生物化学与分子生物学 脂类代谢-第2讲

第九章

脂类代谢

生物化学与分子生物学教研室

脂肪酸的命名和分类脂类的消化和吸收

甘油三酯代谢

磷脂的代谢胆固醇代谢

血浆脂蛋白代谢内容提纲甘油三酯的分解代谢脂酸的合成代谢甘油三酯的合成代谢多不饱和脂酸的重要衍生物——

前列腺素（PG）、血栓烷（TX）及白三烯（LT）脂肪的动员脂酸的b-氧化酮体的生成和利用第三节甘油三酯代谢二、脂酸的合成代谢

软脂酸的合成脂酸碳链的加长不饱和脂酸的合成脂酸合成的调节脂酸的合成代谢长链脂酸以乙酰CoA为原料在体内合成脂酸的合成主要在线粒体外进行需要多种酶催化完成b-氧化的逆反应只参与脂酸碳链的延长（一）软脂酸的合成1.合成部位组织：肝(主要)、肾、脑、乳腺、脂肪等亚细胞：胞液：主要合成16碳的软脂酸肝线粒体、内质网：碳链延长NADPH的来源

磷酸戊糖途径（主要来源）

胞液中异柠檬酸脱氢酶及苹果酸酶催化的反应乙酰CoA、ATP、HCO3﹣、NADPH、Mn2+2.合成原料乙酰CoA的主要来源乙酰CoA全部在线粒体内产生，通过柠檬酸-丙酮酸循环

(citratepyruvatecycle)出线粒体。乙酰CoA

氨基酸

Glc（主要）线粒体膜胞液线粒体基质丙酮酸丙酮酸苹果酸草酰乙酸柠檬酸柠檬酸乙酰CoA

NADPH+H+

NADP+苹果酸酶CoA

乙酰CoA

ATPADP+Pi

ATP柠檬酸裂解酶CoA

草酰乙酸H2O柠檬酸合酶苹果酸CO2CO2柠檬酸-丙酮酸循环3.脂酸合成酶系及反应过程（1）丙二酰CoA的合成CH3C~SCoA+HCO3-OCH2C~SCoAOHOOC乙酰CoA羧化酶ATPADP+Pi

乙酰CoA羧化酶(acetylCoA

carboxylase)是脂酸合成的限速酶，辅基为生物素，Mn2+为激活剂。+蛋白激酶

胰高血糖素蛋白质磷酸酶

胰岛素

+乙酰CoA羧化酶的调节别构调节——单体无活性，多聚体有活性抑制剂：软脂酰CoA及其他长链脂酰CoA

激活剂：柠檬酸、异柠檬酸化学修饰调节乙酰CoA羧化酶（有活性）乙酰CoA羧化酶-P（无活性）（2）脂酸合成

从乙酰CoA及丙二酰CoA开始，经过缩合、加氢、脱水、再加氢等7步不断重复进行的加成过程，由NADPH提供还原当量，每次延长二个碳原子，最终生成16碳的软脂酸。各种生物合成脂酸的过程基本相似。*软脂酸合成酶大肠杆菌有7种酶蛋白（乙酰基转移酶、丙二酰基转移酶、β-酮脂酰合酶、β-酮脂酰还原酶、β-羟脂酰脱水酶、烯脂酰还原酶和硫酯酶），聚合在一起构成多酶体系。

高等动物7种酶活性都在一条多肽链上，属多功能酶，由一个基因编码，含有一个酰基载体蛋白（ACP）的核心；有活性的酶为两相同亚基首尾相连组成的二聚体。中文名称英文名称缩写脂酰基载体蛋白AcylcarrierproteinACP乙酰CoA-ACP乙酰转移酶Acetyl-CoA－ACPtransacetylaseAT丙二酰CoA-ACP转移酶Malonyl-CoA－ACPtransferaseMTβ-酮脂酰-ACP合酶β-Ketoacyl－ACPsynthaseKS(CE)β-酮脂酰-ACP还原酶β-Ketoacyl－ACPreductaseKRβ-羟脂酰-ACP脱水酶β-Hydroxyacyl－ACPdehydrataseHD烯酰-ACP还原酶Enoyl－ACPreductaseER硫酯酶ThioesteraseTE脂酸合成酶系三个结构域：底物进入缩合单位、还原单位、软脂酰释放单位E2-半胱SHE1-泛SHE2-泛SHE1-半胱SH

