第八章脂类代谢课件

第八章脂类代谢第一节真脂的生物代谢与合成一、脂类物质及其功能1.脂的种类脂类是脂肪(也叫真脂)和类脂的总称，是一大类不溶于水而易溶于有机溶剂的化合物。Lipidsarenon-polar

(hydrophobic)compounds,solubleinorganicsolvents.

2.脂类物质的生理功用①

供能贮能。②

构成生物膜。③

协助脂溶性维生素的吸收，提供必需脂肪酸。l必需脂肪酸是指机体需要，但自身不能合成，必须要靠食物提供的一些多烯脂肪酸。④

保护和保温作用。

二、甘油三酯的分解代谢(一)脂肪动员1.脂肪动员的定义贮存于脂肪细胞中的甘油三酯在激素敏感脂肪酶（hormonesensitivetri-glyceridelipase,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。

激素敏感脂肪酶（HSL）是脂肪动员的关键酶。主要受共价修饰调节。激素敏感脂肪酶-+肾上腺素去甲肾上腺素胰高血糖素胰岛素前列腺素E2烟酸2.脂肪动员过程中的基本变化激素+膜受体→腺苷酸环化酶↑→cAMP↑→蛋白激酶A↑→激素敏感脂肪酶（HSL，甘油三酯酶）↑→甘油三酯分解↑

3.脂肪动员的基本过程

甘油三酯↓激素敏感脂肪酶脂肪酸+甘油二酯↓甘油二酯酶脂肪酸+甘油一酯↓甘油一酯酶

脂肪酸+甘油

1）2）3）4.特点生成三分子的自由脂肪酸（freefattyacid,FFA）和一分子的甘油。甘油可在血液循环中自由转运，而脂肪酸进入血液循环后须与清蛋白结合成为复合体再转运。脂肪动员生成的甘油主要转运至肝脏再磷酸化为3-磷酸甘油后进行代谢。甘油经血液运输到肝脏，先后在甘油激酶、磷酸甘油脱氢酶的催化下转化为磷酸二羟丙酮。glycerol+ATPglycerol-3-P+ADPglycerol-3-P+NAD+NADH+磷酸二羟丙酮5.脂肪水解的调节第一步是限速步骤，该酶磷酸化即被激活。肾上腺素、肾上腺皮质激素、胰高血糖素可以激活腺苷酸环化酶，使cAMP浓度增加，使依赖于cAMP的蛋白质激酶活化，导致脂肪酶磷酸化而被活化，加速脂肪降解。前列腺素E1和胰岛素作用相反。

Glycerol,arisingfromhydrolysisoftriacylglycerols,isconvertedtotheGlycolysisintermediatedihydroxyacetonephosphate,byreactionscatalyzedby:1GlycerolKinase

2GlycerolPhosphateDehydrogenase.

(二)脂肪酸的氧化

1．饱和脂肪酸的β氧化过程

1)活化

脂酰辅酶A合酶催化脂肪酸活化生成脂酰辅酶A，此反应过程在线粒体外膜或内质网进行。

R-COOH+HSCoA+ATPR-CO～SCoA+AMP+PPi脂肪酸硫激酶Fattyacidactivation:

Acyl-CoASynthases

(Thiokinases)ofER&outermitochondrialmembranescatalyzeactivationoflongchainfattyacids,esterifyingthemtocoenzymeA.ThisprocessisATP-dependent,&occursin2steps.TherearedifferentAcyl-CoASynthasesforfattyacidsofdifferentchainlengths.

①两类活化酶内质网脂酰辅酶A合酶

可活化12碳原子以上的脂肪酸。线粒体脂酰辅酶A合酶可活化4－10碳原子的脂肪酸。②具体反应脂酰-AMP形成脂肪酸+ATP脂酰-AMP+PPi脂酰辅酶A形成脂酰-AMP+CoA脂酰辅酶A+AMP2)运输由肉碱（Lys衍生而来）通过肉碱脂酰转移酶催化，形成脂酰肉碱后通过肉碱/脂酰肉碱移位酶催化运入线粒体，并在肉碱/脂酰肉碱移位酶II的催化下释放肉碱，同时生成脂酰CoA。

HOOC-CH2-CH（OH）-CH2-N+-（CH3）3

CarnitinePalmitoylTransferasescatalyzestransferofafattyacidbetweenthethiolofCoenzymeAandthehydroxyloncarnitine.Transferofthefattyacidmoietyacrosstheinnermitochondrialmembraneinvolvescarnitine.

Carnitine-mediatedtransferofthefattyacylmoietyintothemitochondrialmatrixisa3-stepprocess:①

CarnitinePalmitoylTransferaseI,anenzymeonthecytosolicsurfaceoftheoutermitochondrialmembrane,transfersafattyacidfromCoAtotheOHoncarnitine.②Anantiporterintheinnermitochondrialmembranemediatesexchangeofcarnitineforacylcarnitine.③

Carnitine

PalmitoylTransferaseII,anenzymewithinthemitochondrialmatrix,transfersthefattyacidfromcarnitinetoCoA.(Carnitineexitsthematrixinstep2.)ThefattyacidisnowesterifiedtoCoAinthematrix.

