酰转移酶I(限速酶限速酶) 肉碱脂酰转移酶肉碱脂酰转移酶II 脂酰脂酰CoA + 肉碱肉碱 CoASH + 脂酰肉碱脂酰肉碱 活化活化 转位转位 酶酶 酶酶 II 酶酶 I 33 脂酰脂酰-CoA进入线粒体进入线粒体

20、 34 （三）饱和脂肪酸的（三）饱和脂肪酸的-氧化氧化 脂酰脂酰CoA进入线粒体基质后，从脂酰基的进入线粒体基质后，从脂酰基的碳原子开始，经过碳原子开始，经过 脱氢、加水、再脱氢脱氢、加水、再脱氢及及硫解硫解 4步连续反应，脂酰基断裂产生步连续反应，脂酰基断裂产生1 分子乙酰分子乙酰CoA和和1分子比原来少两个碳原子的脂酰分子比原来少两个碳原子的脂酰CoA。（ 碳被氧化为酰基碳被氧化为酰基) (1)脱氢脱氢 脂酰脂酰CoA脱氢酶脱氢酶 (2)加水加水 烯酰烯酰CoA水合酶水合酶 (3)再脱氢再脱氢 -羟脂酰羟脂酰CoA脱氢酶脱氢酶 (4)硫解硫解 -酮脂酰酮脂酰CoA硫解酶硫解酶 脂酰脂酰Co

21、A(少少2C） 氧化氧化 乙酰乙酰CoA TCA cycle 酮体酮体 35 RCH2-CH-CH2-CO SCoA | OH 线粒体基质线粒体基质 RCH2-CH2-CH2-CO SCoA RCH2CH=CH-CO SCoA 脂酰脂酰 CoA 脱氢酶脱氢酶 FAD FADH2 RCH2-C-CH2-COSCoA | O -羟脂酰羟脂酰 CoA脱氢酶脱氢酶 NAD+NADH + H+ H2O烯酰烯酰CoA 水合酶水合酶 -酮脂酰酮脂酰CoA 硫解酶硫解酶 CoASH RCH2-CO SCoA + CH3-CO SCoA 继续继续氧化氧化 脂酰脂酰CoA ， -烯脂酰烯脂酰CoA -羟脂酰羟脂酰

22、 CoA-酮脂酰酮脂酰 CoA 脂酰脂酰CoA(少少2C)乙酰乙酰CoA 36 脂肪酸的脂肪酸的氧化氧化 37 软脂酸氧化的能量生成软脂酸氧化的能量生成 活化：活化： -2 ATP 8乙酰乙酰CoA： 10 8 = 80 ATP 106 ATP 7 7次次氧化氧化 7分子分子FADH2 1.5 7 = 10.5 ATP 7分子分子NADH+H+ 2.57 = 17.5 ATP 硬脂酸（硬脂酸（18C）彻底氧化的能量计算？）彻底氧化的能量计算？ 38 NADH+H+ （2.53ATP） FADH2 （1.5ATP） 1GTP （1ATP） 10ATP TCA Cycle 39 氧化全过程分氧化全

23、过程分4个阶段（个阶段（活化、转移、活化、转移、 -氧化、氧化、 乙酰乙酰CoA经经TCA 循环氧化循环氧化），终产物是），终产物是CO2、 H2O、ATP 氧化反复进行，其产物是氧化反复进行，其产物是乙酰乙酰CoA和和ATP 转移阶段转移阶段为限速步骤，为限速步骤，肉碱脂酰转移酶肉碱脂酰转移酶I为为 限速酶。限速酶。 脂肪酸脂肪酸 氧化小结（偶数氧化小结（偶数C） 40 Stages of fatty acid oxidation Stage 1: A long-chain fatty acid is oxidized to yield acetyl residues in the form

24、 of acetyl- CoA. This process is called oxidation. Stage 2: The acetyl groups are oxidized to CO2 via the citric acid cycle. Stage 3: Electrons derived from the oxidations of stages 1 and 2 p a s s t o O 2 v i a t h e mitochondrial respiratory chain, providing the energy for ATP s y n t h e s i s b

