第25章 脂质的代谢.ppt

1、（三）、蜡 蜡是长链脂肪酸和长链一元醇或固醇形成的酯，天然蜡是多种蜡酯的混合物。 蜡分子含一个很弱的极性头和一个非极性尾，因此完全不溶于水，蜡的硬度由烃链的长度和饱和度决定。 蜂蜡存在于蜂巢；白蜡是白蜡虫的分泌物，可用作涂料、润滑剂和其他化工原料；鲸蜡是抹香鲸头部鲸油冷却时析出的白色晶体；洗涤羊毛得到的羊毛蜡可用作药品和化妆品的底料；来源于棕榈树叶片的巴西棕榈蜡可用作高级抛光剂。 二、磷脂和鞘脂 （一）甘油磷脂的结构 甘油磷脂是由sn-甘油-3-磷酸衍生而来的，甘油骨架的C1和C2被脂肪酸酯化，胆碱、乙醇胺、丝氨酸、肌醇、甘油、磷脂、磷脂酰甘油等极性头与磷酸连接。,(二)甘油磷脂的一般性质 属

2、于两亲分子，在水中能形成双分子微囊，可构成生物膜。 用碱或酶可水解成脂肪酸、甘油和含氮碱，酶水解的一些中间物如溶血甘油磷脂是强表面活性剂，可使细胞膜溶解。 磷脂酶作为工具酶与薄层层析一起用于磷脂的结构分析。,（三)几种常见的甘油磷脂 1.磷脂酰胆碱：又称卵磷脂，在细胞膜中含量高，胆碱属季胺盐，碱性极强，是甲基供体，可防止脂肪肝，乙酰胆碱是神经递质。磷脂酰胆碱在蛋黄和大豆中含量丰富。,2.磷脂酰乙醇胺：又称脑磷脂，在细胞膜中含量高。 3.磷脂酰丝氨酸：在血小板膜中含量高，血小板被激活时，磷脂酰丝氨酸转向膜外侧，参与凝血酶原活化。 4.磷脂酰肌醇：存在于哺乳动物细胞膜，细胞膜含有磷脂酰肌醇-4-单

3、磷酸和-4,5-双磷酸，后者可转化为细胞内信使：肌醇-1,4,5-三磷酸和1,2-二酰甘油。 5.磷脂酰甘油：在细菌细胞膜中含量高，是心磷脂的头基部分。 6.双磷脂酰甘油：由两个磷脂分子通过一个甘油分子共价连接而成。在心线粒体中含量丰富。,（四）醚甘油磷脂 其甘油骨架sn-1位碳连接的是烃基而不是酰基。,缩醛磷脂：其头基分别是胆碱、乙醇胺、丝氨酸，脊椎动物的心脏富含缩醛磷脂。,血小板活化因子：甘油骨架sn-2位碳被乙酰化，典型的烷基是十六烷基，头基部分是胆碱,(五)鞘磷脂,即鞘氨醇磷脂，在脑髓鞘和红细胞膜中含量丰富。由鞘氨醇、脂肪酸和磷脂酰胆碱组成。 鞘氨醇：已发现六十多种，结构如p107所示

4、。 神经酰胺：脂肪酸通过酰胺键与鞘氨醇相连，即为神经酰胺。 鞘磷脂：即神经酰胺的1-位羟基被磷酰胆碱或磷酰乙醇胺酯化形成的化合物。,糖脂,即半缩醛羟基以糖苷键与脂质连接的化合物。 (一)鞘糖脂 即神经酰胺的1-位羟基被糖基化形成的化合物，主要分两类： 中性鞘糖脂：最先从脑中获得，又称脑苷脂。糖基为半乳糖、葡萄糖等，其糖基在细胞表面，参与细胞识别。 酸性鞘糖脂：糖基被硫酸化的称硫酸鞘糖脂或硫苷脂，有几十种，在脑中含量丰富。糖基含唾液酸的称唾液酸鞘糖脂，又称神经节苷脂，在神经系统特别是神经末梢中含量丰富。可能与神经冲动传递有关。,脑苷脂,(二)甘油糖脂 由二酰甘油sn-3位的羟基被糖基化形成的化合