3)β-氧化β-氧化过程由四个连续的酶促反应组成。①脱氢②水化③再脱氢④硫解

①脱氢脂酰辅酶A脱氢酶催化，需要FAD,生成烯酰辅酶A。婴儿突然死亡症候群缺乏脂酰辅酶A脱氢酶；牙买加呕吐病（惊厥后剧烈呕吐）即降糖氨基酸A被代谢后产生抑制脂酰辅酶A脱氢酶。

bondbetweencarbonatoms2&3.TherearedifferentAcyl-CoADehydrogenasesforshort(4-6C),medium(6-10C),

longandverylong(12-18C)chainfattyacids.VeryLongChainAcyl-CoADehydrogenaseisboundtotheinnermitochondrialmembrane.Theothersaresolubleenzymeslocatedinthemitochondrialmatrix.Step1.Acyl-CoADehydrogenasecatalyzesoxidationofthefattyacidmoiety

of

acyl-CoAtoproduce

adouble

FADistheprostheticgroupthatfunctionsase-acceptorforAcyl-CoADehydrogenase.Proposedmechanism:AGluside-chaincarboxylextractsaprotonfromthea-carbonofthesubstrate,facilitatingtransferof2e-withH+(ahydride)fromthebpositiontoFAD.ThereducedFADacceptsa2ndH+,yieldingFADH2.②水化烯酰辅酶A水合酶催化生成羟脂酰辅酶A。③再脱氢羟脂酰辅酶A脱氢酶催化生成β酮脂酰辅酶A，需要NAD+。Step2.Enoyl-CoAHydratasecatalyzesstereospecific

hydrationofthetransdoublebondproducedinthe1ststep,yieldingL-hydroxyacyl-CoenzymeA.Step3.Hydroxyacyl-CoADehydrogenase

catalyzesoxidationofthehydroxylinthebposition(C3)toaketone.NAD+istheelectronacceptor.④硫解β酮脂酰辅酶A硫解酶催化释放一分子乙酰辅酶A，形成少二碳单位的脂酰辅酶A。4）总反应软脂酰辅酶A8乙酰辅酶A+7FADH2+7NADH乙酰辅酶A经过柠檬酸循环产生3分子NADH，1分子FADH2。1分子NADH经过呼吸链产生2.5分子ATP。1分子FADH2经过呼吸链产生1.5分子ATP。因此可产生108个ATP，净产生106ATP。对于任一偶数碳原子的长链脂肪酸，其净生成的ATP数目可按下式计算：

碳原子数碳原子数

ATP净生成数=-1×4+×10-222

Acysteine

Sattackstheb-keto

C.Acetyl-CoAisreleased,leavingthefattyacylmoietyinthioesterlinkagetothecysteinethiol.ThethiolofHSCoAdisplacesthecysteinethiol,yieldingfattyacyl-CoA(2Cless).Step4.b-Ketothiolasecatalyzesthiolyticcleavage.Summaryofoneroundoftheb-oxidationpathway:fattyacyl-CoA+FAD+NAD++HS-CoA

fattyacyl-CoA

(2

Cless)+FADH2+NADH+H+

+acetyl-CoATheb-oxidationpathwayiscyclic.Theproduct,2carbonsshorter,istheinputtoanotherroundofthepathway.If,asisusuallythecase,thefattyacidcontainsanevennumberofCatoms,inthefinalreactioncyclebutyryl-CoAisconvertedto2copiesofacetyl-CoA.

ATPProduction:FADH2ofAcyl-CoADehydrogenaseisreoxidizedbytransferof2e-viaETFtoCoQoftherespiratorychain. H+ejectionfromthematrixthataccompaniestransferof2e-fromCoQtooxygen,leadsviachemiosmoticcouplingtoproductionofapproximately1.5ATP.(Approx.4H+enterthemitochondrialmatrixperATPsynthesized.)NADHisreoxidizedbytransferof2e-totherespiratorychaincomplexI. H+pumpingassociatedwithtransferof2e-fromcomplexItooxygenyieldsapprox.2.5ATP.附：氧化磷酸化ATP净生成量