25、y o x i d a t i v e phosphorylation. 41 脂肪酸的其他氧化方式脂肪酸的其他氧化方式（自学）（自学） 不饱和脂肪酸的氧化不饱和脂肪酸的氧化 构型转变（顺式变反式）构型转变（顺式变反式） 奇数碳原子脂肪酸的氧化奇数碳原子脂肪酸的氧化 丙酰丙酰CoA 琥珀酰琥珀酰CoA TCA 过氧化酶体的过氧化酶体的 氧化氧化 极长链脂肪酸（极长链脂肪酸（22C）短链脂肪酸短链脂肪酸 42 三、酮体的生成和利用三、酮体的生成和利用 酮体：是脂肪酸在肝内分解氧化时的正常中间产物酮体：是脂肪酸在肝内分解氧化时的正常中间产物 肝内合成，肝外利用肝内合成，肝外利用 乙酰乙酸乙酰乙酸C

26、H3-C-CH2-COOH 30 % | O -羟丁酸羟丁酸 CH3-CH-CH2-COOH 70 % | OH 丙酮丙酮 CH3-C-CH3 少量少量 | O ketone body acetoacetate -hydroxybutyrate acetone 43 （一）酮体的生成（一）酮体的生成（肝线粒体）（肝线粒体） CH3-CO-CH2-CO SCoA 乙酰乙酰乙酰乙酰 CoA硫解酶硫解酶 CoASH 2 CH3-CO SCoA CH3-CO SCoAHMG-CoA 合酶合酶 CoASH HOOC-CH2-C-CH3 | O CH3 | HOOC-CH2-C- CH2-CO SCoA

27、| OH HMG-CoA 裂解酶裂解酶 CH3-CO SCoA HOOC-CH2-CH-CH3 | OH CH3-C-CH3 | O -羟丁羟丁 酸脱氢酶酸脱氢酶 NADH +H+ NAD+ CO2 HMG-CoA合酶：限速酶合酶：限速酶 乙酰乙酸乙酰乙酸 羟甲基戊二酰羟甲基戊二酰CoA -羟丁酸羟丁酸丙酮丙酮 44 乙酰乙酰乙酰乙酰CoA 乙酰乙酰乙酰乙酰CoA硫解酶硫解酶 CoASH 2乙酰乙酰CoA TCA cycle 乙酰乙酰硫激酶乙酰乙酰硫激酶 乙酰乙酸乙酰乙酸乙酰乙酰乙酰乙酰CoA 2乙酰乙酰CoA 硫解酶硫解酶 （二）酮体的利用（二）酮体的利用 肝外组织：心肌、骨骼肌、大脑等肝外

28、组织：心肌、骨骼肌、大脑等 乙酰乙酸乙酰乙酸 琥珀酰琥珀酰CoA转硫酶转硫酶 琥珀酰琥珀酰CoA + 乙酰乙酰乙酰乙酰CoA 琥珀酸琥珀酸 45 -羟丁酸羟丁酸 -羟丁酸脱氢酶羟丁酸脱氢酶 乙酰乙酸乙酰乙酸 乙酰乙酰乙酰乙酰CoA 丙酮丙酮丙酮酸或乳酸丙酮酸或乳酸 糖异生糖异生 （脂酸的碳原子转变成糖的一个途径）（脂酸的碳原子转变成糖的一个途径） 葡萄糖葡萄糖 乙酰乙酰CoA 随呼吸或随呼吸或 尿液排出尿液排出 46 -羟丁酸羟丁酸 -羟丁酸脱氢酶羟丁酸脱氢酶 乙酰乙酸乙酰乙酸 琥珀酰琥珀酰CoA转硫酶转硫酶 乙酰乙酰硫激酶乙酰乙酰硫激酶 乙酰乙酰乙酰乙酰CoA 乙酰乙酰乙酰乙酰CoA硫解酶硫

29、解酶 乙酰乙酰CoA 47 （三）酮体生成的意义（三）酮体生成的意义 能源物质：能源物质：肝外组织，肝外组织，尤其是尤其是脑、肌肉；脑、肌肉； 脑组织脑组织不能氧化脂肪酸，可利用酮体；不能氧化脂肪酸，可利用酮体； 长期饥饿，糖供应不足时，酮体是长期饥饿，糖供应不足时，酮体是脑脑和和 肌肉肌肉的主要能源物质。的主要能源物质。 正常血酮：正常血酮：利用（饥饿、高脂低糖膳食、利用（饥饿、高脂低糖膳食、糖尿病糖尿病） 血酮升高血酮升高 酮症酸中毒、酮尿酮症酸中毒、酮尿 48 Ketone body formation and export from the liver 49 脂肪脂肪 动员动员 FFA

