生化課件10第十章脂類代謝

第十章

脂類代謝metabolism

of

lipid1脂類(lipid)：是一類不溶于水而易溶于有機溶劑的生物分子，包括脂肪、類脂及其衍生物。脂肪(fat):三脂酰甘油或稱甘油三酯（

triglycerideTG）

生理功能--儲能，氧化供能2類脂(lipoid)：膽固醇（CL)膽固醇酯(CE)磷脂(PL)

糖脂(GL)生理功能--細胞的膜結構重要組分，參與細胞識別和信息傳遞等.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膽固醇酯膽固醇FAX=膽堿、乙醇胺、4絲氨酸、肌醇、甘油、磷脂酰甘油5第一節(jié)脂類的消化與吸收Digestion

and

Absorption

of

Lipid一、脂肪的消化和吸收食物中的脂類主要是脂肪，此外還有少量磷脂、膽固醇等。消化的部位：小腸上段。小腸pH接近中性；膽鹽（乳化、激活脂肪酶）等6動物和人體，其小腸既能吸收脂肪完全水解的產物，也能吸收部分水解產物或未經水解乳化了的微滴。吸收途徑：大部分由淋巴系統進入血液循環(huán)，也有一小部分直接經門靜脈進入肝，而未吸收的脂肪，進入大腸后被細菌分解。7膽汁酸鹽脂肪酸中短脂酸

構成的TG

被吸收乳化甘油

門靜脈（腸粘膜細胞內）肝血循環(huán)脂肪酶長鏈脂酸及甘油一酯

合成TG后，經淋巴進入血循環(huán)。8長鏈脂酸及2-甘油一酯腸粘膜細胞（酯化成TG）腸粘膜細胞（酯化成CE）腸粘膜細胞（酯化成PL）膽固醇及游離脂酸淋巴管血循環(huán)乳糜微粒(chylomicron,

CM)TG、CE、PL

+

載脂蛋白(apo)

B48、C、AⅠ、AⅣ溶血磷脂及游離脂酸9R2C-O-CHCH2O-P-O—XOHOOCH2O-C-R1OPLA1PLA2PLCPLDPLB2PLB1CH2OHR2C-O-CHCH2O-P-O—XOHOO二、類脂的消化與吸收CH

O-C-ROCH2O-P-O—XOH甘油磷脂的降解（

磷脂酶類作用：不同磷脂酶分別作用于分子中不同的酯鍵）2

1HO-CH

O10在膽鹽的協助下，磷脂在腸內約有25%不經消化就直接被吸收入肝，但大部分磷脂需水解后才被吸收。膽固醇需經膽鹽乳化才能被小腸吸收，2/3在腸粘膜細胞內形成膽固醇酯，然后進入淋巴管。11第二節(jié)脂類的體內貯存和運輸一、脂類的體內貯存和動員1213*

定義：脂肪動員(fat

mobilization)儲存在脂肪細胞中的脂肪被脂肪酶逐步水解為游離脂酸（free

fatty

acid，FFA）及甘油并釋放入血，通過血液運輸至其他組織氧化利用的過程。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—促進脂肪動員的激素腎上腺素、去甲腎上腺素、胰高血糖素、促腎上腺皮質激素、促甲狀腺素抗脂解激素--抑制脂肪動員的激素胰島素、前列腺素及尼克酸15二、血漿脂蛋白和脂類的運輸（一）血脂與血漿脂蛋白血脂：是血漿所含脂類的統稱。組成：TG、PL、Ch及其酯、游離FA等血脂濃度受遺傳、膳食、年齡、性別、職業(yè)以及代謝等影響，波動范圍大。血脂的主要來源有：食物中消化吸收的脂類，脂庫動員釋放的脂類，糖或氨基酸轉變而來的脂類等。血脂的去路主要有：氧化分解提供能量，進入脂庫被貯存，構成生物膜，轉變?yōu)槠渌镔|等。16血脂與血漿中的蛋白質結合，以脂蛋白(lipoprotein)形式運輸。載脂蛋白（apolipoprotein,apo）：--指血漿脂蛋白中的蛋白質部分，主要功能是與脂類化合物結合并轉運。主要有apoAapoBapoCapoDapoE等五類.不同類型的血漿脂蛋白含有不同的載脂蛋白；不同類型的載脂蛋白有其特殊的功能。脂蛋白的結構1718（二）血漿脂蛋白的類型及分離方法通常利用超速離心法或電泳法，可將血漿脂蛋白分離出四種類型：乳糜微粒（CM)極低密度脂蛋白（VLDL)或稱前β-脂蛋白低密度脂蛋白（LDL）或稱β-脂蛋白高密度脂蛋白（HDL）或稱α-脂蛋白。1.電泳法根據不同脂蛋白