5、物，主要存在于植物和微生物，在动物的睾丸、精子和神经系统也含量丰富 。 三、萜和类固醇 由两个以上异戊二烯单位构成，可头尾相连，亦可尾尾相连。两个异戊二烯单位构成的称单萜，许多是植物精油的成分；三个异戊二烯单位构成的倍半萜存在于某些中草药；双萜是叶绿素分子的成分；三萜是固醇类的前体；四萜可形成多种色素；多萜可形成天然橡胶。,(二) 类固醇 由环戊烷多氢菲为基础的化合物，分子为扁平状，平面上的取代基直立时较稳定，但也有平伏状的。,（三）胆固醇和非动物固醇 胆固醇在脑、肝、肾和蛋黄中含量很高，主要存在于细胞膜，属于两性分子，可转化为多种活性物质，血液中含量过高会导致动脉粥样硬化。 植物固醇存在于谷

6、物中，能抑制胆固醇吸收。 微生物固醇如麦角固醇可转化为维生素D2。,（四）固醇衍生物,胆固醇可转化为雄激素、雌激素、糖皮质激素、盐皮质激素和维生素D。 胆固醇在肝脏中可转化为胆汁酸，能使油脂乳化，以促进吸收。,皮质醇,睾酮,黄体酮,雌二醇,胆汁酸,脱氧胆汁酸,四、血浆脂蛋白,（一）血浆脂蛋白的分类 各类血浆脂蛋白的组成如表所示.,(二)血浆脂蛋白的结构与功能,血浆脂蛋白的功能 1.乳糜微粒由小肠上皮细胞合成，主要功能是从小肠转运三酰甘油、胆固醇及其它脂质到血浆和其他组织； 2.VLDL在肝细胞的内质网中合成，主要功能是从肝脏运载内源性三酰甘油和胆固醇至各组织； 3.LDL的主要功能是转运胆固醇

7、至外围组织，并调节这些部位胆固醇的从头合成； 4.HDL新生的前体形式在肝和小肠中合成，改型中吸收死细胞和其它脂蛋白，将胆固醇酯化后快速往复地转送到VLDL或LDL； 5.血浆中LDL水平高而HDL水平低的个体容易患心血管疾病。,胆固醇,卵磷脂,糖脂,锚定膜蛋白,内嵌蛋白,膜,第25章 脂质的代谢,脂肪酸的分解 脂肪酸的生物合成 脂肪酸代谢的调节 三酰甘油的生物合成 磷脂的分解代谢与合成 类十二烷酸的生物合成 胆固醇的代谢 脂蛋白的代谢,脂肪动员,定义 储存在脂肪细胞中的脂肪，被脂肪酶逐步水解为游离的脂肪酸及甘油，并释入血以供其他组织氧化利用的过程。 关键酶 激素敏感性甘油三酯脂肪酶 (hor

8、mone-sensitive triglyceride lipase , HSL,脂类的消化,场所：小肠上段 酶：胰脂酶、磷脂酶A2、胆固醇酯酶及辅脂酶； 乳化作用：胆汁酸盐； 产物：甘油一酯、脂酸、胆固醇及溶血磷脂等，与胆汁酸盐乳化成更小的混合微团。,一、脂肪酸的分解 （一）脂类的消化与吸收,消化过程,甘油三酯,产 物,食物中的脂类,2-甘油一酯 + 2 FFA,磷 脂,溶血磷脂 + FFA,胆固醇酯,胆固醇 + FFA,乳糜微粒 (micelles),部位：主要在十二指肠下段及空肠上段 形式： 1、中链脂酸及短链脂酸构成的甘油三酯：在肠粘膜细胞，经脂肪酶的作用，水解为脂肪酸及甘油，通过门静

9、脉进入血循环。 2、长链脂酸及2-甘油一酯：在肠粘膜细胞经甘油一酯合成途径合成甘油三酯，形成乳糜微粒，经淋巴进入血循环。,脂类的吸收,（二）脂肪酸的氧化,1. 脂肪酸的活化,+ HS-CoA,（ -H2O）,ATP,AMP PPi,脂酰辅酶A合成酶,活性形式:,脂酰辅酶A,耗 能 :,- 2ATP,返 回,主菜单,2. 脂酰CoA进入线粒体,酶：1）肉碱脂酰转移酶 I 脂酸-氧化的限速酶 2）肉碱脂酰转移酶 3） 肉碱脂酰肉碱转位酶 载体：肉碱（羟-三甲氨基丁酸）,脂酰CoA进入线粒体基质示意图,肉碱,CoASH,O R-C-OH,线粒体内膜,内侧,外侧,载体,肉碱-脂酰转移酶1,肉碱-脂酰转