TransportofATP,ADP,&PiATPproducedinthemitochondrialmatrixmustexittothecytosoltobeusedbytransportpumps,kinases,etc.ADP&PiarisingfromATPhydrolysisinthecytosolmustreenterthematrixtobeconvertedagaintoATP.Twocarrierproteinsintheinnermitochondrialmembranearerequired.Theoutermembraneisconsiderednotapermeabilitybarrier.LargeoutermembraneVDACchannelsareassumedtoallowpassageofadeninenucleotidesandPi.Adeninenucleotidetranslocase(ADP/ATPcarrier)isanantiporterthatcatalyzesexchangeofADPforATPacrosstheinnermitochondrialmembrane.AtcellpH,ATPhas4(-)charges,ADP3(-)charges.ADP3-/ATP4-

exchangeisdrivenby,andusesup,membranepotential(onechargeperATP).Phosphate

re-entersthematrixwithH+byanelectroneutralsymportmechanism.Pientryisdrivenby,&usesup,thepHgradient(equivalenttoonemolH+permolATP).ThustheequivalentofonemolH+entersthematrixwithADP/ATPexchange&Piuptake.Assuming3H+transportedbyF1Fo,4H+

totalenterthematrixperATPsynthesized.5）脂肪酸β-氧化的特点①β-氧化过程在线粒体基质内进行；②β-氧化为一循环反应过程，由脂肪酸氧化酶系催化，反应不可逆；③需要FAD，NAD，CoA为辅助因子；④每循环一次，生成一分子FADH2，一分子NADH，一分子乙酰CoA和一分子减少两个碳原子的脂酰CoA。2.不饱和脂肪酸的氧化

同β氧化，但还需要异构酶和还原酶。需要异构酶时，少产生FADH2，需要还原酶时，要消耗NADPH。3.奇数碳脂肪酸的β氧化1）经β氧化最后产物为丙酰辅酶A2）丙酰CoA转化为琥珀酰辅酶A丙酰辅酶A羧化酶催化产生甲基丙二酰辅酶A。消旋酶催化产生L-甲基丙二酰辅酶A。甲基丙二酰辅酶A变位酶催化产生琥珀酰辅酶A。

4.α或ω氧化

植烷酸降解需先经脂肪酸α羟化酶催化再脱羧后形成降植烷酸才能进行β氧化而被降解。ω氧化指另一端甲基可被单加氧酶催化形成具有两个羧基的脂肪酸，两个羧基均能结合CoA，加速了脂肪酸降解速率。

5.乙酰CoA的代谢去向

1）柠檬酸循环

2）合成类固醇

3）脂肪酸合成

4）转化为酮体（乙酰乙酸，β羟基丁酸，丙酮）

(三)酮体的生成及利用脂肪酸在肝脏中氧化分解所生成的乙酰乙酸、β-羟丁酸和丙酮三种中间代谢产物，统称为酮体。CH3COCH2COOH乙酰乙酸CH3CH(OH)CH2COOHβ-羟丁酸

CH3COCH3丙酮1．酮体的生成酮体主要在肝脏的线粒体中生成，其合成原料为乙酰CoA。

(1)两分子乙酰CoA在乙酰乙酰CoA硫解酶的催化下，缩合生成一分子乙酰乙酰CoA。

2CH3CO~CoA

CH3COCH2CO~CoA+HSCoA乙酰乙酰硫解酶(2)乙酰乙酰CoA再与1分子乙酰CoA缩合，生成HMG-CoA（β-羟-β-甲基戊二酰CoA）。HMG-CoA合成酶是酮体生成的关键酶。

CH3COCH2CO~CoA+CH3CO~CoA

HOOCCH2C(OH)(CH3)CH2CO~SCoA+HSCoA

(3)HMG-CoA裂解生成1分子乙酰乙酸和1分子乙酰CoA。

HOOCCH2C(OH)(CH3)CH2CO~SCoA

CH3COCH2COOH+CH3CO~CoA

HMG-CoA合成酶HMG-CoA裂解酶*(4)乙酰乙酸在β-羟丁酸脱氢酶的催化下，加氢还原为β-羟丁酸。CH3COCH2COOH+NADH+H+

CH3CH(OH)CH2COOH+NAD+

(5)乙酰乙酸也可自发脱羧生成丙酮。

CH3COCH2COOHCH3COCH3+CO2

β-羟丁酸脱氢酶

2．酮体的利用利用酮体的酶有两种，即琥珀酰CoA转硫酶（主要存在于心、肾、脑和骨骼肌细胞的线粒体中）和乙酰乙酸硫激酶（主要存在于心、肾、脑细胞线粒体中）。酮体利用的基本过程为(1)β-羟丁酸在β-羟丁酸脱氢酶的催化下脱氢，生成乙酰乙酸。

CH3CH(OH)CH2COOH+NAD+

CH3COCH2COOH+NADH+H+

β-羟丁酸脱氢酶

(2)乙酰乙酸在琥珀酰CoA转硫酶或乙酰乙酸硫激酶的催化下转变为乙酰乙酰CoA。

CH3COCH2COOH+HOOCCH2CH2CO~CoA

CH3COCH2CO~CoA+HOOCCH2CH2COOH

CH3COCH2COOH+HSCoA+ATP

CH3COCH2CO~CoA+AMP+PPi琥珀酰CoA转硫酶乙酰乙酸硫激酶(3)乙酰乙酰CoA在乙酰乙酰CoA硫解酶的催化下，裂解为两分子乙酰CoA。

CH3COCH2CO~CoA+HSCoA

2CH3CO~CoA

(4)生成的乙酰CoA进入三羧酸循环彻底氧化分解。

乙酰乙酰CoA硫解酶心、肾、脑、骨骼肌细胞心、肾、脑细胞3．酮体生成及利用的生理意义(1)在正常情况下，酮体是肝脏输出能源的一种形式。(2)在饥饿或疾病情况下，为心、脑等重要器官提供必要的能源。

