生物化學 生化A（5）脂類代謝

第九章

脂類代謝MetabolismofLipid﹛脂類概述脂肪和類脂總稱為脂類脂肪

(fat)：三脂酰甘油(triacylglycerols,TAG)也稱為甘油三酯(triglyceride,TG)類脂(lipoid)：脂類(lipid)

﹛膽固醇(cholesterol,CHOL)膽固醇酯(cholesterolester,CE)磷脂(phospholipid,PL)鞘脂(sphingolipids)甘油三酯甘油磷脂(phosphoglycerides)膽固醇酯FA膽固醇脂類物質(zhì)的基本構(gòu)成FAFAFA

甘油FAFAPiX

甘油X=膽堿、水、乙醇胺、絲氨酸、甘油、肌醇、磷脂酰甘油等鞘脂鞘磷脂鞘糖脂F(xiàn)A鞘氨醇FAPiX鞘氨醇FA糖鞘氨醇第一節(jié)脂類的消化與吸收Digestionandabsorbtion一、脂類的消化條件：①

乳化劑（膽汁酸鹽、甘油一酯、甘油二酯等）的乳化作用；②酶的催化作用部位:

主要在小腸上段乳化消化酶甘油三酯產(chǎn)物食物中的脂類2-甘油一酯+2FFA磷脂溶血磷脂+FFA磷脂酶A2膽固醇酯膽固醇酯酶膽固醇+FFA

胰脂酶

輔脂酶微團(micelles)消化過程及相應(yīng)的酶？﹛特點:首先乳化成微團,然后在酶的作用下消化!!!脂肪與類脂的消化產(chǎn)物，包括甘油一酯、脂酸、膽固醇及溶血磷脂等以及中鏈脂酸（6～10C）及短鏈脂酸（2～4C）構(gòu)成的的甘油三酯與膽汁酸鹽，形成混合微團(mixedmicelles)，被腸粘膜細胞吸收。二、脂類的吸收部位：十二指腸下段及空腸上段方式：中鏈及短鏈脂酸構(gòu)成的TG

乳化

吸收

脂肪酶甘油+FFA門靜脈血循環(huán)腸粘膜細胞第二節(jié)

脂類在體內(nèi)貯存和運輸

一、血脂1.定義：血漿所含脂類統(tǒng)稱血脂，包括：甘油三酯、磷脂、膽固醇及其酯以及游離脂酸。2.來源：外源性——從食物中攝取.

內(nèi)源性——肝、脂肪細胞及其他組織合成后釋放入血.二、血漿脂蛋白的分類、組成及結(jié)構(gòu)1.分類電泳法-+CM

前

血脂與血漿中的蛋白質(zhì)結(jié)合，以脂蛋白(lipoprotein)形式而運輸。乳糜微粒(chylomicron,CM)極低密度脂蛋白(verylowdensitylipoprotein,VLDL)低密度脂蛋白(lowdensitylipoprotein,LDL)高密度脂蛋白(highdensitylipoprotein,HDL)超速離心法分類:即CM、VLDL、LDL、HDL四種!!!CMVLDLLDLHDL密度＜0.950.95-1.0061.006-1.0631.063-1.21組成脂類含TG最多，

80-90%含TG50-70%含膽固醇及其酯最多，40-50%含脂類50%蛋白質(zhì)最少,1%5-10%20-25%最多，約50%載脂蛋白組成apoB48、E

AⅠ、AⅡAⅣ、CⅠCⅡ、CⅢapoB100、CⅠ、CⅡCⅢ、EapoB100apoAⅠ、AⅡ2.血漿脂蛋白的組成特點3.血漿脂蛋白的結(jié)構(gòu)特點:疏水性較強的TG及膽固醇酯位于內(nèi)核。具極性及非極性基團的載脂蛋白、磷脂、游離膽固醇，以單分子層借其非極性疏水基團與內(nèi)部疏水鏈相聯(lián)系，極性基團朝外。三、載脂蛋白1.定義載脂蛋白(apolipoprotein,apo)指血漿脂蛋白中的蛋白質(zhì)部分。2.種類（18種）apoA:AⅠ、AⅡ、AⅣapoB:B100、B48

apoC:CⅠ、CⅡ、CⅢapoDapoE

③

載脂蛋白可調(diào)節(jié)脂蛋白代謝關(guān)鍵酶活性：AⅠ激活LCAT(卵磷酯膽固醇脂轉(zhuǎn)移酶)CⅡ激活LPL(脂蛋白脂肪酶)AⅣ輔助激活LPLCⅢ抑制LPLAⅡ激活HL(肝脂肪酶)②