30、 甘油甘油 清蛋白清蛋白 运至全身运至全身 甘油激酶（肝、肾、肠）甘油激酶（肝、肾、肠） 3磷酸甘油磷酸甘油 3-磷酸甘油脱氢酶磷酸甘油脱氢酶 磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮 糖酵解糖酵解 糖异生糖异生 CHCH2 2-OH-OH | | CH-OHCH-OH | | CHCH2 2-O- -O- P P CHCH2 2-OH-OH | | C =O C =O | | CHCH2 2-O- -O- P P 四、甘油代谢四、甘油代谢 Glycerol Metabolism NADH+H+ 50 糖酵解糖酵解糖异生糖异生 Have a rest 2 51 五、脂肪酸的合成五、脂肪酸的合成 Fatty A

31、cid Synthesis 问题：问题： 脂肪酸的分解脂肪酸的分解脂肪酸的合成脂肪酸的合成 ？ 不同的亚细胞定位不同的亚细胞定位 不同的酶催化不同的酶催化 不同的途径不同的途径 52 部位：部位：细胞质细胞质（肝肝, 脑脑, 肺肺, 乳腺乳腺, 脂肪组织）脂肪组织） 原料原料: CH3CO SCoA（主要来自糖氧化分解）（主要来自糖氧化分解） 柠檬酸柠檬酸-丙酮酸循环丙酮酸循环 （一）乙酰（一）乙酰CoA运出线粒体运出线粒体 Citrate pyruvate cycle 53 NAD+ NADH + H+ CH3COSCoA CoASH 柠檬酸柠檬酸 草酰乙酸草酰乙酸 丙酮酸丙酮酸丙酮酸丙酮酸

32、 草酰乙酸草酰乙酸 柠檬酸柠檬酸 苹果酸苹果酸苹果酸苹果酸 线粒体线粒体 胞质胞质 载体载体CoASH CH3COSCoA ATP ADP + Pi NADH + H+ NAD+ 苹果酸脱氢酶苹果酸脱氢酶 丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶 ATP ADP + Pi CO2 NADP+ NADPH + H+ 苹果酸酶苹果酸酶 CO2 载体载体 载体载体 柠檬酸裂解酶 柠檬酸合酶 54 （二）丙二酰（二）丙二酰CoA的合成（脂肪酸合成第一步）的合成（脂肪酸合成第一步） 乙酰乙酰CoA羧化酶羧化酶 生物素生物素 HOOC-CH2-COSCoA + ADP + Pi CH3-COSCoA + HCO3- +

33、ATP 乙酰乙酰CoA羧化酶羧化酶 acetyl-CoA carboxylase 变构激活剂：柠檬酸，异柠檬酸变构激活剂：柠檬酸，异柠檬酸 变构抑制剂：长链脂肪酸变构抑制剂：长链脂肪酸 （脂肪酸合成的限速酶）（脂肪酸合成的限速酶） 变构调节变构调节 化学修饰：磷酸化（失活）；去磷酸化（激活）化学修饰：磷酸化（失活）；去磷酸化（激活） 肾上腺素，胰高血糖素肾上腺素，胰高血糖素胰岛素胰岛素 55 （三）软脂酸（三）软脂酸（1616C）的生物合成）的生物合成 由由脂肪酸合酶（脂肪酸合酶（fatty acid synthase, FAS）催化催化 哺乳类：一条多肽链（多功能酶），二聚体形式有活性哺乳类

34、：一条多肽链（多功能酶），二聚体形式有活性 （FAS I) 大肠杆菌：大肠杆菌：7种酶蛋白，酰基载体蛋白（种酶蛋白，酰基载体蛋白（ACP) （FAS II) CH3CO SCoA + 7 HOOC-CH2-CO SCoA 脂肪酸合酶脂肪酸合酶 14NADPH + H+14NADP+ CH3-(CH2)14-COOH + 7CO2 + 8CoASH + 6H2O NADPH+H+：磷酸戊糖途径：磷酸戊糖途径 56 哺乳动物脂肪酸合酶哺乳动物脂肪酸合酶( (FAS I) )二聚体二聚体 亚基分界处 CE：酮脂酰合酶；AT：乙酰基转移酶；MT：丙二酸单酰CoA转移酶； ER：-酮脂酰还原酶 ；DH：

