生化课件10第十章脂类代谢

第十章

脂类代谢metabolism

of

lipid1脂类(lipid)：是一类不溶于水而易溶于有机溶剂的生物分子，包括脂肪、类脂及其衍生物。脂肪(fat):三脂酰甘油或称甘油三酯（

triglycerideTG）

生理功能--储能，氧化供能2类脂(lipoid)：胆固醇（CL)胆固醇酯(CE)磷脂(PL)

糖脂(GL)生理功能--细胞的膜结构重要组分，参与细胞识别和信息传递等.R-COOHCH2OHHO- C-

HCH2OH甘油（丙三醇）脂肪酸(FA)3甘油三酯甘油FAFAFA甘油磷脂甘油FAFAPiX胆固醇酯胆固醇FAX=胆碱、乙醇胺、4丝氨酸、肌醇、甘油、磷脂酰甘油5第一节脂类的消化与吸收Digestion

and

Absorption

of

Lipid一、脂肪的消化和吸收食物中的脂类主要是脂肪，此外还有少量磷脂、胆固醇等。消化的部位：小肠上段。小肠pH接近中性；胆盐（乳化、激活脂肪酶）等6动物和人体，其小肠既能吸收脂肪完全水解的产物，也能吸收部分水解产物或未经水解乳化了的微滴。吸收途径：大部分由淋巴系统进入血液循环，也有一小部分直接经门静脉进入肝，而未吸收的脂肪，进入大肠后被细菌分解。7胆汁酸盐脂肪酸中短脂酸

构成的TG

被吸收乳化甘油

门静脉（肠粘膜细胞内）肝血循环脂肪酶长链脂酸及甘油一酯

合成TG后，经淋巴进入血循环。8长链脂酸及2-甘油一酯肠粘膜细胞（酯化成TG）肠粘膜细胞（酯化成CE）肠粘膜细胞（酯化成PL）胆固醇及游离脂酸淋巴管血循环乳糜微粒(chylomicron,

CM)TG、CE、PL

+

载脂蛋白(apo)

B48、C、AⅠ、AⅣ溶血磷脂及游离脂酸9R2C-O-CHCH2O-P-O—XOHOOCH2O-C-R1OPLA1PLA2PLCPLDPLB2PLB1CH2OHR2C-O-CHCH2O-P-O—XOHOO二、类脂的消化与吸收CH

O-C-ROCH2O-P-O—XOH甘油磷脂的降解（

磷脂酶类作用：不同磷脂酶分别作用于分子中不同的酯键）2

1HO-CH

O10在胆盐的协助下，磷脂在肠内约有25%不经消化就直接被吸收入肝，但大部分磷脂需水解后才被吸收。胆固醇需经胆盐乳化才能被小肠吸收，2/3在肠粘膜细胞内形成胆固醇酯，然后进入淋巴管。11第二节脂类的体内贮存和运输一、脂类的体内贮存和动员1213*

定义：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游离脂酸（free

fatty

acid，FFA）及甘油并释放入血，通过血液运输至其他组织氧化利用的过程。14脂肪酶：三脂酰甘油脂肪酶*分解限速酶：激素敏感性甘油三酯脂肪酶(hormone-sensitive

triglyceride

lipase

HSL)脂解激素—促进脂肪动员的激素肾上腺素、去甲肾上腺素、胰高血糖素、促肾上腺皮质激素、促甲状腺素抗脂解激素--抑制脂肪动员的激素胰岛素、前列腺素及尼克酸15二、血浆脂蛋白和脂类的运输（一）血脂与血浆脂蛋白血脂：是血浆所含脂类的统称。组成：TG、PL、Ch及其酯、游离FA等血脂浓度受遗传、膳食、年龄、性别、职业以及代谢等影响，波动范围大。血脂的主要来源有：食物中消化吸收的脂类，脂库动员释放的脂类，糖或氨基酸转变而来的脂类等。血脂的去路主要有：氧化分解提供能量，进入脂库被贮存，构成生物膜，转变为其他物质等。16血脂与血浆中的蛋白质结合，以脂蛋白(lipoprotein)形式运输。载脂蛋白（apolipoprotein,apo）：--指血浆脂蛋白中的蛋白质部分，主要功能是与脂类化合物结合并转运。主要有apoAapoBapoCapoDapoE等五类.不同类型的血浆脂蛋白含有不同的载脂蛋白；不同类型的载脂蛋白有其特殊的功能。脂蛋白的结构1718（二）血浆脂蛋白的类型及分离方法通常利用超速离心法或电泳法，可将血浆脂蛋白分离出四种类型：乳糜微粒（CM)极低密度脂蛋白（VLDL)或称前β-脂蛋白低密度脂蛋白（LDL）或称β-脂蛋白高密度脂蛋白（HDL）或称α-脂蛋白。1.电泳法根据不同脂蛋白