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。´软脂酸的合成过程第一轮循环第一步：底物进入乙酰转移酶（AT）HSCoA丙二酰转移酶（MT）HSCoA乙酰丙二酰-酶第二步：缩合b-酮脂酰合酶（KS）CO2b-酮丁酰-ACP-酶乙酰丙二酰-酶第三步：还原b-酮丁酰-ACP-酶b-酮脂酰还原酶（KR）NADPH+H+NADP+b-羟丁酰-ACP-酶第四步：脱水b-羟丁酰-ACP-酶b-羟脂酰脱水酶（HD）H2Oa,b-烯丁酰-ACP-酶a,b-烯丁酰-ACP-酶第五步：再还原a,b-烯脂酰还原酶（ER）NADPH+H+NADP+丁酰-ACP-酶乙酰转移酶（AT）丁酰-半胱-酶第一步：底物进入第二轮循环丙二酰转移酶（MT）HSCoA丁酰丙二酰-酶丁酰-ACP-酶第二步：缩合第二轮循环丁酰丙二酰-酶b-酮脂酰合酶（KS）CO2b-酮己酰-ACP-酶

与第一轮循环类似，再经过还原、脱水、再还原等反应，生成己酰(6C)-ACP-酶。然后己酰基转位，丙二酰CoA进入，二者缩合，开始第三轮循环，生成辛酰(8C)-ACP-酶。如此反复进行，每轮循环延长二个碳原子。

7轮循环后，生成软脂酰(16C)-ACP-酶，最后在硫酯酶的催化下，释放出游离的软脂酸。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。KSSO=CCH3ACPSC=OCH2—COO-KSSO=C

CH2

CH2CH2CH2CH3

ACPSC=OCH2—COO-

KSSO=C

CH2

CH2

CH2

CH2

CH2

CH2

CH3

ACPSC=OCH2—COO-

O-O=C

CH2

CH2CH2CH2CH2

CH2

CH3

CH2CH2CH2

CH2CH2CH2CH2CH2KSACPHSHS+4H++4e-CO2KSSO=C

CH2

CH2

CH3

ACPSC=OCH2—COO-

4H++4e-CO24H++4e-CO2软脂酸的合成过程软脂酸的合成总图软脂酸合成的总反应CH3COSCoA

+7HOOCH2COSCoA

+

14NADPH+H+CH3(CH2)14COOH+7CO2

+6H2O+8HSCoA

+14NADP+（二）脂酸碳链的延长内质网线粒体长链脂酸的前体软脂酰CoA软脂酰CoA二碳单位的供体丙二酰CoA乙酰CoA酰基载体HSCoAHSCoA终产物18C~24C18C~26C（三）不饱和脂酸的合成动物：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NADH+H+NAD+E-FADH2

E-FADFe3+Fe2+Fe2+Fe3+油酰CoA+2H2O硬脂酰CoA+O2NADH-Cytb5还原酶去饱和酶Cytb5软油酸（16:1,△9）

油酸（18:1,△9）

亚油酸（18:2,△9、12）

α-亚麻酸（18:3,△9、12、15）

花生四烯酸（20:4,△5、8、11、14）

自身合成

从食物摄取

人体含有的不饱和脂酸主要有：营养必需脂肪酸脂酸合成小结部

位：胞液原

料:

乙酰CoA（直接原料：丙二酰CoA）酶

系：脂酸合成酶系限

速

酶：乙酰CoA羧化酶一次循环：底物进入、缩合、加氢、脱水、再加氢、转位，延长2C供氢体：NADPH+H+终

产

物：软脂酸合成分解反应最活跃时期高糖膳食后饥饿刺激激素胰岛素/胰高血糖素高比值胰岛素/胰高血糖素低比值主要组织定位肝脏为主肌肉、肝脏亚细胞定位胞浆线粒体为主酰基载体柠檬酸(线粒体到胞浆)肉毒碱(胞浆到线粒体)酰基的活性载体酰基载体蛋白，CoACoA氧化还原辅因子NADPHNAD+，FAD二碳供体/产物丙二酰CoA乙酰CoA激活剂/抑制剂柠檬酸/脂酰CoA(抑制乙酰CoA羧化酶)丙二酰CoA(抑制肉毒碱酰基转移酶)反应产物软脂酸乙酰辅酶A脂肪酸合成和分解的比较1.代谢物的调节作用脂肪：分解产生的脂酰CoA抑制乙酰CoA羧化酶，从而抑制脂酸合成

大量进食糖类也能增强各种合成脂肪有关的酶活性从而使脂肪合成增加。（四）脂酸合成的调节糖类：糖代谢加强，NADPH及乙酰CoA供应增多，有利于脂酸的合成；糖代谢加强，使胞液内柠檬酸和异柠檬酸增多，别构激活乙酰CoA羧化酶；2.激素的调节作用

胰岛素是调节脂肪合成的主要激素。乙酰CoA羧化酶脂酸合成酶ATP-柠檬酸裂解酶

乙酰CoA羧化酶

胰岛素诱导合成

肾上腺素生长素

-脂酸合成

+胰高血糖素PKA+磷酸化-三、甘油三酯的合成代谢(一)合成部位：肝、脂肪组织及小肠粘膜细胞，以肝脏合成能力最强肝脂肪组织小肠粘膜细胞合成不储，VLDL运出合成又储,优质脂库改造为体脂,CM入循环肝细胞合成VLDL肝细胞甘油三酯VLDLApoB100、C、PL、Ch血葡萄糖甘油脂酸CM×脂肪肝1.