35、脱 水酶 ；KR：烯脂酰还原酶 ；TE：硫酯酶； ACP：酰基载体蛋白 中心巯基 外周巯基 作用分界线 57 大肠杆菌脂肪酸合酶大肠杆菌脂肪酸合酶 （FAS II）的组成）的组成 合成过程合成过程 乙酰转移酶乙酰转移酶 丙二酰转移酶丙二酰转移酶 酮脂酰合成酶酮脂酰合成酶 酮脂酰还原酶酮脂酰还原酶 脱水酶脱水酶 烯脂酰还原酶烯脂酰还原酶 硫酯酶硫酯酶 硫解硫解 酰基转移酰基转移 缩合缩合 加氢加氢 ATP 、NADPH+H+ 脱水脱水 加氢加氢 循环循环 脂酰基载体蛋白（脂酰基载体蛋白（acyl carrier protein, ACP） 58 软脂酸的合成过程软脂酸的合成过程 缩合缩合 CO2

36、 脱水脱水 H2O 再加氢再加氢 NADPH+H+ NADP+ 加氢加氢 NADPH+H+ NADP+ 丙二酰基丙二酰基 乙酰基乙酰基 （第一个） 脂酸合酶脂酸合酶 脂酸合酶脂酸合酶 脂酸合酶脂酸合酶 脂酸合酶脂酸合酶 脂酸合酶脂酸合酶 丙二酸单酰丙二酸单酰ACP-酮丁酰酮丁酰-ACP -羟丁酰羟丁酰ACP 烯丁酰烯丁酰ACP丁酰丁酰ACP 软脂酰软脂酰ACP 缩合缩合 加氢加氢 脱水脱水 再加氢再加氢 7轮循环轮循环 丁酰基丁酰基 软脂酸软脂酸 59 The overall process of palmitate synthesis 60 软脂酸合成特点：软脂酸合成特点： 乙酰乙酰CoA为

37、原料为原料 多数乙酰多数乙酰CoA需羧化为丙二酰需羧化为丙二酰CoA 乙酰乙酰CoA羧化酶为脂肪酸合成的限速酶羧化酶为脂肪酸合成的限速酶 合成部位为细胞质合成部位为细胞质 柠檬酸柠檬酸-丙酮酸循环将乙酰丙酮酸循环将乙酰CoA从线粒体运至细胞质从线粒体运至细胞质 转移、缩合及还原反应循环往复，每次延长转移、缩合及还原反应循环往复，每次延长2个个C 合成过程中消耗合成过程中消耗NADPH+H+及及ATP 61 ( (四）脂酸碳链的加长四）脂酸碳链的加长（肝细胞内质网或线粒体）（肝细胞内质网或线粒体） 1.1.内质网（丙二酰内质网（丙二酰CoA供给二碳单位）供给二碳单位） | | | | R-CHR

38、-CH2 2-C-CSCoA SCoA + + HOOC-CH HOOC-CH2 2-C-CSCoASCoA O O O O | | | | R-CHR-CH2 2-C-CH-C-CH2 2-C-CSCoASCoA 加氢加氢 NADPH + HNADPH + H+ + NADPNADP+ + | | | | R-CHR-CH2 2-C-CH H-CH-CH2 2-C-CSCoASCoA 缩合缩合 O O | | R-CHR-CH2 2-CH-CH= =CH-CCH-CSCoASCoA 脱水脱水 H H2 2O O 加氢加氢 NADPH + HNADPH + H+ + NADPNADP+ + O

39、 O | | R-CHR-CH2 2-CH-CH2 2-CH-CH2 2-C-CSCoASCoA O OO O O OH H O O 可延长至可延长至24C， 以以18C居多居多 62 2. 线粒体线粒体 （乙酰（乙酰CoA供给二碳单位）供给二碳单位） 软脂酰软脂酰CoA 乙酰乙酰CoA 缩合、加氢、缩合、加氢、 脱水、再加氢脱水、再加氢 硬脂酰硬脂酰CoA或更长或更长 (五五) 不饱和脂肪酸的合成不饱和脂肪酸的合成 内质网内质网: 去饱和酶去饱和酶 硬脂酸硬脂酸 (18:0) 油酸油酸( 18:1, 9 ) 软脂酸软脂酸 (16:0) 软油酸软油酸 (16:1, 9 ) 亚油酸亚油酸(18:

