复旦药学院2005级课件-生物化学脂类代谢

第一节脂类的消化和吸收磷脂磷脂酶A2溶血磷脂,脂肪酸胆固醇酯胆固醇酯酶胆固醇,脂肪酸甘油三脂(90%)磷脂、胆固醇及其酯,一些游离脂肪酸胆汁酸盐(小肠)甘油三脂胰脂肪酶甘油一酯,脂肪酸胆汁混合微团(mixed

micelles)(小肠粘膜细胞)甘油三酯、磷脂、胆固醇酯少量胆固醇载脂蛋白(apolipoprotein)乳糜微粒(chylomicrons)血液其它细胞磷脂胆固醇载脂蛋白血液组织细胞二、脂类的血浆脂蛋白甘油三酯胆固醇酯磷脂甘油三酯胆固醇酯血浆脂蛋白胆固醇载脂蛋白（二）血浆脂蛋白的种类（一）乳糜微粒(chylomicrons,CM)（二）极低密度脂蛋白(very

low

densitylipoprotein,VLDL)（三）低密度脂蛋白(low

densitylipoprotein,

LDL)（四）高密度脂蛋白(high

densitylipoprotein,HDL)血浆脂蛋白的分离方法电泳法超速离心法化学沉淀法CM原点VLDL

LDLHDL-+血浆脂蛋白电泳图前β

β

α（二）血浆脂蛋白的种类（一）乳糜微粒(chylomicrons,CM)（二）极低密度脂蛋白(very

low

densitylipoprotein,VLDL)（三）低密度脂蛋白(low

densitylipoprotein,

LDL)（四）高密度脂蛋白(high

densitylipoprotein,HDL)（二）血浆脂蛋白的种类（一）乳糜微粒(chylomicrons,CM)（二）极低密度脂蛋白(very

low

densitylipoprotein,VLDL)（三）低密度脂蛋白(low

densitylipoprotein,

LDL)（四）高密度脂蛋白(high

densitylipoprotein,HDL)电泳

密度颗粒直径（nm)蛋白质甘油三酯胆固醇磷脂原点CMVLDL前βLDL

βHDL

α<0.960.96-1.0061.0631.063-1.2180-50025-8020-255-300.8-2.55-102545-5080-9550-701052-7

6-910-15

10-1545

2020

36主要生理功能CMVLDLLDLHDL转运外源性甘油三酯转运内源性甘油三酯转运内源性胆固醇转运磷脂，胆固醇第三节脂肪的分解代谢+HOC-HCH2OH甘油R1COOHR2COOHR3COOH脂肪酸甘油三酯脂肪酶CH2OH甘油三脂关键酶一、脂肪的水解（脂肪动员）CH2-O-COR1R2OC-O-C-HCH2-O-

COR3脂肪动员的概念：于脂肪细胞中的三脂酰甘油在激素敏感脂肪酶(hormonesensitive

triglyceride

lipase,HSL)的催化下水解并

出脂肪酸，供给全身各组织细胞摄取利用的过程称为脂肪动员。即三脂酰甘油脂肪酶二、甘油的氧化分解甘油磷酸激酶+ADP2CH

OHCH

OHCH2OH甘油CHOHOCH2O

P

OHOHCH2OHα-磷酸甘油甘油的氧化-经甘油磷酸激酶（肝）作用变成α-磷酸甘油+ATPOCH2O

P

OHOHCHOHCH2OHα-磷酸甘油磷酸二羟氧化+

NAD+OCH2O

P

OHOHC=OCH2OH酵解过程甘油磷酸脱氢酶酸糖三CO2+H2Oα-磷酸甘油代谢甘油的糖异生作用：6-磷酸葡萄糖甘

油3-磷酸甘油醛1，6-二磷酸果糖ATPADP磷酸二羟NAD+NADH+H+甘油激酶磷酸甘油磷酸甘油脱氢酶6-磷酸果糖葡萄糖三、脂肪酸的氧化分解(一)饱和偶数碳原子脂肪酸的β氧化分解脂酰辅酶A酶-2ATP1.脂肪酸的活化-脂酰CoA的生成场所：胞浆RCH2CH2COOH