在電場中遷移率不同導致移動快慢不同可將脂蛋白分為：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.超速離心法：CM、VLDL、LDL、HDL20血漿在一定密度的鹽溶液中進行超速離心時，其所含脂蛋白即因密度不同而漂浮或沉降，據此分為四類：乳糜微粒chylomicron

(

CM)極低密度脂蛋白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組脂類含TG最多，80~90%含TG50~70%含膽固醇及其酯最多，40~50%含脂類50%質成

蛋白 最少,1%5~10%20~25%最多，約50%載脂蛋白組成apoB48、EAⅠ、AⅡAⅣ、CⅠCⅡ、CⅢapoB100、CⅠ、CⅡCⅢ、EapoB100apo

AⅠ、AⅡ血漿脂蛋白的組成特點（三）血漿脂蛋白的功能血漿合成,由VLDL轉變而來22LCAT：卵磷脂膽固醇酯酰轉移酶23第三節(jié)脂肪的分解代謝一、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脂酸是人及哺乳動物的主要能源物質

O2脂酸 CO2+

H20+ATP（一）飽和偶數碳原子脂肪酸的氧化分解1.脂酸活化－脂酰CoA生成（部位：線粒體外）脂酰CoA合成酶272.脂酰CoA進入線粒體載體轉運--肉（毒）堿肉毒堿脂酰CoA轉移酶Ｉ和II脂肪酸氧化的限速酶28293.

脂酸的β-氧化*β-氧化:脂酸在體內氧化分解是從羧基端β-碳原子開始，每次斷裂２個碳原子的連續(xù)反應.部位--線粒體基質.過程-脂酰CoA進入線粒體基質后，在脂酸β-氧化多酶復合體催化下，從脂酰基的β-碳原子開始，進行脫氫(生成FADH2)、加水、再脫氫(生成

NADH+H+）及硫解四步連續(xù)反應，脂?；鶖嗔焉桑狈肿颖仍瓉砩伲矀€碳原子的脂酰CoA和１分子乙酰

CoA。脂酸的β-氧化的最終產物主要是FADH2、NADH+H和乙酰CoA.脫氫加水再脫氫硫解脂酰CoAL(+)-β羥脂酰CoAβ酮脂酰CoA脂酰CoA+乙酰CoA脂酰CoA脫氫酶反⊿2-烯酰CoAL(+)-β羥脂酰

CoA脫氫酶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產物---生成大量的乙酰CoA＊兩個去路：一部分乙酰CoA在線粒體中通過三羧酸循環(huán)徹底氧化；一部分乙酰CoA在線粒體縮合生成酮體，通過血運至肝外組織氧化利用。脂酸氧化的能量生成軟脂酸（C16），進行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凈生成129

ATP（二）脂肪酸的α-氧化部位：哺乳動物的肝臟和腦組織，由微粒體的氧化酶系催化。產物：α-羥脂酸RCHCOOHOH單加氧酶

脫氫酶RCH2COOHNADH+H+RCCOOHONADH+H+RCOOH

+

CO23334ω-（三） 氧化（四）不飽和脂肪酸的氧化35烯脂酰CoA順反異構酶多不飽和脂肪酸，還需差向異構酶（五）奇數碳原子脂肪酸的氧化：丙酰CoA3637乙酰乙酸(acetoacetate)

、β-羥丁酸(β-hydroxybutyrate)、丙酮(acetone)三者總稱為酮體(ketone

bodies)。代謝定位：生成：肝細胞線粒體利用：肝外組織（心、腎、腦、骨骼肌等）線粒體四、酮體的生成和利用CO2CoASHNAD+NADH+H+β-羥丁酸脫氫酶HMGCoA合酶CoASH乙酰乙酰CoA硫解酶1.酮體在肝細胞中生成CH3CSCoA=O=CH3CCCCHH2CSCoA(乙酰乙酰CoA)OCH3CSCoA==O