40、2, 9,12) 亚麻酸亚麻酸(18:3, 9,12,15) 花生四烯酸花生四烯酸(20:4,5,8,11,14) 必需脂肪酸必需脂肪酸 essential fatty acid 可延长至可延长至24C， 以以18C居多居多 63 （六）多不饱和脂肪酸的重要衍生物（六）多不饱和脂肪酸的重要衍生物 前列腺素前列腺素 （prostaglandin, PG) 血栓素血栓素（thromboxane，TX） 白三烯白三烯（leukotrienes, LT) 来源于花生四烯酸来源于花生四烯酸 具有重要生理功能具有重要生理功能 与炎症、免疫、过敏、心血管病等有关与炎症、免疫、过敏、心血管病等有关 64 （七

41、）脂肪酸合成的调节（七）脂肪酸合成的调节 乙酰乙酰CoA羧化酶羧化酶 柠檬酸裂解酶柠檬酸裂解酶 脂肪酸合酶脂肪酸合酶 1、代谢物的调节、代谢物的调节 软脂酰软脂酰CoA（）（） 高脂膳食、饥饿高脂膳食、饥饿 乙酰乙酰CoA（） 糖分解代谢加强糖分解代谢加强 柠檬酸、异柠檬酸（柠檬酸、异柠檬酸（） 2、激素的调节、激素的调节 胰高血糖素、肾上腺素、生长激素（）胰高血糖素、肾上腺素、生长激素（） 胰岛素（胰岛素（ ） 65 Regulation of fatty acid synthesis 66 六、甘油三酯的合成六、甘油三酯的合成 （一）合成部位：（一）合成部位： 肝细胞：肝细胞：能合成，不能

42、储存能合成，不能储存（脂肪肝）（脂肪肝） 脂肪细胞：脂肪细胞：合成，储存合成，储存 小肠粘膜细胞：小肠粘膜细胞：利用脂肪消化产物再合成脂肪利用脂肪消化产物再合成脂肪 （二）合成原料（二）合成原料 甘油、脂肪酸甘油、脂肪酸 （主要由葡萄糖代谢提供）（主要由葡萄糖代谢提供） Biosynthesis of Triacylglycerol CH2 CH CH2 O O O C O (CH2)m CH3 C O (CH2)k CH3 C O (CH2)nCH3 67 （三）合成基本过程（三）合成基本过程 2. 甘油二酯途径（肝、脂肪细胞）甘油二酯途径（肝、脂肪细胞） 3 3磷酸甘油磷酸甘油 1 1，2

43、 2甘油二酯甘油二酯 脂酰脂酰CoA转移酶转移酶 脂酰脂酰CoA转移酶转移酶 1 1脂酰脂酰3 3磷酸甘油磷酸甘油 甘油三酯甘油三酯 脂酰脂酰CoA转移酶转移酶 磷脂酸磷脂酸 1. 甘油一酯途径（甘油一酯途径（ 小肠粘膜细胞）小肠粘膜细胞） 磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮（糖酵解）（糖酵解） 3-磷酸甘油脱氢酶磷酸甘油脱氢酶 磷脂酸磷酸酶磷脂酸磷酸酶 68 CH2-OH | CH-OH | CH2-O- P 2RCOSCoA2CoASH 脂酰转移酶脂酰转移酶 O O CH2-O-C-R1 | R2-C-O-CH | CH2-O- P 磷酸酶磷酸酶 Pi RCOSCoA CoASH 脂酰转移酶脂酰转移

44、酶 O O CH2-O-C-R1 | R2-C-O-CH | CH2- OH O O CH2-O-C-R1 | R2-C-O-CH O | | CH2-O-C-R3 磷酸二磷酸二 羟丙酮羟丙酮 甘甘 油油 甘油激酶甘油激酶 （肝、肾）（肝、肾） （1，2-甘油二酯）甘油二酯） （3磷酸甘油）磷酸甘油） （甘油三酯）（甘油三酯） (磷脂酸）磷脂酸） 3-磷酸甘油脱氢酶磷酸甘油脱氢酶 69 甘油三酯代谢小结甘油三酯代谢小结 甘油三酯甘油三酯 脂肪酸脂肪酸 乙酰乙酰CoACoA - -氧化氧化 脂肪动员脂肪动员 甘油甘油 + 脂肪酸合成脂肪酸合成 脂肪合成脂肪合成 TCATCA循环或酮体循环或酮体