載脂蛋白可參與脂蛋白受體的識別：AⅠ識別HDL受體B100，E識別LDL受體①

結(jié)合和轉(zhuǎn)運脂質(zhì)，穩(wěn)定脂蛋白的結(jié)構(gòu)

3.功能四、血漿脂蛋白的代謝1.乳糜微粒(CM)①來源小腸合成的TG和合成及吸收的磷脂、膽固醇+apoB48

、

AⅠ、

AⅡ、AⅣ②代謝過程新生CM成熟CMCM殘粒LPL肝細胞攝?。╝poE受體）FFA外周組織血液③CM的生理功能運輸外源性TG及膽固醇酯。存在于組織毛細血管內(nèi)皮細胞表面使CM中的TG、磷脂逐步水解，產(chǎn)生甘油、FA及溶血磷脂等。LPL（脂蛋白脂肪酶）2.極低密度脂蛋白(VLDL)+apoB100、EVLDLVLDL殘粒LDLLPLLPL、HLLPL——脂蛋白脂肪酶HL——

肝脂肪酶FFA外周組織FFA

肝細胞合成的TG

磷脂、膽固醇及其酯VLDL的合成以肝臟為主，小腸亦可合成少量。①來源②代謝過程③生理功能：

運輸內(nèi)源性TG內(nèi)源性VLDL的代謝3.低密度脂蛋白(LDL)①來源:由VLDL轉(zhuǎn)變而來

LDL受體代謝途徑LDL受體廣泛分布于肝動脈壁細胞等全身各組織的細胞膜表面,特異識別、結(jié)合含apoE或apoB100的脂蛋白，故又稱apoB,E受體。②代謝過程低密度脂蛋白受體代謝途徑：③生理功能:轉(zhuǎn)運肝合成的內(nèi)源性膽固醇LDL的代謝4.高密度脂蛋白主要在肝合成；小腸亦可合成。CM、VLDL代謝時，其表面apoAⅠ、AⅡ、AⅣ、apoC及磷脂、膽固醇等離開亦可形成新生HDL。分類（按密度）HDL1

HDL2HDL3①來源新生HDL細胞膜CMVLDL卵磷脂、膽固醇CMVLDLapoCapoEHDL3LCAT

HDL2CMVLDL磷脂apoAⅠAⅡVLDLLDLCECETP

LCAT：卵磷脂膽固醇酯酰轉(zhuǎn)移酶CETP：膽固醇酯轉(zhuǎn)運蛋白②代謝過程①使HDL表面卵磷脂2位脂酰基轉(zhuǎn)移到膽固醇3位羥基生成溶血卵磷脂及膽固醇酯②使膽固醇酯進入HDL內(nèi)核逐漸增多③使新生HDL成熟LCAT的作用（由apoAⅠ激活）HDL的代謝③CM的生理功能:參與膽固醇的逆向轉(zhuǎn)運.即將肝外組織細胞內(nèi)的膽固醇，通過血循環(huán)轉(zhuǎn)運到肝，在肝轉(zhuǎn)化為肝汁酸后排出體外。血漿脂蛋白代謝總圖五、血漿脂蛋白代謝異常1.

高脂蛋白血癥——血脂高于參考值上限。

成人:TG>2.26mmol/l或200mg/dl（空腹14-16h）

膽固醇>6.21mmol/l或240mg/dl

兒童:膽固醇>4.14mmol/l或160mg/dl診斷標準分類

①

按脂蛋白及血脂改變分六型

②按病因分：原發(fā)性(病因不明)

繼發(fā)性(繼發(fā)于其他疾病)2.