在电场中迁移率不同导致移动快慢不同可将脂蛋白分为：ＣＭ、β、

前β、

α

♁19CM

b

前b

a正常人:β-脂蛋白>α-脂蛋白>前β-脂蛋白>CM2.超速离心法：CM、VLDL、LDL、HDL20血浆在一定密度的盐溶液中进行超速离心时，其所含脂蛋白即因密度不同而漂浮或沉降，据此分为四类：乳糜微粒chylomicron

(

CM)极低密度脂蛋白very

low

density

lipoprotein

(VLDL)低密度脂蛋白low

density

lipoprotein

(LDL)高密度脂蛋白high

density

lipoprotein

(HDL)HDL21密度CM

VLDL

LDL＜0.95

0.95~1.006

1.006~1.0631.063~1.210组脂类含TG最多，80~90%含TG50~70%含胆固醇及其酯最多，40~50%含脂类50%质成

蛋白 最少,1%5~10%20~25%最多，约50%载脂蛋白组成apoB48、EAⅠ、AⅡAⅣ、CⅠCⅡ、CⅢapoB100、CⅠ、CⅡCⅢ、EapoB100apo

AⅠ、AⅡ血浆脂蛋白的组成特点（三）血浆脂蛋白的功能血浆合成,由VLDL转变而来22LCAT：卵磷脂胆固醇酯酰转移酶23第三节脂肪的分解代谢一、脂肪的水解2425脂肪酶：三脂酰甘油脂肪酶*分解限速酶：激素敏感性甘油三酯脂肪酶(hormone-sensitive

triglyceride

lipase

HSL)二、甘油的氧化分解26三、脂肪酸的氧化分解脂酸＋HSCoAＡＴＰ

Mg2+脂酰～SCoA

＋PPiＡＭＰPi脂酸是人及哺乳动物的主要能源物质

O2脂酸 CO2+

H20+ATP（一）饱和偶数碳原子脂肪酸的氧化分解1.脂酸活化－脂酰CoA生成（部位：线粒体外）脂酰CoA合成酶272.脂酰CoA进入线粒体载体转运--肉（毒）碱肉毒碱脂酰CoA转移酶Ｉ和II脂肪酸氧化的限速酶28293.

脂酸的β-氧化*β-氧化:脂酸在体内氧化分解是从羧基端β-碳原子开始，每次断裂２个碳原子的连续反应.部位--线粒体基质.过程-脂酰CoA进入线粒体基质后，在脂酸β-氧化多酶复合体催化下，从脂酰基的β-碳原子开始，进行脱氢(生成FADH2)、加水、再脱氢(生成

NADH+H+）及硫解四步连续反应，脂酰基断裂生成１分子比原来少２个碳原子的脂酰CoA和１分子乙酰

CoA。脂酸的β-氧化的最终产物主要是FADH2、NADH+H和乙酰CoA.脱氢加水再脱氢硫解脂酰CoAL(+)-β羟脂酰CoAβ酮脂酰CoA脂酰CoA+乙酰CoA脂酰CoA脱氢酶反⊿2-烯酰CoAL(+)-β羟脂酰