OHOCCH2CCH2CSCoA(HMGCoA)CH3OH羥甲基戊二酸單酰CoA==O

OOHCH3CHCH2COOHD(-)-β

-羥丁酸38=OCH3CCH3丙酮==HMGCoA裂解酶O

OCH3CCH2COH乙酰乙酸琥珀酰CoA琥珀酸CoASH+ATPPPi+AMP2.酮體在肝外組織利用琥珀酰CoA轉硫酶（心、腎、腦及骨骼肌的線粒體）乙酰乙酰CoA硫激酶（腎、心和腦的線粒體）D(-)-β

-羥丁酸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、腎、腦及骨骼肌線粒體）392乙酰CoA

乙酰乙酰CoA乙酰CoAHMGCoA乙酰乙酸D(-)-β-羥丁酸丙酮乙酰乙酰CoA琥珀酰CoA琥珀酸2乙酰CoA40酮體的生成和利用的總示意圖413.酮體生成的生理意義：①是脂酸在肝中正常的中間代謝產物,是肝輸出能源的一種方式。即肝內產生，肝外利用。②生理意義：是肝臟為肝外組織（心、腎、腦、肌肉等）提供了另一種能源物質；同時也能減少作為糖異生原料的肌肉蛋白質的分解。（三）酮體代謝紊亂42饑餓、低糖高脂和糖尿病時，酮體生成增加，超過了肝外組織利用的能力，可造成酮血癥、酮尿癥和酮癥酸中毒。43第四節(jié)脂肪的合成代謝體內脂肪的主要來源：糖類轉變成脂肪。合成部位：脂肪組織和肝臟。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.

合成部位組織：肝（主要）、腎、腦、肺、乳腺及脂肪等組織亞細胞：胞液：主要合成16碳的軟脂酸（棕櫚酸）肝線粒體、內質網：碳鏈延長乙酰CoA、ATP、HCO3-、NADPH、Mn2+乙酰CoA的主要來源:2.

合成原料乙酰CoA全部在線粒體內產生，通過檸檬酸-丙酮酸循環(huán)(citrate

pyruvate

cycle)出線粒體。Glc（主要）

乙酰CoA氨基酸46線粒體膜檸檬酸-丙酮酸循環(huán)（citrate

pyruvatecycle）胞液 線粒體基質草酰乙酸檸檬酸檸檬酸乙酰CoA蘋果酸酶蘋果酸NADP+ATPCoA乙酰CoAAMP

PPi檸檬酸裂解酶CoA草酰乙酸H2O檸檬酸合酶蘋果酸丙酮酸

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

+

HCO3ˉ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，其輔基是生物素，Mn2+是其激活劑。其活性受別構調節(jié)和磷酸化、去磷酸化修飾調節(jié)。（2）脂酸合成:從乙酰CoA和丙二酰CoA開始合成長鏈脂酸，是一個重復的加成反應，每次延長2個C原子.丙二酰CoA脂酸合成酶系長鏈脂酸50高等動物1.乙酰轉移酶（AT）.丙二?；D移酶（MT）.酮脂酰合成酶（KS或CE）.酮脂酰還原酶（KR).脫水酶（DH）烯脂酰還原酶（ER）.硫酯酶（TE，釋放游離脂肪酸）51三個結構域：底物進入縮合單位還原單位軟脂酰釋放單位其輔基是4′-磷酸泛酰氨基乙硫醇是脂?；d體?！?2?；d體蛋白(ACP)底物進入乙酰CoACE-S-乙酰基(縮合酶)ACP-S-丙二?；oA軟脂酸合成酶基基一個）丙二酰乙酰（第軟脂酸的合成過程53CO2H2O54轉位丁?；蒃2-泛-SH（ACP上)轉移至E1-半胱-SH（CE上）。ACPSC=OCH2CH2CH3CEHSSO=CCH2CH2CH3CEACPHS轉位55經過7

輪循環(huán)反應，每次加上一個丙二?；?，增加兩個碳原子，最終釋出軟酯酸。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軟脂酸合成的總反應:CH3COSCoA+7

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

CO2+6H2O+8HSCoA+14NADP+58軟脂酸的合成總圖5960脂肪酸合成酶復合體只能合成16碳的軟脂酸，碳鏈延長需在粗面內質網或線粒體中進行。1.

