物质代谢及其调节-脂类代谢（生物化学课件）

脂类的消化和吸收二、吸收的脂质经再合成进入血循环三、脂质消化吸收在维持机体脂质平衡中具有重要作用一、胆汁酸盐协助脂质消化酶消化脂质一、胆汁酸盐协助脂质消化酶消化脂质脂质------不溶于水而溶于有机溶剂的有机化合物◆脂质不能充分地和水相接触，也就不能使水中的酶充分发挥作用，那么它是如何被酶给消化的呢？磷脂胆汁酸盐亲水集团乳化作用

乳化作用是将一种液体分散到第二种不相溶的液体中去的过程。其基本构造系末端是极性基团的烷烃链。降低脂质-水相间的界面张力，将脂质乳化成细小微团(micelles)。使得脂质消化酶吸附在乳化微团的脂质-水界面，极大增进消化酶与脂质接触面积。条件：①乳化剂的乳化作用（发生在脂-水界面，胆汁酸盐）；②酶的催化作用促进脂质消化产物胆汁乳化胰液消化酶

产物

食物中的脂类微团(micelles)◆小肠上端胆固醇酯酶（cholesterollipase)磷脂酶A2（PholipaseA2)胰脂酶（pancreaticlipase)辅酯酶（colipase)消化酶消化过程中相应的酶甘油三酯2-甘油一酯+2FFA磷脂溶血磷脂+FFA磷脂酶A2胆固醇酯胆固醇酯酶胆固醇+FFA

胰脂酶

辅脂酶辅酯酶（辅脂酶在胰腺泡中以酶原形式合成。进入十二指肠后，被胰蛋白酶从其N端切下一个五肽而被激活。）辅酯酶本身并不具酯酶的活性，但可通过与甘油三酯与胰脂酶的结合，将胰脂酶锚定在乳化微图的脂-水界面，使胰脂酶与脂肪充分接触，发挥水解脂肪的功能。辅酯酶还可防止胰脂酶在脂-水界面上变性、失活。

辅酯酶是胰脂酶发挥脂肪消化作用必不可少的辅助因子。三、脂类的消化产物及混合微团的形成1、脂类消化产物包括：甘油一酯、脂肪酸、胆固醇、溶血磷脂2、混合微团（mixedmicelles)胆汁酸盐+脂类消化产物3、混合微团特点：内部疏水、外部亲水、极性大；体积小（直径20nm）；易于穿过小肠粘膜细胞表面的水屏障而被肠粘膜细胞吸收。混合微团二、吸收的脂质经再合成进入血循环十二指肠下段及空肠上段中短链脂肪酸中、短链脂酸构成的TG

乳化

吸收

脂肪酶甘油+FFA门静脉血循环肠粘膜细胞~~~肠粘膜细胞（酯化成TG）胆固醇及游离脂酸肠粘膜细胞（酯化成CE）淋巴管血循环乳糜微粒(chylomicron,CM)TG、CE、PL+载脂蛋白(apo)B48、C、AⅠ、AⅣ溶血磷脂及游离脂酸肠粘膜细胞（酯化成PL）长链脂酸及2-甘油一酯◆甘油一酯途径

长链脂肪酸在小肠粘膜细胞首先被转化为脂酰CoA，再在滑面质网脂酰CoA转移酶催化下，又ATP供能，被转移到2-甘油一酯羟基上，重新合成甘油三酯。肠粘膜细胞内由甘油一酯合成脂肪的途径。CoA+RCOOHRCOCoA

