脂类的代谢专业知识专家讲座

第九章脂类代谢（MetabolismofLipids）脂类的代谢专业知识专家讲座第1页

主要内容脂类在体内消化和吸收脂类在体内贮存和运输脂肪分解代谢脂肪合成代谢类脂代谢脂类代谢调整与脂类代谢紊乱脂类的代谢专业知识专家讲座第2页脂肪（甘油三酯，TG）脂类类脂磷酸甘油酯（PL）鞘磷脂脑苷脂神经节苷脂磷脂糖脂胆固醇（Ch）及其酯（ChE）脂类的代谢专业知识专家讲座第3页脂类的代谢专业知识专家讲座第4页

分类含量

分布生理功效脂肪甘油三酯（贮脂）95﹪，（随机体营养情况而变动）脂肪组织、皮下结缔组织、大网膜、肠系膜、肾脏周围（脂库）、血浆1.储脂供能2.提供必需脂肪酸3.促进脂溶性维生素吸收4.热垫作用5.保护垫作用6.组成血浆脂蛋白类脂糖酯、胆固醇及其酯、磷脂(组织脂）5﹪（含量相当稳定）动物全部细胞生物膜、神经、血浆1.维持生物膜结构和功效2.胆固醇可转变成类固醇激素、维生素、胆汁酸等3.组成血浆脂蛋白脂类的代谢专业知识专家讲座第5页

网膜网膜脂类的代谢专业知识专家讲座第6页乳化胆汁酸盐

对应消化酶

产物食物中脂类

微团(micelles)第一节脂类在体内消化和吸收甘油三酯磷脂胆固醇酯脂类的代谢专业知识专家讲座第7页

脂类的代谢专业知识专家讲座第8页

第二节脂类在体内贮存和运输一、脂类体内贮存和动员1.脂肪贮存2.脂肪动员贮存于脂肪细胞中甘油三酯在激素敏感脂肪酶（hormonesensitivetriglyceridelipase,HSL）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过程称为脂肪动员。

脂类的代谢专业知识专家讲座第9页ATPcAMP↑脂解激素-受体AC+HSLa(无活性)HSLb(有活性)PKA+甘油三酯（TG）

甘油二酯（DG）FFA甘油一酯（MG）FFA

甘油二酯脂肪酶甘油一酯脂肪酶甘油

FFA

脂肪动员基本过程脂类的代谢专业知识专家讲座第10页二、血浆脂蛋白和脂类运输（一）血脂与血浆脂蛋白血浆中脂类统称为血脂，包含甘油三酯、磷脂、胆固醇和胆固醇酯及游离脂肪酸等。血脂主要起源：食物中吸收、脂库动员、体内合成、由糖或一些氨基酸转变血脂去路：氧化分解、进入脂库储存、组成细胞膜、转变为其它物质。脂类的代谢专业知识专家讲座第11页脂蛋白是脂类在血浆中存在形式，也是脂类在血浆中运输形式。脂类的代谢专业知识专家讲座第12页脂类的代谢专业知识专家讲座第13页（二）血浆脂蛋白分离方法

血浆脂蛋白通惯用超速离心法和电泳法。脂类的代谢专业知识专家讲座第14页脂类的代谢专业知识专家讲座第15页血浆脂蛋白通惯用超离心法和电泳法可分为四类乳糜微粒(chylomicrons,CM)极低密度脂蛋白(verylowdensitylipoprotein,VLDL,前β-脂蛋白)低密度脂蛋白(lowdensitylipoprotein,LDL，β-脂蛋白)高密度脂蛋白（highdensitylipoprotein,HDL，α-脂蛋白)脂类的代谢专业知识专家讲座第16页脂类的代谢专业知识专家讲座第17页第三节脂肪分解代谢一、脂肪分解代谢甘油三酯

甘油+脂肪酸

脂肪酶脂类的代谢专业知识专家讲座第18页CH2OHHCOHCH2OHCH2OHR2-C-O-CHCH2OHO=--H2OR1COOH甘油二酯脂肪酶H2OR2COOH甘油一酯脂肪酶----CH2-O-C-R1R2-C-O-CHCH2-O-C-R3O=O=O=

H2OR3COOH甘油三酯脂肪酶O=O=---CH2-O-C-R1R2-C-O-CHCH2OH限速酶脂类的代谢专业知识专家讲座第19页二、甘油氧化分解脂肪动员生成甘油，主要经血循环转运至肝脏进行代谢。脂类的代谢专业知识专家讲座第20页三、脂肪酸氧化分解（一）饱和偶数碳原子脂肪酸氧化分解脂肪酸活化穿膜脂肪酸