+ATPCoASHRCH2CH2CO

SCoA

+AMP+PPi脂酰辅酶A2.脂酰CoA进入线粒体脂酰CoA脂肪酸酶脂酰SCoAHSCoA酶I肉毒碱脂酰肉毒碱脂酰CoAHSCoA酶II线粒体基质线粒体细胞质线粒体内膜外侧内侧肉毒碱脂酰辅酶转移酶(carnitine

acyltransferase)Ⅰ和Ⅱ3.脂肪酸的β

氧化脂肪酸β氧化学说的发现：1904年，Franz.Knoop苯基脂肪酸氧化试验苯基标记含奇数碳原子的脂肪酸喂动物苯基标记含偶数碳原子的脂肪酸喂动物苯甲酸衍生物（马尿酸）测尿中代谢产物测尿中代谢产物苯乙酸衍生物（苯乙尿酸）CONHCH2COOHCH2CONHCH2COOH狗结论：脂肪酸的氧化是从羧基端β-碳原子开始，每次分解出一个二碳片断。β

氧化部位：线粒体脂酰CoA

粒体基质中进行β氧化，经过四步反应，即脱氢、加水、再脱氢和硫解，生成一分子乙酰CoA和一个少两个碳的新的脂酰CoA。酶--脂肪酸β-氧化多酶复合体1.脱氢反应γ

αβRCH2C

CCOSCoAHHRCH2CH2CH2COSCoAFADFADH2脂酰CoA脱氢酶αβγ2.水合反应RCH2C

CCOSCoAHHαβH2OαβΔ2反烯脂酰CoA水合酶RCH2C

CH2COSCoAHOHγ3.脱氢反应γβRCH2C

CH2COSCoAOHHαNAD+β-羟脂酰CoA脱氢酶

OαRCH2CCH2COSCoAβNADH+H+γ4.硫解反应αβγRCH2C

CH2COSCoAOHSCoACH3COSCoAαββ–酮脂酰CoA硫解酶γRCH2COSCoA+（1）脱氢（2）水化（3）再脱氢（4）硫解-氧化-酮脂酰CoA硫解酶-羟脂酰CoA脱氢酶∆2-烯脂酰水化酶脂酰CoA脱氢酶+

2ATP+

3ATP以十八个碳原子的饱和脂肪酸硬脂酸为例，其β-氧化的总反应为：CH3(CH2)16COSCoA +8NAD+

+8FAD

+8CoASH

+8H2O9CH3COSCoA

+8NADH+8H+

+8FADH2计算1分子脂肪酸生成ATP数1分子软脂酸（C16）生成ATP数：R（CH2CH2---）12CH2

CH2-CH2-COOHR(CH2)12-CH2COSCoA

+CH2COSCoACH2COSCoA

×71234567-氧化能量生成：以软脂酸（16C）为例→7×2＝

14

ATP7次-氧化7

FADH27

(NADH+H+)→7×3＝

21

ATP8次三8

CH3CO~CoA→8

×12＝

96

ATP总计

131

ATP净生成:131-2＝

129

ATP脂肪酸的β-氧化过程小结脂肪酸活化生成脂酰CoA(耗能)长链脂酰CoA由肉毒碱转运到线粒体β-氧化反应

粒体内进行β-氧化过程中有FADH2和NADH+H+生成，这些氢经呼吸链传递给氧生成水β-氧化是需氧的过程脂肪酸β-氧化的生理意义是体内脂肪酸分解的主要途径，脂肪酸氧化可以供应机体所需要的大量能量（二）脂肪酸的其他氧化方式αα氧化（微粒体氧化酶系）2RCH