CoA脱氢酶NAD+NADH+H+H2OFADFADH2CoA-SH30RCH=CHC~SCoAβ

αO=ORCH2CH2C~SCoA=RCHOHCH2C~SCoAβ

α⊿2--烯脂酰CoA水化酶O=RCOCH2C~SCoAβ酮脂酰CoAβ

αO=硫解酶ORC~SCoA3+

CH

CO~SCoA=31H3C

(CH2)7CH2

CH2

CH2

CH2

CH2

CH2OCH2

C

S

CoAH3C

(CH2)7CH2

CH2

CH2

CH2CH2C

S

CoAOH3C

C

S

CoAOH3C

(CH2)7OCCoAOH3C

C

S

CoAH3C

(CH2)7

CH2C

S

CoAOH3C

C

CoAOC

S

CoA5

H3C1

FADH21

(NADH+H+)1

FADH21

(NADH+H+)CH2

CH2

CH21

FADH21

(NADH+H+)O4

FADH24

(NADH+H+)32产物---生成大量的乙酰CoA＊两个去路：一部分乙酰CoA在线粒体中通过三羧酸循环彻底氧化；一部分乙酰CoA在线粒体缩合生成酮体，通过血运至肝外组织氧化利用。脂酸氧化的能量生成软脂酸（C16），进行７次β-氧化，生成：７分子FADH２

７分子NADH＋Ｈ＋７×２ATP７×３ATP８分子乙酰CoA

８×１２ATP共生成

131ATP－活化消耗２ATP净生成129

ATP（二）脂肪酸的α-氧化部位：哺乳动物的肝脏和脑组织，由微粒体的氧化酶系催化。产物：α-羟脂酸RCHCOOHOH单加氧酶

脱氢酶RCH2COOHNADH+H+RCCOOHONADH+H+RCOOH

+

CO23334ω-（三） 氧化（四）不饱和脂肪酸的氧化35烯脂酰CoA顺反异构酶多不饱和脂肪酸，还需差向异构酶（五）奇数碳原子脂肪酸的氧化：丙酰CoA3637乙酰乙酸(acetoacetate)

、β-羟丁酸(β-hydroxybutyrate)、丙酮(acetone)三者总称为酮体(ketone

bodies)。代谢定位：生成：肝细胞线粒体利用：肝外组织（心、肾、脑、骨骼肌等）线粒体四、酮体的生成和利用CO2CoASHNAD+NADH+H+β-羟丁酸脱氢酶HMGCoA合酶CoASH乙酰乙酰CoA硫解酶1.酮体在肝细胞中生成CH3CSCoA=O=CH3CCCCHH2CSCoA(乙酰乙酰CoA)OCH3CSCoA==O

OHOCCH2CCH2CSCoA(HMGCoA)CH3OH羟甲基戊二酸单酰CoA==O

OOHCH3CHCH2COOHD(-)-β

-羟丁酸38=OCH3CCH3丙酮==HMGCoA裂解酶O

OCH3CCH2COH乙酰乙酸琥珀酰CoA琥珀酸CoASH+ATPPPi+AMP2.酮体在肝外组织利用琥珀酰CoA转硫酶（心、肾、脑及骨骼肌的线粒体）乙酰乙酰CoA硫激酶（肾、心和脑的线粒体）D(-)-β

-羟丁酸OHCH3CHCH2COOH==NAD+NADH+H+O

O==CH3CCH2COH乙酰乙酸O

OCH3CCH2CSCoA(乙酰乙酰CoA)CoASH=OSCoAAAAAAO2

CH3C乙酰乙酰CoA硫解酶（心、肾、脑及骨骼肌线粒体）392乙酰CoA

乙酰乙酰CoA乙酰CoAHMGCoA乙酰乙酸D(-)-β-羟丁酸丙酮乙酰乙酰CoA琥珀酰CoA琥珀酸2乙酰CoA40酮体的生成和利用的总示意图413.酮体生成的生理意义：①是脂酸在肝中正常的中间代谢产物,是肝输出能源的一种方式。即肝内产生，肝外利用。②生理意义：是肝脏为肝外组织（心、肾、脑、肌肉等）提供了另一种能源物质；同时也能减少作为糖异生原料的肌肉蛋白质的分解。（三）酮体代谢紊乱42饥饿、低糖高脂和糖尿病时，酮体生成增加，超过了肝外组织利用的能力，可造成酮血症、酮尿症和酮症酸中毒。43第四节脂肪的合成代谢体内脂肪的主要来源：糖类转变成脂肪。合成部位：脂肪组织和肝脏。原料：α-磷酸甘油和脂肪酸。一、α-磷酸甘油的合成4445二、脂肪酸的生物合成（一）脂肪酸生物合成的部位和原料1.