遺傳性缺陷已發(fā)現(xiàn)脂蛋白代謝關(guān)鍵酶如LPL及LCAT，載脂蛋白如apoCⅡ、B、E、AⅠ、CⅢ，脂蛋白受體如LDL受體等的遺傳缺陷，并闡明了某些高脂蛋白血癥及發(fā)病的分子機制。第三節(jié)脂肪的分解代謝

MetabolismofTriglyceride1.脂肪的動員

定義:儲存在脂肪細胞中的脂肪，被肪脂酶逐步水解為FFA及甘油，并釋放入血以供其他組織氧化利用的過程。

關(guān)鍵酶

激素敏感性甘油三酯脂肪酶

(hormone-sensitivetriglyceridelipase,HSL)一、脂肪的分解脂解激素能促進脂肪動員的激素，如胰高血糖素、去甲腎上腺素、ACTH、TSH等。對抗脂解激素因子抑制脂肪動員，如胰島素、前列腺素E2、煙酸等。脂肪動員過程脂解激素-受體G蛋白ACATPcAMP

PKA+++HSLa(無活性)HSLb(有活性)TG

甘油二酯（DG）甘油一酯甘油FFAFFAFFA

甘油二酯脂肪酶甘油一酯脂肪酶HSL-----激素敏感性甘油三酯脂肪酶二.甘油的氧化分解甘油α-磷酸甘油磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛丙酮酸糖酵解三.脂酸的氧化分解：β-氧化組織：除腦組織外,大多數(shù)組織均可進行，其中肝、肌肉最活躍。亞細胞：胞液、線粒體脂酰CoA合成酶

1.脂酸的活化（胞液）ATPAMPPPi

*脂酰CoA合成酶(acyl-CoA

synthetase)存在于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)及線粒體外膜上+

CoA-SH基本過程關(guān)鍵酶2.脂酰CoA的轉(zhuǎn)運——進入線粒體3.脂酸的β氧化①脫氫②加水③再脫氫④硫解脂酰CoA

L(+)-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+⊿2--烯脂酰CoA

水化酶H2OFADFADH2β酮脂酰CoA

硫解酶CoA-SH電子傳遞鏈活化：消耗2個高能磷酸鍵β氧化：

每輪循環(huán)

四個重復(fù)步驟：脫氫、水化、再脫氫、硫解產(chǎn)物：1分子乙酰CoA1分子少兩個碳原子的脂酰CoA1分子NADH+H+1分子FADH2

4.

脂酸氧化的能量生成

——

以16碳軟脂酸的氧化為例7輪循環(huán)產(chǎn)物：8分子乙酰CoA7分子NADH+H+7分子FADH2能量計算：

生成ATP

8×12+7×3+7×2=131

凈生成ATP

131–2=129軟脂酸與葡萄糖在體內(nèi)氧化產(chǎn)生ATP的比較軟脂酸葡萄糖以1mol計129ATP38ATP以100g計50.4ATP21.1ATP能量利用效率68%68%

長鏈脂酸(C20、C22)

（過氧化酶體）脂肪酸氧化酶（FAD為輔酶）較短鏈脂酸（線粒體）β氧化②過氧化酶體脂酸氧化3.

丙酸的氧化IleMetThrVal奇數(shù)碳脂酸膽固醇側(cè)鏈CH3CH2CO~CoA

羧化酶（ATP、生物素）CO2D-甲基丙二酰CoA

L-甲基丙二酰CoA

消旋酶變位酶5

-脫氧腺苷鈷胺素琥珀酰CoA

TAC脂肪酸在肝細胞線粒中氧化的中間產(chǎn)物,包括乙酰乙酸(acetoacetate)、β-羥丁酸(β-hydroxybutyrate)、丙酮(acetone)三者總稱為酮體。四、酮體的生成和利用

synthesisandutilizationofketonebodies1.酮體(ketonebodied)概念:CO2CoASH

CoASH

NAD+NADH+H+β-羥丁酸脫氫酶HMGCoA

合酶乙酰乙酰CoA硫解酶HMGCoA

裂解酶2.

酮體的生成過程NAD+NADH+H+琥珀酰CoA

琥珀酸CoASH+ATP

PPi+AMP

CoASH

3.酮體的利用琥珀酰CoA轉(zhuǎn)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）乙酰乙酰CoA硫解酶（心、腎、腦及骨骼肌線粒體）4.酮體生成的生理意義①酮體是肝臟輸出能源的一種形式。并且酮體可通過血腦屏障，是腦組織的重要能源。②酮體利用的增加可減少糖的利用，有利于維持血糖水平恒定，節(jié)省蛋白質(zhì)的消耗。生成與利用特點:“肝內(nèi)生酮肝外用”!!!5.酮體生成的調(diào)節(jié)①飽食及饑餓的影響（主要通過激素的作用）抑制脂解，脂肪動員飽食