脂酰CoA合成酶ATPAMPPPi

酯酰CoA

转移酶

CoAR2COCoAR3COCoACoA

酯酰CoA

转移酶脂酸脂酰CoA1,2-甘油二酯甘油三酯三、脂质消化吸收维持机体脂质平衡Diseasesowhatwecando?1.大豆及豆制品：属于高蛋白、低脂肪食物，其含有丰富的不饱和脂肪酸、蛋白质、维生素E和卵磷脂，经常食用能起到降脂、降胆固醇、保肝等效果，对于促进肝细胞的修复和再生是很有帮助的。2.牛奶：牛奶含有丰富的钙，能有效抑制体内胆固醇合成酶的活性，进而抑制胆固醇的合成、减少胆固醇的吸收。3.燕麦：含有极其丰富的亚油酸和丰富的皂苷素，可降低血液中的胆固醇、甘油三酯的含量，对脂肪肝的预防及治疗是非常有益的。4.坚果类食物：此类食物如杏仁、腰果、栗子等均含有不饱和脂肪酸，适量食用不仅可降低胆固醇含量，还能增加并维持动脉血管韧性，有利于防治心血管疾病以及辅助治疗脂肪肝。小贴士：坚果含热量较高，因此虽然适宜脂肪肝患者食用，但应注意要适量。5.甘薯：可中和体内因过多食用肉食和蛋类所产生的酸，从而保持人体酸碱平衡。且其含有的纤维素可吸收胃肠中较多的水分，起到润肠通便作用，而且可将肠道未吸收的脂肪、毒素排出体外，从而起到降脂、解毒的作用。此外，大蒜、洋葱、海带、玉米、黑木耳、山楂等也能起到降脂的作用，脂肪肝患者不妨可经常食用。and……运动甘油三酯的代谢（一）脂肪的动员储存于脂肪细胞中的脂肪，在3种脂肪酶作用下逐步水解为游离脂酸和甘油，释放入血供其他组织利用的过程，称脂肪的动员。一、甘油三酯的分解代谢1、脂肪动员过程（酶促水解）脂肪脂肪酶甘油+脂肪酸CH2OHHCOHCH2OHCH2OHR2-C-O-CHCH2OHO=--H2OR1COOH二酰甘油脂肪酶H2OR2COOH单酰甘油脂肪酶----CH2-O-C-R1R2-C-O-CHCH2-O-C-R3O=O=O=

H2OR3COOH三酰甘油脂肪酶O=O=---CH2-O-C-R1R2-C-O-CHCH2OH限速酶激素敏感脂肪酶(HSL):

甘油三酯脂肪酶是脂肪动员的限速酶，其活性受多种激素调节，故称激素敏感脂肪酶。2、脂肪动员的限速酶脂解激素：促进脂肪动员的激素。肾上腺素、高血糖素、促肾上腺皮质激素、生长素。抗脂解激素：抑制脂肪动员的激素。胰岛素、前列腺素E1。甘油的氧化分解与转化甘油的氧化分解与转化

思考：1分子的甘油彻底氧化分解放出多少能量（形成ATP?)22

动物的脂肪细胞中无甘油激酶，则甘油需要经血液运到肝细胞中进行氧化分解.脂肪酸的氧化分解β-氧化作用α-氧化作用一、饱和脂肪酸的氧化分解二、不饱和脂肪酸的氧化分解三、奇数C原子脂肪酸的氧化分解

概念脂肪酸的β-氧化作用能量计算一、饱和脂肪酸的氧分解（一）饱和脂肪酸的β-氧化作用饱和脂肪酸在一系列酶的作用下，羧基端的β位C原子发生氧化，碳链在α位C原子与β位C原子间发生断裂，每次生成一个乙酰COA和较原来少二个碳单位的脂肪酸，这个不断重复进行的脂肪酸氧化过程称为β-氧化.R1CH2CH2CH2CH2

CH2COOH1.概念2.脂肪酸的β-氧化作用（1）脂肪酸的活化

脂肪酸首先在线粒体外或胞浆中被活化形成脂酰CoA，然后进入线粒体或在其它细胞器中进行氧化。在脂酰CoA合成酶(硫激酶)

催化下，由ATP提供能量，将脂肪酸转变成脂酰CoA：脂酰CoA合成酶R-COOHAMP+PPiHSCoA+ATPR-CO～SCoA在线粒体外生成的脂酰CoA需进入线粒体基质才能被氧化分解，此过程必须要由肉碱（肉毒碱,carnitine）来携带脂酰基。（2）脂酰CoA转运入线粒体HOOC-CH2-CH-CH2-N+-CH3