合成部位组织：肝（主要）、肾、脑、肺、乳腺及脂肪等组织亚细胞：胞液：主要合成16碳的软脂酸（棕榈酸）肝线粒体、内质网：碳链延长乙酰CoA、ATP、HCO3-、NADPH、Mn2+乙酰CoA的主要来源:2.

合成原料乙酰CoA全部在线粒体内产生，通过柠檬酸-丙酮酸循环(citrate

pyruvate

cycle)出线粒体。Glc（主要）

乙酰CoA氨基酸46线粒体膜柠檬酸-丙酮酸循环（citrate

pyruvatecycle）胞液 线粒体基质草酰乙酸柠檬酸柠檬酸乙酰CoA苹果酸酶苹果酸NADP+ATPCoA乙酰CoAAMP

PPi柠檬酸裂解酶CoA草酰乙酸H2O柠檬酸合酶苹果酸丙酮酸

丙酮酸NADPH+H+

CO2CO247（二）脂肪酸的生物合成（1）丙二酰CoA合成：*乙酰CoA羧化酶(脂酸合成的限速酶）3乙酰CoA

＋ATP

+ HCO

-

丙二酰CoA

+ADP+Pi48酶-生物素+丙二酰CoA酶-生物素-CO2ADP+PiATP酶-生物素

+

HCO3¯酶-生物素-CO2

+

乙酰CoA49乙酰CoA羧化酶(acetylCoAcarboxylase)是脂酸合成的限速酶，存在于胞液中，其辅基是生物素，Mn2+是其激活剂。其活性受别构调节和磷酸化、去磷酸化修饰调节。（2）脂酸合成:从乙酰CoA和丙二酰CoA开始合成长链脂酸，是一个重复的加成反应，每次延长2个C原子.丙二酰CoA脂酸合成酶系长链脂酸50高等动物1.乙酰转移酶（AT）.丙二酰基转移酶（MT）.酮脂酰合成酶（KS或CE）.酮脂酰还原酶（KR).脱水酶（DH）烯脂酰还原酶（ER）.硫酯酶（TE，释放游离脂肪酸）51三个结构域：底物进入缩合单位还原单位软脂酰释放单位其辅基是4´-磷酸泛酰氨基乙硫醇是脂酰基载体。´52酰基载体蛋白(ACP)底物进入乙酰CoACE-S-乙酰基(缩合酶)ACP-S-丙二酰基丙二酰CoA软脂酸合成酶基基一个）丙二酰乙酰（第软脂酸的合成过程53CO2H2O54转位丁酰基由E2-泛-SH（ACP上)转移至E1-半胱-SH（CE上）。ACPSC=OCH2CH2CH3CEHSSO=CCH2CH2CH3CEACPHS转位55经过7

轮循环反应，每次加上一个丙二酰基，增加两个碳原子，最终释出软酯酸。SO=CCH3C

ACE

PSC=O2CH

—COO-SCH2CH2CH2CH2CH3C

ACE

PSC=O2CH

—COO-SCH2CH2CH2CH2CH2CH2CH3C

ACE

PSC=O2CH

—COO-O-O=CCH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2+

CH2CH2CH2CH356C

ACE

PHS

HS4H++4e-COS2

O=CCH2CH2CH3C

ACE

PSC=O2CH

—COO-4H++4e-CO2

O=C4H++4e-CO2O=C57软脂酸合成的总反应:CH3COSCoA+7

HOOCH2COSCoA+14NADPH+H+CH3(CH2)14COOH+7

CO2+6H2O+8HSCoA+14NADP+58软脂酸的合成总图5960脂肪酸合成酶复合体只能合成16碳的软脂酸，碳链延长需在粗面内质网或线粒体中进行。1.