胰島素

進入肝的脂酸

脂酸β氧化

酮體生成饑餓

脂肪動員FFA胰高血糖素等脂解激素

酮體生成

脂酸β氧化（2）肝細胞糖原含量及代謝的影響糖代謝旺盛FFA主要生成TG及磷脂

乙酰CoA

+乙酰CoA羧化酶丙二酰CoA

反之，糖代謝減弱，脂酸β氧化及酮體生成均加強。丙二酰CoA競爭性抑制肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶

，抑制脂酰CoA進入線粒體，脂酸β氧化減弱，酮體生產(chǎn)減少。（3）丙二酰CoA抑制脂酰CoA進入線粒體第四節(jié)脂肪的合成代謝一、脂酸的合成代謝1.

合成部位：肝（主要）、脂肪等組織

2.原料：乙酰輔酶A線粒體膜胞液線粒體基質(zhì)丙酮酸丙酮酸蘋果酸草酰乙酸檸檬酸檸檬酸乙酰CoA

NADPH+H+NADP+蘋果酸酶CoA

乙酰CoA

ATPAMPPPi

ATP檸檬酸裂解酶CoA

草酰乙酸H2O檸檬酸合酶蘋果酸CO2CO2檸檬酸-丙酮酸循環(huán)①丙二酰CoA的合成酶-生物素-CO2+乙酰CoA

酶-生物素+丙二酰CoA

3.合成過程酶-生物素+HCO3ˉ酶-生物素-CO2

ADP+Pi

ATP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+是激活劑。②脂酸合成從乙酰CoA及丙二酰CoA合成長鏈脂酸，是一個重復(fù)加成過程，每次延長2個碳原子。各種生物合成脂酸的過程基本相似。*軟脂酸的合成過程*底物進入

乙酰CoA

CE-S-乙?；?縮合酶)丙二酰CoA

ACP-S-丙二酰基軟脂酸合成酶

乙?；ǖ谝粋€）丙二酰基縮合CO2還原NADH+H+NAD+脫水H2O再還原NADH+H+NAD+目錄*轉(zhuǎn)位丁?；蒃2-泛-SH（ACP上)轉(zhuǎn)移至E1-半胱-SH（CE上）ACPSC=OCH2CH2CH3CEHSSO=CCH2CH2CH3CEACPHS轉(zhuǎn)位經(jīng)過7輪循環(huán)反應(yīng)，每次加上一個丙二酰基，增加兩個碳原子，最終釋出軟酯酸。CESO=CCH3ACPSC=OCH2—COO-CESO=CCH2CH2CH2CH2CH3ACPSC=OCH2—COO-

CESO=CCH2CH2CH2CH2CH2CH2CH3ACPSC=OCH2—COO-

O-O=CCH2CH2CH2CH2CH2CH2CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CEACPHSHS+4H++4e-CO2CESO=CCH2CH2CH3ACPSC=OCH2—COO-

4H++4e-CO24H++4e-CO2目錄軟脂酸合成的總反應(yīng)CH3COSCoA

+7HOOCH2COSCoA

+

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

+6H2O+8HSCoA

+14NADP+4.脂酸碳鏈的延長①

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)脂酸碳鏈延長酶系

以丙二酰CoA為二碳單位供體，由NADPH+H+供氫經(jīng)縮合、加氫、脫水、再加氫等一輪反應(yīng)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(yīng)，可延長至24碳，以18碳硬脂酸為最多。②線粒體脂酸碳鏈延長酶系

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(yīng)基本相似，需α-β烯酰還原酶，一輪反應(yīng)增加2個碳原子，可延長至24碳或26碳，以硬脂酸最多。5.不飽和脂酸的合成動物：有Δ4、Δ5、Δ8、Δ9去飽和酶，鑲嵌在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上，脫氫過程有線粒體外電子傳遞系統(tǒng)參與。植物：有Δ9、Δ12、Δ15

去飽和酶H++NADHNAD+E-FADE-FADH2Fe2+Fe3+Fe2+Fe3+油酰CoA+2H2O硬脂酰CoA+O2NADH-cytb5

還原酶去飽和酶Cytb5①

代謝物的調(diào)節(jié)作用乙酰CoA羧化酶的別構(gòu)調(diào)節(jié)物抑制劑：軟脂酰CoA及其他長鏈脂酰CoA

激活劑：檸檬酸、異檸檬酸進食糖類而糖代謝加強，NADPH及乙酰CoA供應(yīng)增多，有利于脂酸的合成。大量進食糖類也能增強各種合成脂肪有關(guān)的酶活性從而使脂肪合成增加。6.脂酸合成的調(diào)節(jié)②激素調(diào)節(jié)+