-氧化R1CH2CH2CH2CH2

CH2COOH脂类的代谢专业知识专家讲座第21页1.脂肪酸活化——脂酰CoA生成

部位：线粒体外膜或内质网脂类的代谢专业知识专家讲座第22页2.穿膜（脂酰CoA进入线粒体）

此过程必须要由肉碱（肉毒碱）携带，借助于两种肉碱脂肪酰转移酶（酶Ⅰ和酶Ⅱ）催化移换反应才能完成。其中肉碱脂肪酰转移酶Ⅰ是脂肪酸β-氧化关键酶。

肉毒碱(3-羟基-4-三甲氨基丁酸)HOOC-CH2-CH-CH2-N+-CH3

OHCH3CH3脂类的代谢专业知识专家讲座第23页脂类的代谢专业知识专家讲座第24页脂酰CoA进入线粒体过程胞液外膜内膜基质

*脂酰转移酶ⅠRCO~SCoA

HSCoA

肉碱RCO-肉碱

转位酶RCO-肉碱

脂酰转移酶ⅡRCO~SCoA

肉碱HSCoA

脂类的代谢专业知识专家讲座第25页3.脂肪酸β氧化

-氧化过程由四个连续酶促反应组成：①脱氢；②水合；③再脱氢；④硫解。脂类的代谢专业知识专家讲座第26页

氧化循环反应过程①脱氢脂酰CoA脱氢酶

R-CH2-CH2-CH2-CO~SCoAFAD

FADH2R-CH2-CH=CH-CO~SCoA④硫解硫解酶

-2CCH3-CO~SCoAHSCoA②水合水合酶

H2OR-CH2-CH(OH)-CH2-CO~SCoA③再脱氢L-β-羟脂酰CoA脱氢酶R-CH2-CO-CH2-CO~SCoANADH+H+

NAD+脂类的代谢专业知识专家讲座第27页脂肪酸β氧化特点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，一分子降低两个碳原子脂酰CoA。肉碱脂肪酰转移酶Ⅰ是脂肪酸β-氧化关键酶。脂类的代谢专业知识专家讲座第28页肉碱转运载体线粒体膜脂酰CoA脱氢酶L(+)-β羟脂酰CoA脱氢酶

NAD+NADH+H+反

2-烯酰CoA水合酶H2OFADFADH2

β酮脂酰CoA硫解酶CoA-SH脂酰CoA合成酶ATPCoASHAMPPPiH2O呼吸链2ATPH2O呼吸链3ATPTAC脂类的代谢专业知识专家讲座第29页

脂肪酸氧化分解时能量释放1分子FADH2可生成2分子ATP，1分子NADH可生成3分子ATP，故一次-氧化循环可生成5分子ATP。1分子乙酰CoA经彻底氧化分解可生成12分子ATP。脂类的代谢专业知识专家讲座第30页以16C软脂酸为例来计算，则生成ATP数目为：7次

-氧化分解产生5×7=35分子ATP；8分子乙酰CoA可得12×8=96分子ATP；共可得131分子ATP，减去活化时消耗两分子ATP，故软脂酸彻底氧化分解可净生成129分子ATP。脂类的代谢专业知识专家讲座第31页对于任一偶数碳原子长链脂肪酸，其净生成ATP数目可按下式计算：脂类的代谢专业知识专家讲座第32页不饱和脂酸

β氧化

顺

3

-烯酰CoA顺

2-烯酰CoA（四）不饱和脂肪酸氧化

反

2-烯酰CoA

3顺-

2反烯酰CoA异构酶β氧化L(+)-β羟脂酰CoAD(-)-β羟脂酰CoAD(-)-β羟脂酰CoA表构酶H2O脂类的代谢专业知识专家讲座第33页脂类的代谢专业知识专家讲座第34页脂类的代谢专业知识专家讲座第35页（五）奇数碳脂肪酸氧化L-甲基丙二酸单酰CoA消旋酶

变位酶5

-脱氧腺苷钴胺素琥珀酰CoA

奇数碳脂肪酸CH3CH2CO~CoA

-氧化

丙酰CoA羧化酶（生物素）ADP+PiD-甲基丙二酸单酰CoAATP+CO2经三羧酸循环路径→丙酮酸羧化支路→糖有氧氧化路径彻底氧化分解脂类的代谢专业知识专家讲座第36页四、酮体生成和利用