(四)甘油的代谢脂肪动员生成的甘油，主要经血循环转运至肝脏进行代谢。1．甘油在甘油磷酸激酶的催化下，磷酸化为3-磷酸甘油：

甘油+ATP3-磷酸甘油+ADP

甘油磷酸激酶2．3-磷酸甘油在3-磷酸甘油脱氢酶的催化下，脱氢氧化为磷酸二羟丙酮：

3-磷酸甘油+NAD+

磷酸二羟丙酮+NADH+H+

3-磷酸甘油脱氢酶二、甘油三酯的合成代谢肝脏、小肠和脂肪组织是主要的合成脂肪的组织器官，其合成的亚细胞部位主要在胞液。

(一)脂肪酸的合成脂肪酸合成的原料是葡萄糖氧化分解后产生的乙酰CoA。其合成过程由胞液中的脂肪酸合成酶系催化。脂肪酸合成的直接产物是软脂酸。1．乙酰CoA转运出线粒体

经柠檬酸-丙酮酸穿梭作用将线粒体内生成的乙酰CoA运至胞液。1）经过TCA循环形成柠檬酸

在线粒体内，草酰乙酸与乙酰CoA缩合形成柠檬酸，在经三羧酸转运体系穿梭，将柠檬酸转运到细胞基质。2）柠檬酸在细胞质基质中裂解形成乙酰CoA

在细胞基质中，柠檬酸裂解酶催化柠檬酸的裂解，释放乙酰辅酶A。

草酰乙酸转变为苹果酸或丙酮酸再运入线粒体。

苹果酸穿梭

oxaloacetate+NADHmalate+NAD+丙酮酸穿梭

malate+NADP+

pyruvate+NADPH+CO2pyruvate+ATP+CO2oxaloacetate+ADP+Pi因此，转运1分子乙酰基可以经丙酮酸穿梭在细胞基质中形成1分子NADPH，但在线粒体中需要消耗1分子ATP。2.脂肪酸合成的生化反应

1）脂肪酸合成的起始

脂肪酸的合成起始于丙二酸单酰CoA的产生，该反应由乙酰辅酶A羧化酶催化，是脂肪酸合成的重要步骤。原核生物的乙酰辅酶A羧化酶由三种蛋白组成复合体：a）生物素羧基载体蛋白（BCCP），b）生物素羧化酶(biotincarboxylase)，c）转羧酶（tranacarboxylase）。真核生物哺乳类和鸟类的乙酰辅酶A羧化酶为同二聚体。

原核生物脂肪酸合成酶系Theoverallreaction,whichisspontaneous,maybesummarizedas:HCO3-+

ATP

+acetyl-CoA

ADP

+Pi+malonyl-CoABCCP—生物素+ATP+CO2+H2OBCCP-羧基生物素+ADP+PiBCCP-羧基生物素+乙酰CoA丙二酸单酰CoA＋BCCP-生物素2）脂肪酸合成循环

脂肪酸的进一步合成（脂肪酸链的延伸）在脂肪酸合酶的催化下完成。

①脂肪酸合酶

脂肪酸合酶复合体含有多种酶活性和一个酰基载体蛋白。

酰基载体蛋白（acylcarrierprotein,ACP）,它的辅基为磷酸泛酰巯基乙胺，ACP的Ser残基与辅基一端的磷酸基形成磷脂键，辅基另一端的-SH可脂酰基形成硫脂键。在大肠杆菌和植物中，脂肪酸合酶由不同的7种多肽链聚合而成，其中一个为ACP，其余的6链是酶。酵母脂肪酸合酶由两条多肽链组成异二聚体，六个异二聚体再组合成复合物；两条链含有6种酶活性，和ACP；其中一条多肽含ACP和2种酶，另一条含4种酶。

动物脂肪酸合酶含7种酶活性和1个ACP，它们全部定位于一条多肽链，两条多肽链组成脂肪酸合酶体系。含有软脂酰－ACP硫脂酶，催化生成的软脂酰－CoA的水解，生成软脂酸，它在16个碳的脂肪酸合成后才起作用。其他生物无此酶，可以直接利用软脂酰－ACP。

②脂肪酸合成

启动

转酰基酶催化乙酰CoA+ACP乙酰ACP+CoA乙酰ACP+脂肪酸合酶

乙酰－脂肪酸合酶+ACP

装载

丙二酸单酰-CoA-ACP转酰酶催化丙二酸单酰-CoA丙二酸单酰-ACP+CoA缩合

β-酮酰-ACP合酶催化缩合反应乙酰－脂肪酸合酶+丙二酸单酰-ACP乙酰乙酰-ACP+合酶+CO2还原

β-酮酰-ACP还原酶催化，形成β-羟酰-ACP，需要NADPH

。脱水

β-羟酰-ACP脱水酶催化，形成烯酰-ACP(为反式不饱和键)