OHCH3CH3β-羟基-γ-三甲基铵基丁酸借助于两种肉碱脂酰转移酶同工酶（酶Ⅰ和酶Ⅱ）催化的移换反应以及肉碱-脂酰肉碱转位酶催化的转运反应才能将胞液中产生的脂酰CoA转运进入线粒体。其中，肉碱脂酰转移酶Ⅰ(carnitineacyltransferaseⅠ)是脂肪酸-氧化的关键酶。脂酰CoA进入线粒体的过程

胞液外膜内膜基质

*脂酰转移酶ⅠRCO~SCoA

HSCoA

肉碱RCO-肉碱转位酶RCO-肉碱脂酰转移酶ⅡRCO~SCoA

肉碱HSCoA

关键酶-氧化过程由四个连续的酶促反应组成：①脱氢②水化③再脱氢④硫解

(3)-氧化循环①脱氢脂酰CoA脱氢酶

R-CH2-CH2-CH2-CO~SCoAFAD

FADH2R-CH2-CH=CH-CO~SCoA④硫解硫解酶

-2CCH3-CO~SCoAHSCoA②水化水化酶

H2OR-CH2-CH(OH)-CH2-CO~SCoA-氧化循环的反应过程（△2反式烯脂酰COA）L-β-羟脂酰COA③再脱氢L-β-羟脂酰CoA脱氢酶R-CH2-CO-CH2-CO~SCoANADH+H+

NAD+β-酮脂酰COA①-氧化循环过程在线粒体基质内进行；②-氧化循环由脂肪酸氧化酶系催化，反应不可逆；③需要FAD，NAD+，CoA为辅助因子；④每循环一次，生成一分子FADH2，一分子NADH，一分子乙酰CoA和一分子减少两个碳原子的脂酰CoA。脂肪酸-氧化循环的特点生成的乙酰CoA进入三羧酸循环彻底氧化分解并释放出大量能量，并生成ATP。(4)彻底氧化：肉碱转运载体线粒体膜脂酰CoA脱氢酶L(+)-β羟脂酰CoA脱氢酶

NAD+NADH+H+反2-烯酰CoA

水化酶H2OFADFADH2

β酮脂酰CoA

硫解酶CoA-SH脂酰CoA合成酶ATPCoASHAMPPPiH2O呼吸链1.5ATPH2O呼吸链2.5ATPTCA1分子FADH2可生成1.5分子ATP，1分子NADH可生成2.5分子ATP，故一次-氧化循环可生成4分子ATP。1分子乙酰CoA经彻底氧化分解可生成10分子ATP。3、脂肪酸氧化分解时的能量释放以16C的软脂酸为例来计算，则生成ATP的数目为：7次-氧化分解产生4×7=28分子ATP；8分子乙酰CoA可得10×8=80分子ATP；共可得108分子ATP，减去活化时消耗的两分子ATP，故软脂酸彻底氧化分解可净生成106分子ATP。对于任一偶数碳原子的长链脂肪酸，其净生成的ATP数目可按下式计算：410(二).饱和脂肪酸的α-氧化作用(自学)1.概念脂肪酸在一些酶的催化下，其α-C原子发生氧化，结果生成一分子CO2和较原来少一个碳原子的脂肪酸，这种氧化作用称为α-氧化。RCH2CH2COOHRCH2COOH+CO2RCH2COOHO2，NADPH+H+

单加氧酶Fe2+，抗坏血酸R-CH-COOHOH-（L-α-羟脂肪酸）NAD+NADH+H+脱氢酶R-C-COOHO=（α-酮脂酸）ATP，NAD+，抗坏血酸脱羧酶RCOOH+CO2（少一个C原子）2.α-氧化的可能反应历程

不饱和脂酸3次β氧化

顺3-烯酰CoA顺2-烯酰CoA反2-烯酰CoA3顺-2反烯酰CoA

异构酶β氧化L(+)-β羟脂酰CoAD(-)-β羟脂酰CoAD(-)-β羟脂酰CoA

表构酶H2O二、不饱和脂肪酸的氧化（自学）单不饱和脂肪酸的氧化如油酸(18C:1)多不饱和脂肪酸的氧化如亚油酸(18C:2)3D(-)L(+)L-甲基丙二酸单酰CoA消旋酶