甘油和脂酸主要来自于葡萄糖代谢2.CM中的FFA（来自食物脂肪）（二）合成原料1.甘油一酯途径（小肠粘膜细胞）2.甘油二酯途径（肝、脂肪细胞）（三）合成基本过程甘油二酯途径酯酰CoA转移酶

CoA

R1COCoA

酯酰CoA

转移酶

CoA

R2COCoA磷脂酸磷酸酶Pi

酯酰CoA

转移酶

CoA

R3COCoA*

3-磷酸甘油主要来自糖代谢。*

肝、肾等组织含有甘油激酶，可利用游离甘油肝、肾甘油激酶

ATPADP脂肪代谢概况脂肪细胞合成、储存动员脂肪CM小肠脂肪CM食物脂肪(外源性)肝糖→脂肪→VLDL合成脂肪(内源性)CMFFA心肌肉肾动员FFAVLDL甘油三酯代谢概况甘油三酯FFA

-氧化乙酰CoA氧化供能TAC氧化磷酸化脂肪动员甘油3-磷酸甘油甘油激酶磷酸二羟丙酮糖酵解或糖异生葡萄糖乙酰CoANADPHATPCO23-磷酸甘油软脂酸甘油二酯途径酮体脂肪代谢和糖代谢的关系

氧化甘油甘油三脂脂肪酸3-磷酸甘油

糖（或糖原）1，6-二磷酸果糖磷酸二羟丙酮PEP三羧酸循环乙酰CoA丙酮酸脂酸合成四、多不饱和脂酸的重要衍生物前列腺素

(Prostaglandin,PG)血栓烷(thromboxane,TX)白三烯(leukotrienes,LT)PG

具二十碳的不饱和脂酸，以前列腺酸为基本骨架具一个五碳环和两条侧链

花生四烯酸（20:4△5，8，11，14）前列腺酸（一）前列腺素、血栓烷及白三烯的化学结构及命名PG根据五碳环上取代基和双键位置不同，分9型根据R1及R2两条侧链中双键数目的多少，PG又分为1、2、3类，在字母的右下角提示。TX

有前列腺酸样骨架，但五碳环为含氧的烷代替。LT

分子中有四个双键(LTB4)合成部位：

PG除红细胞外的全身各组织

TX血小板合成原料：

花生四烯酸合成过程：（二）PG、TX、LT的合成1.前列腺素及血栓烷的合成2.白三烯的合成花生四烯酸

氢过氧化廿碳四烯酸(5-HPETE,5-hydroperoxy-eicotetraenoicacid)

脂过氧化酶（lipoxygenase）脱水酶白三烯（LTA4）LTB4、LTC4、LTD4及LTE4等PGE2诱发炎症，促局部血管扩张。PGE2、PGA2

使动脉平滑肌舒张而降血压。PGE2、PGI2抑制胃酸分泌，促胃肠平滑肌蠕动。PGF2α使卵巢平滑肌收缩引起排卵，使子宫体收缩加强促分娩。（三）PG、TX及LT的生理功能1.PG2.TXPGF2、TXA2强烈促血小板聚集，并使血管收缩促血栓形成，PGI2、PGI3对抗它们的作用。TXA3促血小板聚集，较TXA2弱得多。3.LTLTC4、LTD4及LTE4被证实是过敏反应的慢反应物质。LTD4还使毛细血管通透性增加。LTB4还可调节白细胞的游走及趋化等功能，促进炎症及过敏反应的发展。第四节磷脂的代谢MetabolismofPhospholipid磷脂的结构与分类磷脂的生理功能甘油磷脂的代谢甘油磷脂鞘磷脂甘油磷脂的合成甘油磷脂的降解磷酯含磷酸的脂类分类