脂酸碳链在内质网中的延长以丙二酰CoA为二碳单位供体，由NADPH+H+供氢经缩合、加氢、脱水、再加氢等一轮反应增加2个碳原子，合成过程类似软脂酸合成，但脂酰基连在

CoASH上进行反应，可延长至24碳或28碳，以18碳硬脂酸为最多。（三）脂酸碳链的延长(肝细胞内质网或线粒体）61以乙酰CoA

为二碳单位供体，由

NADPH+H+供氢，过程与β-氧化的逆反应基本相似，一轮反应增加2个碳原子，可延长至24碳或28碳，以硬脂酸最多。2.

脂酸碳链在线粒体中的延长62人体含有的不饱和脂酸主要有：软油酸（16:1,

△9),油酸（18:1,

△9),亚油酸（18:2,

△9,12),亚麻酸（18:3,

△9,12,15),花生四烯酸（20:4,

△5,8,11,14)动物：有Δ4、Δ5、Δ8、Δ9去饱和酶，镶嵌在内质网上，脱氢过程有线粒体外电子传递系统参与。植物：有Δ9、Δ12、Δ15

去饱和酶（四）不饱和脂酸的合成63亚油酸的合成64（二）合成基本过程甘油一酯途径（小肠粘膜细胞）甘油二酯途径（肝、脂肪细胞）三、脂肪的生物合成（一）合成部位肝脏、脂肪组织、小肠粘膜CoA

+RCOOHRCOCoA甘油一酯途径脂酰CoA合成酶ATPAMP

PPi酯酰CoA转移酶R2COCoA

CoA酯酰CoA转移酶R3COCoA

CoACH2OHCH2OHCHO-C-R1O=CH2OHOCH2O-C-R2CHO-C-R1O==CH2O-C-R3OCH2O-C-R2CHO-C-R1O65=O==甘油二酯途径甘油二酯途径酯酰CoA转移酶R1COCoA

CoA酯酰CoA转移酶R2COCoA

CoA磷脂酸磷酸酶Pi酯酰CoA转移酶CoAR3COCoACH2O-

Pi3-磷酸甘油2CH

OHCHOH=OCH2O-C-R1CH2O-

PiCHOH1-酯酰-3-磷酸甘油O=Pi2CH

O-OCH2O-C-R1CHO-C-R2=磷脂酸CH2OH1，2-甘油二酯OCH2O-C-R1CHO-C-R2O==CHO-C-R2O66=CH2O-C-R3甘油三酯O=OCH2O-C-R1=67第五节类脂的代谢Metabolismof

Phospholipid68机体内几类重要的甘油磷脂69(一）、磷脂的生物合成1.合成部位:各组织内质网,以肝、肾、肠等组织最活跃2.合成原料及辅因子脂酸、甘油:

可由葡萄糖转化而来。

２位脂酸： 多为多不饱和脂酸，由植物油提供甘氨酸： 甘氨酸在体内能转变成丝氨酸。丝氨酸乙醇胺:

又称胆胺，丝氨酸脱羧胆碱：

由丝氨酸和甲硫氨酸合成或由食物提供.ＡＴＰＣＴＰ7071３．合成基本过程(１)甘油二酯合成途径：磷脂酰胆碱（卵磷脂）、磷脂酰乙醇胺（脑磷脂）主要通过此途径合成ａ.CDP-胆碱及CDP-乙醇胺生成ｂ.卵磷脂、脑磷脂、甘油三酯合成总过程72(２)CDP-甘油二酯合成途径磷脂酰肌醇、磷脂酰丝氨酸、心磷脂由此途径合成甘油二酯被活化生成

CDP-甘油二酯再与肌醇、丝氨酸或磷脂酰甘油缩合7374甘油磷脂合成还有其他方式，如：磷脂酰胆碱由磷脂酰乙醇胺从S-腺苷甲硫氨酸获得甲基生成。磷脂酰丝氨酸由磷脂酰乙醇胺羧化或其乙醇胺与丝氨酸交换生成。脂肪肝75（二）脂肪肝（一）胆固醇的生物合成合成部位:胞液及内质网全身均可合成(脑组织及成熟ＲＢＣ除外),肝肠为主要场所。合成原料乙酰CoA―-唯一碳源,由G、AA、FA分解产生,通过柠