脂酸合成

胰島素

胰高血糖素腎上腺素生長素脂酸合成﹣﹣TG合成乙酰CoA羧化酶的共價調(diào)節(jié)

胰高血糖素：激活PKA，使之磷酸化而失活胰島素：通過磷蛋白磷酸酶，使之去磷酸化而復(fù)活

脂肪組織：主要以葡萄糖為原料合成脂肪，也利用CM或VLDL中的FA合成脂肪。二、甘油三酯的合成代謝1。合成部位肝臟：肝內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成的TG，組成VLDL入血。小腸粘膜：利用脂肪消化產(chǎn)物再合成脂肪。1.

甘油和脂酸主要來自于葡萄糖代謝2.

CM中的FFA（來自食物脂肪）2.合成原料1.

甘油一酯途徑（小腸粘膜細胞）2.

甘油二酯途徑（肝、脂肪細胞）3.合成基本過程甘油二酯途徑酯酰CoA轉(zhuǎn)移酶

CoA

R1COCoA

酯酰CoA

轉(zhuǎn)移酶

CoA

R2COCoA磷脂酸磷酸酶Pi

酯酰CoA

轉(zhuǎn)移酶

CoA

R3COCoANADPH的來源

磷酸戊糖途徑（主要來源）

胞液中異檸檬酸脫氫酶及蘋果酸酶催化的反應(yīng)乙酰CoA、ATP、HCO3﹣、NADPH、Mn2+2.

合成原料乙酰CoA的主要來源乙酰CoA全部在線粒體內(nèi)產(chǎn)生，通過檸檬酸-丙酮酸循環(huán)

(citratepyruvatecycle)出線粒體。乙酰CoA

氨基酸

Glc（主要）第五節(jié)

類脂的代謝

Metabolismoflipid定義含磷酸的脂類稱磷酯。分類

甘油磷脂

——由甘油構(gòu)成的磷酯

（體內(nèi)含量最多的磷脂）

鞘磷脂

——由鞘氨醇構(gòu)成的磷脂X指與磷酸羥基相連的取代基，包括膽堿、水、乙醇胺、絲氨酸、甘油、肌醇、磷脂酰甘油等。FAFAPiX

甘油FAPiX鞘氨醇一、磷脂的代謝一、甘油磷脂的代謝組成：甘油、脂酸、磷脂、含氮化合物結(jié)構(gòu)：功能：含一個極性頭、兩條疏水尾，構(gòu)成生物膜的磷脂雙分子層。常為花生四烯酸X=膽堿、水、乙醇胺、絲氨酸、甘油、肌醇、磷脂酰甘油等（一）甘油磷脂的組成、分類及結(jié)構(gòu)磷脂雙分子層的形成(cephalin)(lecithin)磷脂酰肌醇

(phosphatidyl

inositol)磷脂酰絲氨酸(phosphatidylserine)心磷脂(cardiolipin)1.合成部位全身各組織內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，肝、腎、腸等組織最活躍。

2.

合成原料及輔因子脂酸、甘油、磷酸鹽、膽堿、絲氨酸、肌醇、ATP、CTP（二）甘油磷脂的合成3.

合成基本過程（1）甘油二酯合成途徑（三）甘油磷脂的降解

PLA1PLA2PLCPLDPLB2PLB1磷脂酶(phospholipase,PLA)鞘脂(sphingolipids)含鞘氨醇(sphingosine)或二氫鞘氨醇的脂類。二、鞘磷脂的代謝（一）鞘脂化學組成及結(jié)構(gòu)

X----磷脂膽堿、磷脂乙醇胺單糖或寡糖按取代基X的不同，鞘脂分為：鞘糖酯、鞘磷脂1.

鞘氨醇的合成部位：全身各細胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，腦組織最活躍原料：軟脂酰CoA、絲氨酸、磷酸吡哆醛NADPH+H+及FADH2

2.

鞘脂的合成（二）鞘磷脂的代謝

二、膽固醇代謝

MetabolismofCholesterol*膽固醇(cholesterol)結(jié)構(gòu)

固醇共同結(jié)構(gòu)環(huán)戊烷