45、磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮 糖酵解或糖异生糖酵解或糖异生 Have a rest 3 70 第四节第四节 磷脂的代谢磷脂的代谢 l 甘油磷脂（含甘油骨架）甘油磷脂（含甘油骨架） phosphoglyceride l 鞘磷脂鞘磷脂 （含鞘氨醇骨架）（含鞘氨醇骨架） sphingomyelin 磷脂磷脂: 含磷酸的脂质含磷酸的脂质 Metabolism of Phospholipids phospholipid 71 磷脂是构成生物膜的重要成分磷脂是构成生物膜的重要成分 72 一、甘油磷脂的结构一、甘油磷脂的结构 X = 肌醇、丝氨酸、肌醇、丝氨酸、 胆碱、乙醇胺、胆碱、乙醇胺、 磷脂酰甘油磷脂酰甘

46、油 Saturated fatty acid Unsaturated fatty acid 73 磷脂酰肌醇磷脂酰肌醇 (phosphatidyl inositol，PI) 磷脂酰丝氨酸磷脂酰丝氨酸 (phosphatidyl serine，PS) X= 肌醇（肌醇（inositol） X= 丝氨酸（丝氨酸（ serine） PIP2 DAG IP3 74 磷脂酰乙醇胺磷脂酰乙醇胺 (phosphatidyl ethanolamine，PE) 脑磷脂（脑磷脂（cephalin） 磷脂酰胆碱磷脂酰胆碱 (phosphatidylcholine，PC) 卵磷脂（卵磷脂（lecithin） X= 乙

47、醇胺乙醇胺 （ethanolamine） X= 胆碱（胆碱（choline） （细胞膜含量最多的磷脂）（细胞膜含量最多的磷脂） 75 心磷脂心磷脂 ( cardiolipin) X= phosphatidylglycerol（磷脂酰甘油）（磷脂酰甘油） 二磷脂酰甘油二磷脂酰甘油 线粒体膜的主要脂质线粒体膜的主要脂质 76 （一）合成部位：（一）合成部位： 全身各组织细胞的内质网（肝、肾、肠最活跃）全身各组织细胞的内质网（肝、肾、肠最活跃） （二）合成原料：（二）合成原料： 饱和脂肪酸、甘油：饱和脂肪酸、甘油：主要来自葡萄糖代谢主要来自葡萄糖代谢 多不饱和脂肪酸多不饱和脂肪酸（2位）位）：食物食

48、物 磷酸盐、胆碱、丝氨酸、肌醇磷酸盐、胆碱、丝氨酸、肌醇 ATP、CTP 二、甘油磷脂的合成二、甘油磷脂的合成 O O CH2-O-C-R1 | R2-C-O-CH | CH2- P -X 77 （三）（三） 合成基本过程合成基本过程 1、甘油二酯合成途径、甘油二酯合成途径 （磷脂酰乙醇胺、磷脂酰胆碱）（磷脂酰乙醇胺、磷脂酰胆碱） 甘油二酯甘油二酯是重要中间物是重要中间物 CDP乙醇胺乙醇胺和和CDP胆碱胆碱提供乙醇胺、胆碱提供乙醇胺、胆碱 2、CDP甘油二酯合成途径甘油二酯合成途径 （磷脂酰肌醇、磷脂酰丝氨酸、二磷脂酰甘油）（磷脂酰肌醇、磷脂酰丝氨酸、二磷脂酰甘油） CDP甘油二酯甘油二酯是

49、重要中间物是重要中间物 78 COOH | CHNH2 | CH2OH CH2NH2 | CH2OH + CH2-N(CH3)3 | CH2OH CO2 3 (S腺苷蛋氨酸腺苷蛋氨酸) CH2NH2 | CH2O- P + CH2-N(CH3)3 | CH2O- P ATP ADP CDP-乙醇胺乙醇胺 CDP-胆碱胆碱 CTP PPi 丝氨酸丝氨酸 乙醇胺乙醇胺 胆碱胆碱 79 葡萄糖葡萄糖 3磷酸甘油磷酸甘油 脂酰转移酶脂酰转移酶 磷脂酸磷脂酸 1，2甘油二酯甘油二酯 磷酸酶磷酸酶 2RCOCoA 转移酶转移酶 磷脂酰乙醇胺磷脂酰乙醇胺 磷脂酰胆碱磷脂酰胆碱 甘油三酯甘油三酯 （脑磷脂）（