COOHOH单加氧酶[O]RCHCOOH脱氢酶RCCOOHNAD+NADH+H+

O脱羧酶NAD+-ATPRCOOH

+

CO2NADH+H+脑，肝ω氧化（微粒体氧化酶系）短链脂肪酸(C<12)CH3(CH2)

nCOOH单加氧酶[O]

NADPHOH-CH2(CH2)

nCOOHHOOC

(CH2)

nCOOH奇数碳原子脂肪酸的氧化产物：琥珀酰CoATCA乙酰CoA+丙二酰CoACO2+H2O偶数碳饱和脂肪酸的氧化分解粒体进行-氧化在微粒体进行-氧化和ω-氧化-氧化发生在哺乳动物的肝脏和脑组织微粒体，长链脂肪酸-碳羟基化,生成-羟脂酸。长链-羟脂酸是脑苷脂的主要成分。ω-氧化发生在动物体内肝脏微粒体,十二碳以下的短链脂肪酸ω-碳连续进行羟化、羧化，生成二羧酸。-氧化和ω-氧化的产物都可以继续进行彻底氧化。奇数碳饱和脂肪酸的氧化分解内有极少量的奇数碳脂肪酸奇数碳脂肪酸经过(n-1)÷2-1次-氧化后除了生成(n-1)÷2-1分子的乙酰CoA之外，还又1分子的丙酰CoA。丙酰CoA经丙酰CoA羧化酶、异构酶和甲基丙二酸单酰CoA变位酶催化，最终可以转变为琥珀酰CoA，进入TCA彻底氧化。不饱和脂肪酸的氧化分解不饱和脂肪酸的氧化途径基本上是饱和脂肪酸的-氧化.当-氧化进行到不饱和脂肪酸的顺式双键时，即Δ3顺式烯脂酰CoA时，在异构酶的作用下转变为Δ2反式烯脂酰CoA，就可以继续进行-氧化.多不饱和脂肪酸氧化分解还需要差向异构酶的作用，才能够顺利地彻底氧化分解。四、(Ketone

bodies)的生成和利用脂肪酸氧化分解的中间产物，包括乙酰乙酸，β-羟丁酸，乙酰乙酸(acetoacetic

acid)约占30%β-羟丁酸(β-hydroxybutyric

acid

)约占70%(acetone)

极少量的1.的生成场所：肝细胞线粒体原料：乙酰CoA乙酰乙酰CoA硫解酶1）2CH3COSCoA2)

CH3COCH2COSCoA+CH3COSCoAHMGCoAHMGCoA裂解酶HOOCCH2-C-CH2COSCoAOHCH3+

CH3COSCoACH3COCH2COSCoA乙酰乙酰CoACH3COCH2COOH乙酰乙酸羟甲基戊二酸单酰CoA

酶（HMGCoA

酶）OH3) HOOCCH2-C-CH2COSCoACH3乙酰乙酸脱羧酶β-羟丁酸脱氢酶4）CH3COCH2COOHCH3CHOHCH2COOHβ-羟丁酸5）CH3COCH2COOHCH3COCH3NAD+NADH+H+2CH3COSCoACH3COCH2COOHNADH+H+CH3COSCoA酶肝脏线粒体脂肪酸β-氧化乙酰乙酰CoAHMGCoAHMGCoANAD+β-羟丁酸乙酰CoAG,GnFFA生酮氨基酸FFA胆固醇CO2+H2Oβ氧化有氧氧化3.生成的意义(1)易易利用节省葡萄糖，供脑和红细胞利用2.的利用心，肾，脑，骨骼肌CH3COCH2COOH