。还原

烯酰-ACP还原酶催化，需要NADPH,生成脂酰基-ACP

。释放

动物脂肪酸合成到16碳（软脂酰-ACP）时即行停止，此反应在软脂酰-ACP硫脂酶催化下完成。

3）软脂酸的碳链延长和不饱和脂肪酸的合成

①碳链延长线粒体中相似于β氧化的逆反应，但使用了NADPH。

光面内质网上可延长2个碳变成硬脂酸反应为软脂酰-CoA与丙二酸单酰-CoA作用，需要NADH，经还原脱水再还原的步骤完成。

②不饱和脂肪酸的合成软脂酸和硬脂酸在脂肪酰去饱和酶的催化下经氧化反应，分别在第9位引入不饱和键，生成棕榈酸和油酸，但哺乳动物缺少在其它部位引入不饱和键的酶。植物可在其它部位引入不饱和键，但它的酶不能作用于游离脂肪酸，可以先形成磷脂类化合物。

3.脂肪酸合成的调控1）乙酰辅酶A羧化酶是重要的调控位点脊椎动物软脂酰CoA反馈抑制，柠檬酸和乙酰辅酶A刺激。2）共价调节磷酸化失活，去磷酸化激活。肾上腺素、胰高血糖素可以激活腺苷酸环化酶，使cAMP浓度增加，使依赖于cAMP的蛋白质激酶活化，导致乙酰辅酶A羧化酶磷酸化，引起聚合物解体而失活。

Acetyl-CoACarboxylase,whichconvertsacetyl-CoAtomalonyl-CoA,isthecommittedstepofthefattyacidsynthesispathway.Themammalianenzymeisregulated,byphosphorylationallostericregulationbylocalmetabolites.Theactiveconformationoftheenzymeassociatesinmultimeric

filamentouscomplexes.Theinactiveconformationoftheenzymeexistsasindividualprotomers.dissociateintoinactivemonomers.Thispreventsenergy-utilizingfattyacidsynthesiswhencellularenergystoresaredepleted(whenATPhasbeendephosphorylatedallthewaytoAMP).AMP-ActivatedKinasecatalyzesphosphorylationofAcetyl-CoACarboxylase,causinginhibition.PhosphorylationcausesthefilamentousenzymetoInsuchtissuesmalonyl-CoA,producedviaoneisoformofAcetyl-CoACarboxylase,functionsmainlyasaninhibitoroffattyacidoxidation.WhenAMPishigh(ATPlow),malonyl-CoAproductionisdiminished,releasingfattyacidoxidationfrominhibition.TheroleofAMP-ActivatedKinaseissignificantevenintissues(e.g.,cardiacmuscle)thatdonotsignificantlysynthesizefattyacids.AcAMPcascade,activatedbyglucagon&epinephrinewhenbloodglucoseislow,mayalsoresultinphosphorylationofAcetyl-CoACarboxylaseviacAMP-DependentProteinKinase.WithAcetyl-CoACarboxylaseinhibited,acetyl-CoAremainsavailableforsynthesisofketonebodies,thealternativemetabolicfuelusedwhenbloodglucoseislow.Theantagonisticeffectofinsulin,producedwhenbloodglucoseishigh,isattributedtoactivationofProteinPhosphatase.CitrateactivatesAcetyl-CoACarboxylase,promotingactivation&enzymepolymerization.[Citrate]ishighwhenthereisadequateacetyl-CoAenteringKrebsCycle.Excessacetyl-CoAisconvertedtofattyacidsforstorage.Regulationbylocalmetabolites:Palmitoyl-CoA

(productofFattyAcidSynthase)promotestheinactiveprotomerstateofAcetyl-CoACarboxylase(feedbackinhibition).3)转录水平的调控FattyAcidSynthaseistranscriptionallyregulated.Inliver:Insulin,ahormoneproducedwhenbloodglucoseishigh,stimulatesFattyAcidSynthaseexpression. Thusexcessglucoseisstoredasfat. TranscriptionfactorsthatthatmediatethestimulatoryeffectofinsulinincludeUSFs(upstreamstimulatoryfactors)andSREBP-1.