50、脑磷脂） （卵磷脂）（卵磷脂） CDP乙醇胺乙醇胺CDP- -胆碱胆碱脂酰脂酰CoA O O CH2-O-C-R1 | R2-C-O-CH | CH2-OH 80 葡萄糖葡萄糖 3磷酸甘油磷酸甘油 脂酰转移酶脂酰转移酶 磷脂酸磷脂酸 CDP甘油二酯甘油二酯 胞苷转移酶胞苷转移酶 2RCOCoA 合成酶合成酶 磷脂酰肌醇磷脂酰肌醇磷脂酰丝氨酸磷脂酰丝氨酸二磷脂酰甘油二磷脂酰甘油 肌醇肌醇丝氨酸丝氨酸磷脂酰甘油磷脂酰甘油 CTP （心磷脂）（心磷脂） O O CH2-O-C-R1 | R2-C-O-CH | CH2-CDP PPi 81 3 3、其它途径、其它途径 磷脂酰乙醇胺磷脂酰乙醇胺 磷脂酰

51、胆碱磷脂酰胆碱 S腺苷甲硫氨酸腺苷甲硫氨酸 （提供甲基）（提供甲基） 磷脂酰丝氨酸磷脂酰丝氨酸 羧化或与羧化或与 丝氨酸交换丝氨酸交换 82 二、甘油磷脂的分解二、甘油磷脂的分解 磷脂酶（磷脂酶（A1、A2、B、C、D）Phospholipase 83 溶血磷脂溶血磷脂 lysophospholipid 甘油磷脂水解脱去一个脂酰基的产物甘油磷脂水解脱去一个脂酰基的产物 表面活性强（破坏细胞膜，导致溶血、细胞坏死）表面活性强（破坏细胞膜，导致溶血、细胞坏死） CH2OCR1 O HOCH CH2OPOX O O CH2OH R2C OCH O CH2OPOX O O B B 84 第五节第五节

52、胆固醇代谢胆固醇代谢 游离胆固醇游离胆固醇 胆固醇酯胆固醇酯 Metabolism of Cholesterol 10 13 27C 环戊烷多氢菲 85 一、胆固醇的来源一、胆固醇的来源 内源：内源：体内自身合成体内自身合成 外源：外源：食物（肉类、动物内脏、蛋黄、奶油）食物（肉类、动物内脏、蛋黄、奶油） 消化吸收主要在小肠消化吸收主要在小肠 植物性食物不含胆固醇，所含植物性食物不含胆固醇，所含 -谷固醇、麦谷固醇、麦 角固醇、角固醇、纤维素影响胆固醇吸收纤维素影响胆固醇吸收 86 二、胆固醇的合成二、胆固醇的合成 （二）（二） 合成原料合成原料 乙酰乙酰CoA（来自线粒体）（来自线粒体） （

53、一）合成部位（细胞质、内质网）（一）合成部位（细胞质、内质网） 几乎全身各组织均可合成几乎全身各组织均可合成 主要主要: 肝（肝（70 80%）；小肠（）；小肠（10%） 转运转运 87 合成合成1分子分子 胆固醇胆固醇需要需要 18分子乙酰分子乙酰CoA 36分子分子ATP 16分子分子NADPHH （糖有氧氧化）（糖有氧氧化） （磷酸戊糖途径）（磷酸戊糖途径） 需需ATP供能、供能、NADPHH 供氢 供氢 88 （三）合成基本过程（三）合成基本过程（30步反应，步反应，3个阶段）个阶段） 甲羟戊酸（甲羟戊酸（MVA)的合成的合成 乙酰乙酰硫解酶乙酰乙酰硫解酶 HMG CoA合酶合酶（羟甲