+

HOOCCH2CH2COSCoA乙酰乙酸 琥珀酰CoA乙酰乙酰CoACH3COCH2COSCoA

+

HOOCCH2CH2COOH琥珀酸琥珀酰转硫酶CH3COCH2COSCoA乙酰乙酰CoA硫解酶32CH

COSCoAHSCoAHSCoAATPCH3COCH2COOHβ-羟丁酸脱氢酶CH3COCH2COOH乙酰乙酸硫激酶CH3COCH2COSCoA乙酰乙酰CoA硫解酶2CH3COSCoACH3CHOHCH2COOHβ-羟丁酸2.的利用乙酰乙酰SCoA+琥珀酸2乙酰SCoATCA酸β羟丁酸琥珀酰CoA转硫酶乙酰乙酸+琥珀酰CoA肝外组织血液中的浓度过量导致体内酸碱平衡紊乱，出现酸，即酮症酸。第四节脂肪的代谢α–磷酸甘油

+

脂肪酸CH2OHCHOHCH2OHHOCOR1HOCOR2HOCOR3CH2OCOR1CHOCOR2CH2OCOR3脂肪一、α–磷酸甘油的GNAD+Gly-

α-PGlyNADH+H+DHAP甘油激酶(肝)α-磷酸甘油脱氢酶ADPATP二、脂肪酸的生物部位：胞浆原料：乙酰CoA过程1.乙酰CoA：线粒体胞浆柠檬酸-酸循环柠檬酸-酸循环PA

乙酰CoA苹果酸柠檬酸CO2CoA柠檬酸草酰乙酸PA乙酰CoACO2G基质胞液线粒体内膜草酰乙酸-ATP2.丙二酰CoA的丙二酸单酰CoA+ADP+Pi乙酰CoA羧化酶(Acetyl

CoA

carbosylase)辅酶：生物素乙酰CoA

+ CO2

+

ATP（胞液）3.脂肪酸乙酰CoA

+

丙二酸单酰CoA酶脂肪酸+ACP脂肪酸ACP：酰基载体蛋白acyl

carrierprotein脂肪酸酶七个酶，一个酰基载体蛋白软脂酸的生成是一个重复循环的过程1分子乙酰CoA与7分子丙二酸单酰CoA，经转移、缩合、加氢、脱水和再加氢重复过程，每一次使碳链延长两个碳，共7次重复，最终生成含十六碳的软脂酸乙酰CoA

+7丙二酰CoA

+14NADPH

+14H++7ATP脂肪酸酶复合体软脂酸+8CoASH

+14NADP++7ADP

+7Pi

+7H2O

+7CO2脂肪酸脂肪酸分解部位原料能量产物氢载体胞浆线粒体乙酰CoA脂酰CoA脂肪酸NADPH-ATP乙酰CoANADH+H+，FADH2+ATP脂肪酸调节：乙酰CoA羧化酶催化的反应为脂肪酸

过程中的限速步骤.激活剂：柠檬酸，异柠檬酸，胰岛素抑制剂：长链脂肪酸，胰高血糖素及肾上腺素线粒体延长：部位：线粒体基质原料：乙酰CoA(由NADPH+H+供氢)产物：可延长至24或28C饱和脂肪酸，主要是硬脂酸过程：基本类似-氧化的逆过程粗面内质网延长：部位：粗面内质网膜的胞质一侧原料：丙二酸单酰CoA(由NADPH+H+供氢)产物：饱和或不饱和脂肪酸，如油酸过程：与软脂酸