10、移酶11,肉毒碱穿梭：脂酰COA通过形成脂酰肉毒碱从细胞质转运到线粒体的一个穿梭循环途径,3. 脂酸的氧化,脱氢,加水,再脱氢,硫解,脂酰CoA,L(+)-羟脂酰CoA,酮脂酰CoA,脂酰CoA+乙酰CoA,肉碱转运载体,线粒体膜,以硬脂酸为例，18碳饱和脂肪酸 活 化：消耗2个高能磷酸键 2ATP,氧 化： 8 轮循环产物： 9分子乙酰CoA：910=90ATP 8分子NADH+H+:82.5=20 ATP 8分子FADH2: 81.5=12 ATP,4. 脂酸氧化的能量生成,能量计算： 生成ATP 910 + 82.5 +81.5 = 122 净生成ATP 122 2 = 120,油酰基的

11、氧化作用,油酰CoA（ 9 18：1）,CH3(CH2)7CH=CH-CH2(CH2)6CO-CoA,6CH3-CO-CoA,-氧化,三次循环,烯酰CoA异构酶,烯酰CoA水合酶,再开始-氧化,5、不饱和脂肪酸的氧化,不饱和脂肪酸的氧化也是发生在线粒体中，也是经过氧化降解，它还需要另外两种酶：一个是异构酶，一个是还原酶。,甲基丙二酸单酰CoA,琥珀酰CoA,丙酰辅酶A羧化酶,变位酶,ATP、CO2 生物素,CoB12,6、奇数碳链脂肪酸的氧化,丙酰-CoA,7、脂肪酸的-氧化作用（不需活化直接氧化游离脂肪酸） 脂肪酸氧化作用发生在-碳原子上，释放出CO2，生成比原来少一个碳原子的脂肪酸，这种氧

12、化作用称为-氧化作用。 -氧化以后可以进行正常的氧化。 脂肪酸的-氧化作用 脂肪酸的-氧化指脂肪酸的末端甲基（-端）经氧化转变成羟基，继而再氧化成羧基，从而形成，-二羧酸的过程。两端羧基都可以与CoA结合，并进行氧化，-氧化的底物为长链或中长链脂肪酸， -氧化加速了脂肪酸降解的速度。,8、酮体的生成 及利用,酮体的概念 -,酮体是脂肪酸在肝内氧化不完全 而形成的一类中间产物的统称,酮体 的生成, 乙酰辅酶A,乙酰乙酰辅酶A,HMG-辅酶 A,HMG-辅酶A(-羟甲基戊二酰) 合成酶（肝）,酮体 乙酰乙酸、 -羟丁酸、丙 酮,丙 酮,乙酰 乙酸, -羟丁 酸,返 回,主菜单,CoASH,CoAS

13、H,NAD+,NADH+H+,-羟丁酸 脱氢酶,HMGCoA 合酶,乙酰乙酰CoA硫解酶,HMGCoA 裂解酶,8 酮体的生成 及利用,NAD+,NADH+H+,琥珀酰CoA,琥珀酸,CoASH,酮体的利用,琥珀酰CoA转硫酶 （心、肾、脑及骨骼肌的线粒体）,乙酰乙酰CoA硫解酶（心、肾、脑及骨骼肌线粒体）,肝脏向肝外(肌肉/大脑)组织输出脂肪酸能源的有效形式,肝生酮 肝外利用时(糖尿病/严重饥饿),酮酸中毒症, .酮体生成的调节,脂肪动员的影响,饥饿或糖尿病时,胰岛素 / 胰高血糖素,肝内乙酰CoA,酮体生成,饱食及糖供应充足时，则相反。,脂肪动员,肝内脂肪酸-氧化,入肝脂肪酸,肉碱脂酰转移

14、酶活性,胰岛素 / 胰高血糖素,乙酰CoA、柠檬酸,乙酰CoA羧化酶,乙酰CoA生成丙二酸单酰CoA,长链脂酰CoA入 线粒体-氧化,酮体生成,饥饿或糖尿病时，则相反。,糖有氧氧化,变构激活,肉碱脂酰转移酶-1,(-),饱食及糖供应充足,二、脂酸的合成代谢,组 织：肝（主要） 、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,. 合成部位,（一）软脂酸的合成,乙酰CoA、ATP、HCO3、NADPH、Mn2+,. 合成原料,乙酰CoA是合成脂酸的主要原料，主要来自葡萄糖。 （一）线粒体内乙酰CoA主要通过柠檬酸一丙酮酸循环进入胞液。,脂酸合成的酶 乙酰