54、基戊二酰（羟甲基戊二酰CoA合酶合酶) HMG CoA还原酶还原酶（限速酶）（限速酶） 鲨烯的合成（鲨烯的合成（30C多烯烃化合物）多烯烃化合物） 磷酸化、脱羧、脱羟磷酸化、脱羧、脱羟 胆固醇的合成胆固醇的合成 环化、氧化、脱羧、还原环化、氧化、脱羧、还原 89 CH3-CO-CH2-COSCoA CoASH 2 CH3-COSCoA CH3-COSCoA HMG-CoA 合酶合酶CoASH CH3 | HOOC-CH2-C-CH2-COSCoA | OH (HMGCoA) CH3 | HOOC-CH2-C-CH2-CH2-OH | OH (MVA) 甲羟戊酸甲羟戊酸 CH3 (PP_MVA)

55、 | CH3-C=CH-CH2-O- P - P 6X 鲨烯鲨烯 C30 羊毛固醇羊毛固醇 C30（环）（环） 胆固醇胆固醇 C27 HMG-CoA 还原酶还原酶 2（NADPH + H+） 2NADP+ CoASH 90 外源性胆固醇外源性胆固醇 内源性胆固醇合成内源性胆固醇合成 外源性胆固醇外源性胆固醇内源性胆固醇合成内源性胆固醇合成 代谢物代谢物 激素激素 胰岛素胰岛素 胆固醇合成胆固醇合成 胰高血糖素胰高血糖素 胆固醇合成胆固醇合成 甲状腺素甲状腺素 胆固醇合成胆固醇合成 胆固醇转变为胆汁酸胆固醇转变为胆汁酸 血胆固醇血胆固醇 （四）胆固醇合成的调节（四）胆固醇合成的调节 调节调节 H

56、MG-CoA还原酶还原酶 活性活性 91 三、胆固醇的酯化三、胆固醇的酯化 Estrification of Cholesterol 细胞：细胞：ACAT （脂酰（脂酰-CoA:胆固醇脂酰转移酶）胆固醇脂酰转移酶） 脂酰脂酰CoA + 胆固醇胆固醇 胆固醇酯胆固醇酯 + HSCoA ACAT 血浆：血浆：LCAT（卵磷脂（卵磷脂:胆固醇脂酰转移酶）胆固醇脂酰转移酶） 卵磷脂卵磷脂 + 胆固醇胆固醇 LCAT 胆固醇酯胆固醇酯 + 溶血卵磷脂溶血卵磷脂 92 Synthesis of cholesteryl esters 93 四、胆固醇的转化四、胆固醇的转化 （一）转化为胆汁酸（一）转化为胆汁

57、酸（胆固醇代谢的主要去路）（胆固醇代谢的主要去路） 正常成人每天合成正常成人每天合成11.5g 胆固醇胆固醇 40转为胆汁酸转为胆汁酸 （二）转化为类固醇激素（二）转化为类固醇激素 肾上腺皮质激素肾上腺皮质激素 雄激素雄激素 雌激素雌激素 （三）转化为（三）转化为7脱氢胆固醇脱氢胆固醇 7脱氢胆固醇脱氢胆固醇 维生素维生素D3 UV 94 The Social Benefits of Biochemical Research(1943), This mural is in the Department of Biochemistry at the University of Wisconsin

58、Madison 95 for their discoveries concerning the mechanism and regulation of the cholesterol and fatty acid metabolism Konrad BlochFeodor Lynen The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1964 96 第六节第六节 血脂与血浆脂蛋白血脂与血浆脂蛋白 血脂（血脂（ 血浆所含脂质）血浆所含脂质） 包括：甘油三酯，磷脂，胆固醇及酯，游离脂肪酸包括：甘油三酯，磷脂，胆固醇及酯，游离脂肪酸 血浆脂蛋白血浆脂蛋白 lipoprotein 外源性：食物消化吸收外源性：食物消化吸收 内源性：肝、脂肪组织等自身合成内源性：肝、脂肪组织等自身合成 血脂在血浆中与蛋白质结合，以血脂在血浆中与蛋白质结合，以脂蛋白脂蛋白的形式运输的形式运输 空腹时血脂含量相对恒定空腹时血脂含量相对恒定 plasma lipid Plasma Lipids and Plasma Lipoproteins 97 血浆脂蛋白的结构血浆脂蛋白的结构 磷脂磷脂 胆固醇胆固醇 载脂蛋白载脂蛋白 胆固醇酯胆固醇酯 甘油三脂甘油三脂 球状颗粒球状颗粒 内核：内核：甘油三酯甘油三酯 胆固醇酯胆固