途径相同，只是酰基载体为辅酶A不饱和脂肪酸的途径:单不饱和脂肪酸的动植物:氧化机制高等微生物:脱氢机制细菌:厌氧途径多不饱和脂肪酸的

途径:哺乳动物:必须从食物中摄取.亚油酸,亚麻酸,花生四烯酸等多不饱和脂肪酸是营养必须脂肪酸。脊椎动物可以亚油酸为原料，

其他多不饱和脂肪酸。三、脂肪的CH

OH2CHOHCH2-O-Pα-磷酸甘油溶血磷脂酸α-磷酸甘油二酯CH2OCOR1CHOCOR2CH2-OH甘油二酯CH

OCOR12CHOHCH2-O-PCH2OCOR1CHOCOR2CH2-O-P1+R

COCoA2+R

COCoA+H2O+R3COCoACH2OCOR1CHOCOR2CH2OCOR3脂肪脂肪的由-磷酸甘油和脂酰辅酶A在转酰基酶的催化下合成，反应在细胞内质网中进行。三脂酰甘油分子中的脂肪酸主要是软脂酸、硬脂酸、棕榈酸和油酸，都是营养非必需脂肪酸。三脂酰甘油的 主要是在肝脏和脂肪组织进行。脂肪代谢的调节代谢加强，受到抑制，(一)糖代谢对三脂酰甘油代谢的影响糖供应充分，氧化分解正常时，三脂酰甘油分解代谢减慢。糖供应不足时，脂肪动员加 脂酰甘油脂肪酸的氧化加强， 生成增加。(二)激素对三脂酰甘油代谢的影响有利于分解的激素肾上腺素、高血糖素、生长素、促肾上腺皮质激素、甲状腺素、促甲状腺素、

等促进 的激素 胰岛素第五节类脂代谢一、磷脂的代谢磷脂的分解代谢单磷脂酶A1、B磷脂酶C磷脂酶A2、B磷脂酶D磷脂的原料:甘油二酯、胆胺、胆碱丝氨酸、ATP和CTP活化形式----CDP-胆胺、CDP-胆碱部位------全身各组织细胞内质网(肝、肾活跃）磷脂的生物二、胆固醇的代谢胆固醇的来源、分布和功能来源体内食物中摄取（一）胆固醇的分布功能生物膜生物膜的结构成分胆汁酸、类固醇激素及维生素D的 原料1、2、（主要来自糖）辅助因子碳架原料----CoA原料供氢体能源NADPH（来自磷酸戊糖途径）ATP关键酶HMG-CoA还原酶部位组织部位----肝及小肠等（脑细胞、RBC例外）细胞部位----胞液及内质网返回主菜单3、过程２乙酰辅酶A乙酰乙酰辅酶AHMG-CoA鲨烯胆固醇HMG-CoA

还原酶甲羟戊酸（MVA）4、

调节（1）膳食

饱食→HMG-CoA还原酶增加→胆固醇（饥饿相反）（2）激素的调节胰岛素甲状腺素HMG-CoA还原酶增加胆固醇胆汁酸（+）返回主菜单1）2CH3COSCoA2)

CH3COCH2COSCoA+CH3COSCoAHMGCoAHMGCoA还原酶OHHOOCCH2-C-CH2COSCoACH3乙酰乙酰CoA硫解酶CH3COCH2COSCoA乙酰乙酰CoA羟甲基戊二酸单酰CoA

酶（HMGCoA

酶）NADPH+H+关键酶OHHOOCCH2-C-CH2COSCoACH3OHHOOCCH2-C-CH2CH2OHCH3甲羟戊酸（MVA）（4）

MVA﹍

﹍胆固醇（三）胆固醇的转化与排泄1、在肝内转化成胆汁酸意义——体内胆固醇的主要代谢去路促进脂类的消化、吸收2、转化成类固醇激素激素（参与机体代谢调节）肾上腺皮质激素3、转化成VitD3VitD3胆固醇 7-脱氢胆固醇紫外光4、经肠道菌还原成粪固醇（排出体外）（二）胆固醇的酯化胆固醇+卵鳞脂LCAT胆固醇酯+溶血卵鳞脂返回主菜单（胆汁酸代谢）胆固醇的转化胆固醇肾上腺皮质激素胆汁酸细胞膜维生素D3胆固醇的调节胆固醇限速酶：HMGCoA还原酶HMGCoA还原酶激素的调节胰高血糖素:

HMGCoA还原酶胰岛素:

HMGCoA还原酶