甘油磷脂

——由甘油构成的磷酯

（体内含量最多的磷脂）

鞘磷脂

——由鞘氨醇构成的磷脂FAFAPiX

甘油FAPiX鞘氨醇一、磷脂的结构与分类相同的组成成份(分子数)不同或不尽相同的组成成份磷酸脂酸醇类其他成分甘油磷脂12甘油胆碱、乙醇胺、丝氨酸、肌醇等鞘磷脂11鞘氨醇胆碱甘油磷脂与鞘磷脂的分子组成（一）甘油磷脂XCH2O—P—OOR2—C—O—CHOCH2O—C—R1OHOX=胆碱、水、乙醇胺、丝氨酸、甘油、肌醇、磷脂酰甘油等常为花生四烯酸组成：甘油、脂酸、磷酸及含氮化合物等结构：X-OH

X取代基

甘油磷脂的名称

水

—H

磷脂酸

胆碱

—CH2CH2N+（CH3）3

磷脂酰胆碱（卵磷脂）

乙醇胺

—CH2CH2NH3+

磷脂酰乙醇胺（脑磷脂）

丝氨酸

—CH2CHNH2COOH

磷脂酰丝氨酸甘油

—CH2CHOHCH2OH磷脂酰甘油

磷脂酰甘油二磷脂酰甘油（心磷脂）

肌醇

磷脂酰肌醇

-CH2CHOHCH2O-P-OCH2HCOCOR2CH2OCOR1=OOH---OHOHOHOHHOHHHHHH-O123456机体内几类重要的甘油磷脂(cephalin)(lecithin)磷脂酰肌醇

(phosphatidyl

inositol)

磷脂酰丝氨酸(phosphatidylserine)

心磷脂(cardiolipin)

甘油磷脂的结构特点亲水头(hydrophilichead)疏水尾(hydrophobictail)双性化合物磷脂双分子层——生物膜的骨架（二）鞘磷脂

以鞘氨醇(sphingosine)或二氢鞘氨醇为骨架，一分子脂酸以酰胺键与鞘氨醇的氨基相连。按其含磷酸或糖基分为鞘磷脂及鞘糖脂两类。

鞘氨醇XX＝磷酸胆碱、磷酸乙醇胺、单糖或寡糖（神经酰胺）神经鞘磷脂的合成（三）神经鞘磷脂和卵磷脂是神经髓鞘的重要成分二、磷脂的生理功能（一）磷脂是构成生物膜的重要成分卵磷脂存在于细胞膜中心磷脂是线粒体膜的主要脂质（二）磷脂酰肌醇是第二信使的前体三、甘油磷脂的合成与降解合成部位：

全身各组织细胞内质网均有合成磷脂的酶系，以肝、肾、肠等组织最为活跃。合成原料及辅因子脂酸、甘油：由糖代谢提供多不饱和脂酸：从植物油摄取磷酸盐：由ATP提供含氮化合物：从食物摄取或体内合成CTP：构成活化的中间物（一）甘油磷脂的合成

合成基本过程（1）甘油二酯合成途径

磷脂酰胆碱及磷脂酰乙醇胺主要通过此途径合成，甘油二酯是合成的重要中间产物，胆碱和乙醇胺由活化的CDP-胆碱及CDP-乙醇胺提供葡萄糖3-磷酸甘油磷脂酸2RCOCoA2CoA转酰酶1，2-甘油二酯Pi磷酸酶转移酶磷脂酰乙醇胺（脑磷脂）磷脂酰胆碱（卵磷脂）甘油三酯CDP-乙醇胺CMP脂酰CoACoACDP-胆碱CMP（2）CDP-甘油二酯合成途径

磷脂酰肌醇、磷脂酰丝氨酸及心磷脂由此途径合成，活化的CDP-甘油二酯是合成这类磷脂的直接前体和重要中间物磷脂酰肌醇磷脂酰丝氨酸二磷脂酰甘油（心磷脂）肌醇CMP丝氨酸CMP磷脂酰甘油CMP葡萄糖3-磷酸甘油磷脂酸2RCOCoA2CoA转酰酶CDP-甘油二酯Pi胞苷转移酶CTP转移酶磷脂体内分布广，

甘油磷脂鞘磷脂。

无甲前脑乙醇胺

（甲基前体脑磷脂）

外围三甲胆如卵

（外围有三个甲基胆碱卵磷脂）

二酯途径大多管

（甘油二酯途径能生产大多数）

司机开车无二心

（丝氨酸肌醇二磷脂酰甘油）

胞二酯径一生三

（CDP甘油二酯途径能生产以上三个）磷脂酰乙醇氨-CH3S-腺苷甲硫氨酸

或羧化磷脂酰丝氨酸丝氨酸乙醇氨磷脂酰胆碱甘油磷脂的其他合成方式磷脂交换蛋白

（phospholipidexchangeproteins）

甘油磷脂的合成在内质