脂肪酸在肝脏中氧化分解所生成乙酰乙酸、β-羟丁酸和丙酮三种中间代谢产物，统称为酮体。脂类的代谢专业知识专家讲座第37页CHCH3CHCOOHOH2D(-)-β-羟丁酸酮体酮体分子结构脂类的代谢专业知识专家讲座第38页酮体主要在肝细胞线粒体中生成。酮体生成原料为乙酰CoA。（一）酮体生成脂类的代谢专业知识专家讲座第39页

(1)两分子乙酰CoA在乙酰乙酰CoA硫解酶(thiolase)催化下，缩合生成一分子乙酰乙酰CoA。乙酰乙酰CoA硫解酶2×(乙酰CoA)酮体生成反应过程脂类的代谢专业知识专家讲座第40页

(2)乙酰乙酰CoA再与1分子乙酰CoA缩合，生成HMG-CoA。HMG-CoA合酶是酮体生成关键酶。HMG-CoA合酶*CoASH限速酶脂类的代谢专业知识专家讲座第41页

(3)HMG-CoA裂解生成1分子乙酰乙酸和1分子乙酰CoA。HMG-CoA裂解酶脂类的代谢专业知识专家讲座第42页

(4)乙酰乙酸在

-羟丁酸脱氢酶催化下，加氢还原为

-羟丁酸。β-羟丁酸脱氢酶NAD+NADH+H+脂类的代谢专业知识专家讲座第43页(5)乙酰乙酸自发脱羧或由酶催化脱羧生成丙酮。CO2脂类的代谢专业知识专家讲座第44页脂类的代谢专业知识专家讲座第45页（二）酮体利用利用酮体酶有两种，即琥珀酰CoA转硫酶（主要存在于心、肾、脑和骨骼肌细胞线粒体中）乙酰乙酸硫激酶（主要存在于心、肾、脑细胞线粒体中）脂类的代谢专业知识专家讲座第46页

(1)

-羟丁酸在

-羟丁酸脱氢酶催化下脱氢，生成乙酰乙酸。β-羟丁酸脱氢酶NAD+NADH+H+酮体利用基本过程脂类的代谢专业知识专家讲座第47页

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

琥珀酸乙酰乙酸硫激酶HSCoA+ATPAMP+PPi

脂类的代谢专业知识专家讲座第48页(3)乙酰乙酰CoA在乙酰乙酰CoA硫解酶催化下，裂解为两分子乙酰CoA。(4)生成乙酰CoA进入三羧酸循环彻底氧化分解。乙酰乙酰CoA硫解酶HSCoA

脂类的代谢专业知识专家讲座第49页

心、肾、脑细胞心、肾、脑、骨骼肌细胞脂类的代谢专业知识专家讲座第50页

当由琥珀酰CoA转硫酶催化进行氧化利用时，乙酰乙酸可净生成24分子ATP，β-羟丁酸可净生成27分子ATP；由乙酰乙酸硫激酶催化进行氧化利用时，乙酰乙酸则可净生成22分子ATP，β-羟丁酸可净生成25分子ATP。脂类的代谢专业知识专家讲座第51页（三）酮体生成及利用生理意义(1)在正常情况下，酮体是肝脏输出能源一个形式；(2)在饥饿或疾病情况下，为心、脑等主要器官提供必要能源。脂类的代谢专业知识专家讲座第52页1、盐析法沉淀蛋白质原理是A、破坏水化膜B、与蛋白质结合生成不溶性蛋白盐C、使蛋白质变性D、调整蛋白质在溶液中等电点E、改变蛋白质分子量2、密度最低血浆脂蛋白是

A、VLDLB、LDLC、IDLD、HDLE、CM3、维生素B2是以下哪种辅酶或辅基组成成份

A、NAD+B、NADP+C、CoAD、TPPE、FAD复习思索题脂类的代谢专业知识专家讲座第53页4、同工酶

A、催化化学反应相同B、酶蛋白分子结构相同

C、酶蛋白理化性质相同D、电泳行为相同E、Km值相同5、通常既不见于RNA，也不见于DNA含氮碱基是

A、腺嘌呤B、次黄嘌呤C、鸟嘌呤D、胸腺嘧啶E、尿嘧啶6、丙二酸对于琥珀酸脱氢酶影响属于

A、反馈抑制B、作用物抑制C、竞争性抑制D、非竞争性抑制E、反竞争性抑制

脂类的代谢专业知识专家讲座第54页1、糖原合成关键酶是_________；糖原分解关键酶是______。

2、线粒体内两条主要呼吸链分别为_____呼吸链和____呼吸链。

3、脂肪酸β氧化作用产物是_________；这个过程是在亚细胞结构________中进行。

4、蛋白质分子二级结构常见两种类型是_________。

5、人体活动最主要直接供能物质是_______，它在肌肉组织中贮存形式是_______。6、试验测得TyrPK1=2.20;PK2=9.11;PK3=10.07,TyrPI应为