脂酸碳鏈在內質網中的延長以丙二酰CoA為二碳單位供體，由NADPH+H+供氫經縮合、加氫、脫水、再加氫等一輪反應增加2個碳原子，合成過程類似軟脂酸合成，但脂?；B在

CoASH上進行反應，可延長至24碳或28碳，以18碳硬脂酸為最多。（三）脂酸碳鏈的延長(肝細胞內質網或線粒體）61以乙酰CoA

為二碳單位供體，由

NADPH+H+供氫，過程與β-氧化的逆反應基本相似，一輪反應增加2個碳原子，可延長至24碳或28碳，以硬脂酸最多。2.

脂酸碳鏈在線粒體中的延長62人體含有的不飽和脂酸主要有：軟油酸（16:1,

△9),油酸（18:1,

△9),亞油酸（18:2,

△9,12),亞麻酸（18:3,

△9,12,15),花生四烯酸（20:4,

△5,8,11,14)動物：有Δ4、Δ5、Δ8、Δ9去飽和酶，鑲嵌在內質網上，脫氫過程有線粒體外電子傳遞系統參與。植物：有Δ9、Δ12、Δ15

去飽和酶（四）不飽和脂酸的合成63亞油酸的合成64（二）合成基本過程甘油一酯途徑（小腸粘膜細胞）甘油二酯途徑（肝、脂肪細胞）三、脂肪的生物合成（一）合成部位肝臟、脂肪組織、小腸粘膜CoA

+RCOOHRCOCoA甘油一酯途徑脂酰CoA合成酶ATPAMP

PPi酯酰CoA轉移酶R2COCoA

CoA酯酰CoA轉移酶R3COCoA

CoACH2OHCH2OHCHO-C-R1O=CH2OHOCH2O-C-R2CHO-C-R1O==CH2O-C-R3OCH2O-C-R2CHO-C-R1O65=O==甘油二酯途徑甘油二酯途徑酯酰CoA轉移酶R1COCoA

CoA酯酰CoA轉移酶R2COCoA

CoA磷脂酸磷酸酶Pi酯酰CoA轉移酶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第五節(jié)類脂的代謝Metabolismof

Phospholipid68機體內幾類重要的甘油磷脂69(一）、磷脂的生物合成1.合成部位:各組織內質網,以肝、腎、腸等組織最活躍2.合成原料及輔因子脂酸、甘油:

可由葡萄糖轉化而來。

２位脂酸： 多為多不飽和脂酸，由植物油提供甘氨酸： 甘氨酸在體內能轉變成絲氨酸。絲氨酸乙醇胺:

又稱膽胺，絲氨酸脫羧膽堿：

由絲氨酸和甲硫氨酸合成或由食物提供.ＡＴＰＣＴＰ7071３．合成基本過程(１)甘油二酯合成途徑：磷脂酰膽堿（卵磷脂）、磷脂酰乙醇胺（腦磷脂）主要通過此途徑合成ａ.CDP-膽堿及CDP-乙醇胺生成ｂ.卵磷脂、腦磷脂、甘油三酯合成總過程72(２)CDP-甘油二酯合成途徑磷脂酰肌醇、磷脂酰絲氨酸、心磷脂由此途徑合成甘油二酯被活化生成

CDP-甘油二酯再與肌醇、絲氨酸或磷脂酰甘油縮合7374甘油磷脂合成還有其他方式，如：磷脂酰膽堿由磷脂酰乙醇胺從S-腺苷甲硫氨酸獲得甲基生成。磷脂酰絲氨酸由磷脂酰乙醇胺羧化或其乙醇胺與絲氨酸交換生成。脂肪肝75（二）脂肪肝（一）膽固醇的生物合成合成部位:胞液及內質網全身均可合成(腦組織及成熟ＲＢＣ除外),肝腸為主要場所。合成原料乙酰CoA―-唯一碳源,由G、AA、FA分解產生,通過檸