SREBPs(sterolresponseelementbindingproteins)werefirstidentifiedfortheirregulationofcholesterolsynthesis.Polyunsaturatedfattyacids

diminishtranscriptionoftheFattyAcidSynthasegeneinlivercells,bysuppressingproductionofSREBPs.Infatcells:ExpressionofSREBP-1andofFattyAcidSynthaseisinhibitedbyleptin,ahormonethathasaroleinregulatingfoodintakeandfatmetabolism.Leptinisproducedbyfatcellsinresponsetoexcessfatstorage.Leptinregulatesbodyweightbydecreasingfoodintake,increasingenergyexpenditure,andinhibitingfattyacidsynthesis.4.脂肪酸合成的特点1）合成所需原料为乙酰CoA，直接生成的产物是软脂酸，合成一分子软脂酸，需七分子丙二酸单酰CoA和一分子乙酰CoA。2）在胞液中进行，关键酶是乙酰CoA羧化酶。3）合成为一耗能过程，每合成一分子软脂酸，需消耗23分子ATP（16分子用于转运，7分子用于活化）。4）需NADPH作为供氢体，对糖的磷酸戊糖旁路有依赖性。（二）甘油三脂的合成1.磷酸甘油的形成1）由糖代谢生成磷酸甘油脱氢酶催化(肝脏和脂肪细胞)磷酸二羟丙酮+NADH磷酸甘油+NAD+

2）由脂肪动员生成甘油磷酸激酶催化（肝脏）甘油＋ATP磷酸甘油＋ADP

2.甘油三脂的合成1）磷酸甘油二脂的合成脂肪酸转移酶催化最后生成磷酸甘油二脂。2）甘油三脂形成经磷酸脂酶催化脱去磷酸，在脂肪酸转移酶催化下形成甘油三脂。

附：脂肪酸合成与β氧化的比较1）不同场所2）酰基载体不同3）其中的4步反应看似为逆反应实质上由不同酶催化4）酰基穿梭不同5）链的延伸和链的缩短6）羧基的离去时间不同7）羟脂酰中间体不同脂肪酸合成还含有D型β氧化只有L型8）还原途径和氧化途径9）每个循环可增加或减少2个碳单位10）催化的酶类聚合程度不同第二节磷脂的代谢

一、磷脂的降解代谢1.甘油三脂的降解由磷脂酶催化2.鞘磷脂的降解由鞘磷脂酶催化生成脂酰鞘氨醇和磷酸胆碱。

二、甘油磷脂的合成代谢

1．甘油二酯合成途径

磷脂酰胆碱和磷脂酰乙醇胺通过此代谢途径合成。合成过程中所需胆碱及乙醇胺以CDP-胆碱和CDP-乙醇胺的形式提供。甘油二酯合成途径

2．CDP-甘油二酯合成途径磷脂酰肌醇、磷脂酰丝氨酸和心磷脂通过此途径合成。合成过程所需甘油二酯以CDP-甘油二酯的活性形式提供。CDP-甘油二酯合成途径附：几类生物甘油磷脂的合成A.大肠杆菌甘油磷脂的合成a.大肠杆菌的三类甘油磷脂磷脂酰乙醇胺、磷脂酰甘油、二磷脂酰甘油。b.三类甘油磷脂的合成a)CDP－二脂酰甘油的形成脂酰转移酶催化先合成磷酸甘油二脂（磷脂酸），在磷脂酸胞苷转移酶催化下生成CDP－二脂酰甘油。

b)磷脂酰乙醇胺合成

分别在磷脂酰丝氨酸合酶和磷脂酰丝氨酸脱羧酶催化下，先形成磷脂酰丝氨酸，最后生成磷脂酰乙醇胺。CDP－二脂酰甘油+丝氨酸磷脂酰丝氨酸+CMP磷脂酰丝氨酸

磷脂酰乙醇胺+CO2

c)磷脂酰甘油合成

先在磷脂酰甘油磷酸合酶催化下CDP－二脂酰甘油与3－磷酸甘油反应生成磷脂酰甘油磷酸。在磷脂酰甘油磷酸磷酸脂酶催化下脱去磷酸。

d)二磷脂酰甘油的合成在二磷脂酰甘油合酶催化下，两个磷脂酰甘油反应生成二磷脂酰甘油和甘油。B.真核生物甘油磷脂的合成a.磷脂酰乙醇胺和磷脂酰胆碱是真核生物最重要的磷脂。b.磷脂酸来自磷酸二羟丙酮磷脂酸一旦形成，容易转变为二酰甘油。

c.磷脂酰乙醇胺和磷脂酰胆碱的合成a)CDP－胆碱的形成膳食中的胆碱在胆碱激酶催化下转变为磷酸胆碱。在胞液中，CTP：磷酸胆碱胞苷转移酶催化磷酸胆碱与CTP反应生成CDP－胆碱。该酶需经内质网磷脂修饰而激活。b)磷脂酰胆碱合成磷脂酰胆碱合酶催化CDP-胆碱与二酰甘油反应生成磷脂酰胆碱。

c)CDP－乙醇胺的形成

在乙醇胺激酶催化下，乙醇胺先转变为磷酸乙醇胺。CTP：磷酸乙醇胺胞苷转移酶催化磷酸乙醇胺与CTP反应生成CDP-乙醇胺。磷脂酰乙醇胺合酶催化CDP-乙醇胺与二酰甘油反应生成磷脂酰乙醇胺。d)磷脂酰乙醇胺向磷脂酰胆碱的转变经过甲基转移酶催化，由S-腺苷甲硫氨酸提供3个甲基，生成磷脂酰胆碱。