。７、一定条件下，核酸分子Tm值大小与

和

相关。

脂类的代谢专业知识专家讲座第55页1、请叙述体内物质代谢过程中乙酰CoA起源与去路。2、硬脂酸（18C）完全氧化全部过程。3、以下几个反应能否进行，并叙述理由。

G→脂肪酸

甘油→G

乙酰CoA→G4、核苷酸是一类在代谢上极为主要物质,它除了作为合成核酸前体外还参加许多氧化过程,试举例说明。

脂类的代谢专业知识专家讲座第56页第四节脂肪合成代谢部位：细胞浆原料：α-磷酸甘油和脂肪酸脂类的代谢专业知识专家讲座第57页α-磷酸甘油合成脂肪酸合成α-磷酸甘油和脂肪酸连接脂类的代谢专业知识专家讲座第58页一、α-磷酸甘油合成脂类的代谢专业知识专家讲座第59页二、脂肪酸生物合成（一）脂肪酸生物合成部位和原料直接原料：乙酰CoA部位：饱和脂肪酸生物合成是在细胞浆中进行，而饱和脂肪酸延长（16碳酸以上）则在线粒体和微粒体中进行。乙酰CoA由线粒体转入到胞浆主要经过柠檬酸-丙酮酸循环完成。脂类的代谢专业知识专家讲座第60页（二）脂肪酸生物合成过程1.丙二酰CoA合成这步反应为脂肪酸合成关键步骤，乙酰CoA羧化酶是脂肪酸合成酶系中限速酶。乙酰CoA羧化酶（生物素）*CH3CO~SCoAADP+PiHCO3-

+H++ATPHOOC-CH2-CO~SCoA

柠檬酸异柠檬酸+长链脂酰CoA-脂类的代谢专业知识专家讲座第61页2.脂肪酸合成

以软脂酸（16碳）合成为例（在细胞液中进行）。催化该合成反应是一个多酶体系，共有七种蛋白质参加反应，以没有酶活性脂酰基载体蛋白（ACP）为中心，组成一簇。脂类的代谢专业知识专家讲座第62页原核生物脂肪酸合成酶系HS-ACP

-酮脂酰合成酶-SH

-酮脂肪酰还原酶

-羟脂酰脱水酶,-烯脂肪酰还原酶丙二酸单酰转移酶长链脂肪酰硫酯酶脂酰转移酶E3E4E5E6E2E1E7边缘巯基中心巯基脂类的代谢专业知识专家讲座第63页酰基载体蛋白(ACP)，其辅基是4´-磷酸泛酰氨基乙硫醇，是脂酰基载体。脂类的代谢专业知识专家讲座第64页HOOC-CH2-C～SCOA+ACP-SHHOOC-CH2-C～SACPO=ACP丙二酸单酰转移酶HOOC-CH2-C～SCOAO=+COA-SH合成过程（1）丙二酸单酰ACP生成脂类的代谢专业知识专家讲座第65页（2）脂肪酸初始反应CH3-C～SCOA=OACP酰基转移酶ACP-SHCOA-SHCH3-C～SACPO=

酮脂酰合成酶ACP-SHCH3-C～S-合成酶=O脂类的代谢专业知识专家讲座第66页（3）脂肪酸合成碳链延长1）缩合反应CH3-C～S-合成酶+HOOC-CH2-C～SACPO=β-酮脂酰合成酶CH3-C-CH2-C～SACPO=O=+合成酶-SH+CO2O=脂类的代谢专业知识专家讲座第67页CH3-C-CH2-C～SACPO=O=+NADPH++

H+

β-酮脂酰-ACP还原酶CH3-CH-CH2-C～SACPO-OH=+NADP+

D-β-羟丁酰-ACP2）第一次还原反应脂类的代谢专业知识专家讲座第68页3）脱水反应CH3-CH-CH2-C～SACPO-OH=β-羟脂酰-ACP脱水酶C==CO-CH3-HH～SACPC=--+H2O,β-丁烯酰ACP脂类的代谢专业知识专家讲座第69页