15、CoA羧化酶（关键酶） 脂酸合成酶系 ： 大肠杆菌：有7种酶蛋白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； 有活性的酶为两相同亚基首尾相连组成的二聚体。 酶的功能活性域为ACP(酰基载体蛋白）上的E2-泛-SH及半胱氨酸残基的E1-半胱SH，均能与酰基相连。 ACP：是一种对热稳定性的蛋白质，分子量较小，在其Ser上结合一个4-磷酸泛酰巯基乙胺， ACP起传递酰基的作用，与脂肪酸合成酶系的每一格酶顺序结合，以合成脂肪酸。,1丙二酰CoA的合成,（二） 脂酸的合成,2脂酸合成,从乙酰CoA及丙二酰CoA合成长链脂酸，是一个重复加成过程，每一轮的加成反应均需通过

16、缩合、还原、 脱水、再还原等四个步骤，每次延长2个碳原子。,例： 软脂酸的合成过程,* 转 位,丁酰基由E2-泛-SH（ACP上)转移至 E1-半胱-SH（CE上）,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。,软脂酸合成的总反应,CH3COSCoA + 7 HOOCH2COSCoA + 14NADPH+H+ + 7ATP,CH3(CH2)14COOH + 7 CO2 + 6H2O + 8HSCoA + 14NADP+ + 7ADP+7Pi,软 脂 酸 的 合 成 总 图,4、脂酸碳链的延长,（1）. 内质网脂酸碳链延长酶系 以丙二酰CoA为二碳单位供体，由 NAD

17、PH+H+ 供氢。 （2）. 线粒体脂酸碳链延长酶系 以乙酰CoA为二碳单位供体，由 NADPH+H+ 供氢。,三、 脂类代谢的调节与紊乱,一、脂类代谢的调节,（一）、激素对脂肪代谢的调节,动物激素4类：氨基酸及其衍生物、肽及蛋白质、固醇类、脂肪酸衍生物。,植物激素5类：生长素、赤霉素类、激动素类、脱落酸、乙烯。 蛋白质肽类激素与类固醇激素的作用机制。,（二）、脂肪酸代谢的调节,主菜单,二、脂类代谢的 紊乱,(一) 酮血症和酮尿症,组成 - 由脂类和载脂蛋白组成,作用 - 是脂类在血中的存在和运输形式,（二）脂肪肝,分类方法,超速离心法、电泳法,超速离心法,（按密度由大到小）,VLDL,LDL

18、,HDL,电泳法,（按其移动速度的快慢）,-Lp,-Lp,pre-Lp,CM,返 回,主菜单,（三） 动脉粥样硬化,（四）、遗传缺陷性脂代谢紊乱,胆固醇,7-羟化酶,（肝 ）,胆 酸,鹅脱氧胆 酸,甘氨酸,甘氨胆 酸,甘氨鹅脱氧 胆酸,牛磺酸,牛磺胆酸,牛磺鹅脱氧胆 酸,（游离胆汁 酸）,（结合 胆汁酸）,初 级 胆 汁 酸,( ),肝,通过胆道进入肠腔,甘 氨酸 牛磺酸,经细菌还原作用,石胆酸,脱氧 胆酸,次级胆汁 酸,（肠 ）,（排 出）,胆汁酸的功能,乳化脂粒，激活脂 酶。,促进脂里的消化吸收。,胆汁酸的肠肝循环,肠内次级胆汁酸 (90%)可由肠道重吸收，经门 静脉入肝,并与肝内新合成初级胆汁酸一起重又排入肠腔。 反复利用胆汁酸,最大限度发挥其生理效应。,返 回,主菜单,四.三酰甘油的生物合成,磷酸甘油酯酰转移酶,磷酸甘油酯酰转移酶,二酰甘油酯酰转移酶,磷脂酸磷酸酶,五、 磷脂降解与合成,1、磷脂的结构及降解 2、磷脂的生物合成,磷脂酰胆碱,磷脂酸,磷脂酰乙醇胺,磷脂酰肌醇,磷脂酰丝氨酸,磷