d.磷脂酰肌醇的形成磷脂酰肌醇合酶催化CDP－二脂酰甘油+肌醇

磷脂酰肌醇

+CMP

还可经进一步磷酸化生成磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸，并在磷脂酶C作用下形成肌醇三磷酸(I-1,4,5-3P)。3.甘油磷脂合成的调控生物对结构脂质的调控与生物膜系统的维持、形成和功能有密切关系。1)磷脂酰胆碱合成的调控受CTP：磷酸胆碱胞苷转移酶调节。①反馈调节内质网磷脂酰胆碱浓度降低，利于酶与内质网结合，而被激活。②共价调节蛋白质激酶使酶磷酸化，脱离内质网，失活。

③脂肪酸推动酶与内质网结合④二脂酰甘油促进酶与内质网结合2）腺苷酸环化酶介导的反应抑制二脂酰甘油合成限制甘油磷脂合成。

三、鞘磷脂的合成代谢

鞘磷脂的结构包括：一个长链脂肪酸、一个二级氨和一个醇羟基部分。

鞘氨醇是主要代表之一。它由神经酰胺生成。反应在内质网上进行。需要软脂酰CoA和丝氨酸为原料，磷酸吡哆醛、NADP、FAD为辅助因子。

1.缩合反应

软脂酰CoA+Ser3－酮鞘氨醇+CO2

CH3（CH2）12-CH=CH-CHOH|CHNH2|鞘氨醇CH2OH

2.还原

3－酮鞘氨醇+NADPH二氢鞘氨醇+NADP+3.脂化N-脂酰-二氢鞘氨醇合酶催化脂酰CoA+二氢鞘氨醇N-脂酰-二氢鞘氨醇+CoA4.脱氢神经酰胺还原酶催化，需要FAD，生成N-脂酰-鞘氨醇（神经酰胺）。

CH3（CH2）12-CH=CH-CHOH|

CHNHCO（CH2）nCH3

|CH2O-XN-脂酰鞘氨醇5.合成鞘磷脂磷酸胆碱转移酶（存在于高尔基体膜的腔内侧）催化，神经酰胺与磷脂酰胆碱反应。生成二脂酰甘油和鞘磷脂。一般用CDP-胆碱和CDP-乙醇胺提供磷酸胆碱或磷酸乙醇胺，最后放出CMP。

如果在转糖基酶催化下，使用CDP－葡萄糖，可生成葡萄糖神经酰胺。

体内含量最多的鞘磷脂是神经鞘磷脂。神经鞘磷脂合成时，在相应转移酶的催化下，将CDP-胆碱或CDP-乙醇胺携带的磷酸胆碱或磷酸乙醇胺转移至N-脂酰鞘氨醇上，生成神经鞘磷脂。第三节

胆固醇的代谢

MetabolismofCholesterol

一、胆固醇的代谢

（一）转化为胆汁酸胆固醇在肝脏中转化为胆汁酸是胆固醇主要的代谢去路。1．初级胆汁酸的生成初级胆汁酸是以胆固醇为原料在肝脏中合成的。主要的初级胆汁酸是胆酸和鹅脱氧胆酸初级胆汁酸通常在其羧酸侧链上结合有一分子甘氨酸或一分子牛磺酸，从而形成结合型初级胆汁酸，如甘氨胆酸，甘氨鹅脱氧胆酸、牛磺胆酸和牛磺鹅脱氧胆酸。初级胆汁酸合成的关键酶是7α-羟化酶2．次级胆汁酸的生成次级胆汁酸是在肠道细菌的作用下生成的。进入小肠下部及大肠的结合型初级胆汁酸可在肠道细菌的作用下水解或/和7位脱羟基而生成结合型或游离型的次级胆汁酸。主要的次级胆汁酸是脱氧胆酸和石胆酸。（二）转化为类固醇激素1．肾上腺皮质激素的合成肾上腺皮质球状带可合成醛固酮，又称盐皮质激素，可调节水盐代谢；肾上腺皮质束状带可合成皮质醇和皮质酮，合称为糖皮质激素，可调节糖代谢。2．雄激素的合成睾丸间质细胞可以胆固醇为原料合成睾酮。3．雌激素的合成雌激素主要有孕酮和雌二醇两类。（三）转化为维生素D3胆固醇经7位脱氢而转变为7-脱氢胆固醇，后者在紫外光的照射下，B环发生断裂，生成Vit-D3。Vit-D3在肝脏羟化为25-（OH）D3，再在肾脏被羟化为1,25-(OH)2D3。（四）胆固醇的酯化胆固醇的酯化在C3位羟基上进行，由两种不同的酶催化。存在于血浆中的是卵磷脂胆固醇酰基转移酶（LCAT）。存在于组织细胞中的是脂肪酰CoA胆固醇酰基转移酶（ACAT）。