CH3CH=CHCO·ACP+NADPH+H+

CH3CH2CH2CO·ACP+NADP+4）第二次还原反应丁酰-ACP烯脂酰ACP还原酶脂类的代谢专业知识专家讲座第70页5）第二轮碳链延长丁酰-ACP与丙二酸单酰-ACP重复缩合、还原、脱水、再还原过程，直至生成软脂酰-ACP。最终经硫脂酶催化脱去ACP生成软脂酸。

脂类的代谢专业知识专家讲座第71页脂肪酸合成循环①乙酰基转移②丙二酸单酰基转移③缩合④加氢⑤脱水⑥再加氢⑦酰基转移脂类的代谢专业知识专家讲座第72页乙酰ACP+7丙二酸单酰ACP+14NADPH++14H+CH3(

CH2)14COOH+14NADP++8ACP+

7CO2+6H2O总反应式脂类的代谢专业知识专家讲座第73页①合成所需原料为乙酰CoA，直接生成产物是软脂酸，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；④需NADPH作为供氢体，对糖磷酸戊糖旁路有依赖性。脂肪酸合成特点脂类的代谢专业知识专家讲座第74页软脂酸合成与分解区分区分点合成分解亚细胞部位胞液线粒体酰基载体ACP肉毒碱,CoA二碳片断丙二酰CoA乙酰CoA还原当量NADPHFAD、NAD+HCO3-和柠檬酸需要不需要能量改变消耗7ATP＋14NADPH产生129ATP脂类的代谢专业知识专家讲座第75页延长阶段（在线粒体和内质网中进行）线粒体脂肪酸延长酶系内质网脂肪酸延长酶系

脂类的代谢专业知识专家讲座第76页三、脂肪生物合成

脂酰CoA转移酶

CoAR1COCoA脂酰CoA转移酶

CoAR2COCoA磷脂酸磷酸酶Pi脂酰CoA转移酶

CoAR3COCoA脂类的代谢专业知识专家讲座第77页一、磷脂代谢二、胆固醇代谢第五节类脂代谢脂类的代谢专业知识专家讲座第78页CH2-O-CO-R'R"-CO-O-CHCH2-O-PO3H-X||甘油磷脂结构一、磷脂代谢脂类的代谢专业知识专家讲座第79页体内几个主要甘油磷脂脂类的代谢专业知识专家讲座第80页1．甘油二酯合成路径：

磷脂酰胆碱和磷脂酰乙醇胺经过此代谢路径合成。合成过程中所需胆碱及乙醇胺以CDP-胆碱和CDP-乙醇胺形式提供。（二）磷脂生物合成脂类的代谢专业知识专家讲座第81页甘油二酯合成路径3×S-腺苷同型半胱氨酸3×S-腺苷蛋氨酸胆碱乙醇胺ATPADP磷酸胆碱胆碱激酶磷酸乙醇胺乙醇胺激酶CDP-乙醇胺转胞苷酸酶CDP-胆碱CTPPPi转胞苷酸酶甘油二酯CMP磷酸胆碱甘油二酯转移酶磷脂酰胆碱磷酸乙醇胺甘油二酯转移酶磷脂酰乙醇胺脂类的代谢专业知识专家讲座第82页磷脂酰肌醇、磷脂酰丝氨酸和心磷脂经过此路径合成。合成过程所需甘油二酯以CDP-甘油二酯活性形式提供。

2．CDP-甘油二酯合成路径脂类的代谢专业知识专家讲座第83页磷脂酸转胞苷酸酶CTPPPiCDP-甘油二酯肌醇磷脂酰肌醇合成酶CMP磷脂酰肌醇磷脂酰丝氨酸CMP丝氨酸磷脂酰丝氨酸合成酶心磷脂CMP心磷脂合成酶磷脂酰甘油CDP-甘油二酯合成路径脂类的代谢专业知识专家讲座第84页

ABC1234567891011121315161718192021222324252627D环戊烷多氢菲14二、胆固醇代谢胆固醇结构及其酯化脂类的代谢专业知识专家讲座第85页（一）胆固醇生物合成合成部位：肝，小肠亚细胞定位：胞液及内质网合成原料：乙酰CoA每合成一分子胆固醇需18分子乙酰CoA，36分子ATP和16分子NADPH。合成基本过程：乙酰CoA甲羟戊酸鲨烯胆固醇脂类的代谢专业知识专家讲座第86页