LCAT胆固醇+卵磷脂胆固醇酯+溶血卵磷脂

ACAT胆固醇+脂肪酰CoA胆固醇酯+HSCoA

LCAT胆固醇+卵磷脂胆固醇酯+溶血卵磷脂

ACAT胆固醇+脂肪酰CoA胆固醇酯+HSCoA

二、胆固醇的合成（一）胆固醇合成的部位和原料胆固醇合成部位主要是在肝脏和小肠的胞液和微体。其合成所需原料为乙酰CoA。乙酰CoA经柠檬酸-丙酮酸穿梭转运出线粒体而进入胞液，此过程为耗能过程。每合成一分子的胆固醇需18分子乙酰CoA，54分子ATP和16分子NADPH。（二）胆固醇合成的基本过程胆固醇合成的基本过程可分为下列三个阶段1．乙酰CoA缩合生成甲羟戊酸（MVA）此过程在胞液和微体进行。HMG-CoA还原酶是胆固醇合成的关键酶。2×乙酰CoA→乙酰乙酰CoA→HMG-CoA

→MVA2．甲羟戊酸缩合生成鲨烯此过程在胞液和微体进行。

MVA→二甲丙烯焦磷酸→焦磷酸法呢酯→鲨烯。3．鲨烯环化为胆固醇此过程在微粒体进行。鲨烯结合在胞液的固醇载体蛋白（SCP）上，由微粒体酶进行催化，经一系列反应环化为27碳胆固醇。

（三）胆固醇合成的调节

1．膳食因素饥饿或禁食可抑制HMG-CoA还原酶的活性，使胆固醇的合成减少；摄取高糖、高饱和脂肪膳食后，HMG-CoA活性增加而导致胆固醇合成增多。

2．胆固醇及其衍生物胆固醇及其氧化产物，如7β-羟胆固醇，25-羟胆固醇等可反馈抑制HMG-CoA还原酶的活性。

3．激素

胰岛素和甲状腺激素可通过诱导HMG-CoA还原酶的合成而使酶活性增加；胰高血糖素和糖皮质激素则可抑制HMG-CoA还原酶的活性。第四节

血浆脂蛋白代谢

Metabolismofplasmalipoprotein

一、血脂血浆中所含脂类物质统称为血脂。血浆中的脂类物质主要有：①甘油三酯（TG）及少量甘油二酯和甘油一酯；②磷脂（PL），主要是卵磷脂，少量溶血磷脂酰胆碱，磷脂酰乙醇胺及神经磷脂等；③胆固醇（Ch）及胆固醇酯（ChE）；④自由脂肪酸（FFA）。

正常血脂有以下特点①血脂水平波动较大，受膳食因素影响大；②血脂成分复杂；③通常以脂蛋白的形式存在，但自由脂肪酸是与清蛋白构成复合体而存在。二、血浆脂蛋白的分类、组成与结构（一）分类1．电泳分类法：根据电泳迁移率的不同进行分类，可分为四类：乳糜微粒→β-脂蛋白→前β-脂蛋白→α-脂蛋白。2．超速离心法：按脂蛋白密度高低进行分类，也分为四类：

CM→VLDL→LDL→HDL。Lipoproteinsdifferintheircontentsofproteinsandlipids.Theyareclassifiedbasedondensity.Chylomicron(largest;lowestindensityduetohighlipid/proteinratio;highest%weighttriacylglycerols)VLDL(verylowdensitylipoprotein;2ndhighestintriacylglycerolsas%ofweight)IDL(intermediatedensitylipoprotein)LDL(lowdensitylipoprotein,highestincholesterylestersas%ofweight)HDL(highdensitylipoprotein;highestindensityduetohighprotein/lipidratio)（二）组成血浆脂蛋白均由蛋白质（载脂蛋白，Apo）、甘油三酯(TG)、磷脂(PL)、胆固醇(Ch)及其酯(ChE)所组成。不同的脂蛋白仅有含量上的差异而无本质上的不同。乳糜微粒中，含TG90%以上；VLDL中的TG也达50%以上；LDL主要含Ch及ChE，约占40%～50%；而HDL中载脂蛋白的含量则占50%，此外，Ch、ChE及PL的含量也较高。

（三）结构血浆脂蛋白颗粒通常呈球形。其中所含的载脂蛋白多数具有双极性α-螺旋。各种脂蛋白的结构十分类似，其颗粒外层为亲水的载脂蛋白和磷脂的极性部分组成，载脂蛋白和磷脂的疏水部分则伸入到内部，而疏水的甘油三酯和胆固醇则被包裹在内部。三、载脂蛋白（Apolipoprotein）（一）载脂蛋白的种类和命名⑴ApoA：目前发现有三种亚型，即ApoⅠ、ApoⅡ、ApoⅣ。ApoAⅠ和ApoAⅡ主要存在于HDL中。⑵ApoB：有两种亚型，即在肝细胞内合成的ApoB100；小肠粘膜细胞内合成的ApoB48。ApoB100主要存在于LDL中，而ApoB48主要存在于CM中。⑶ApoC：有