变位酶5-脱氧腺苷钴胺素琥珀酰CoA

奇数碳脂肪酸CH3CH2CO~CoA-氧化

丙酰CoA羧化酶（生物素）ADP+PiD-甲基丙二酸单酰CoAATP+CO2经三羧酸循环途径→丙酮酸羧化支路→糖有氧氧化途径彻底氧化分解三、奇数碳脂肪酸的氧化（自学）甘油三酯的合成代谢一、脂肪酸的生物合成1.合成部位

在肝、肾、脑、肺、乳腺及脂肪等多种组织的胞液中均含有从乙酰CoA合成脂酸的酶系，称为脂酸合成酶系。肝脏是人体合成脂酸的主要部位，其合成能力最强，约比脂肪组织大8～9倍。

2.合成原料

▲脂酸合成的碳源主要来自糖氧化产生的乙酰CoA。

▲ATP、NADPH、HCO3-(或CO2)及Mn2+等。

线粒体产生的乙酰CoA，需通过柠檬酸-丙酮酸循环运到胞液中，才能成为脂酸合成的原料。

其中NADPH主要来自胞液中的磷酸戊糖途径。柠檬酸柠檬酸草酰乙酸草酰乙酸丙酮酸丙酮酸乙酰CoACoASH线粒体内膜ATP、CoASHADP+Pi乙酰CoA合成脂酸NADH+H+NAD+苹果酸NADP+NADPH+H+CO2苹果酸酶丙酮酸载体苹果酸NAD+NADH+H+ADP+PiATPCO2柠檬酸─丙酮酸循环胞液葡萄糖氨基酸柠檬酸裂解酶柠檬酸载体苹果酸α-酮戊二酸载体线粒体基质(1)丙二酸单酰CoA的合成

CH3CO~SCoA+HCO3-+ATP

乙酰CoA羧化酶Mn2+、生物素

HOOC-CH2CO~SCoA+ADP+Pi丙二酸单酰CoA在胞液中进行HCO3-+ATPADP+Pi酶-生物素酶-生物素-CO2丙二酰单酰CoA乙酰CoA3.脂肪酸合成过程机理：关键酶(2)软脂酸（16C）的合成

乙酰CoA＋7丙二酸单酰CoA＋14NADPH＋14H+＋H2O软脂酸＋14NADP+＋7CO2＋7H2O＋8CoA～SH

脂酸合成酶系（7次循环）4.脂肪酸碳链的延长

★软脂酰CoA或软脂酸生成后，可在滑面内质网及线粒体经脂酸碳链延长酶系的催化作用下，形成更长碳链的饱和脂酸。二、α-磷酸甘油的来源由磷酸二羟丙酮还原而成由甘油转变而成ATPADP甘油激酶（肝、肾、肠）CH2OHCHCH2OHHO甘油CH2OHCHCH2OHOα-磷酸甘油PCH2OHCCH2OO磷酸二羟丙酮PNAD+NADH+H+磷酸甘油脱氢酶三、甘油三酯的合成代谢

1.合成部位以肝、脂肪组织及小肠为主。

脂肪细胞合成、储存、动员脂肪小肠脂肪

CM肌肉肾心动员FFA

肝糖脂肪

VLDL食物脂肪（外源）CMCMVLDLFFA合成脂肪（内源）2.合成原料

α-磷酸甘油和脂酰辅酶A葡萄糖NADH+H+NAD+磷酸甘油脱氢酶CH2OHCCH2O-HO-PCH2OCOR1CCH2O-R2CO-O-PCH2OCOR1CCH2OH

R2CO-O-H2OPi磷脂酸磷酸酶CH2OCOR1CCH2OCOR3R2CO-O-CoA-SHR3CO~SC0A脂酰CoA转移酶R1CO~SCoAR2CO~SC0A脂酰CoA转移酶

2CoA-SHCH2OHC=OCH2O-P酮体脂肪酸在肝中氧化分解所生成的乙酰乙酸(acetoacetate)、-羟丁酸(-hydroxybutyrate)和丙酮(acetone)三种中间代谢产物，统称为酮体(ketonebodies)。一、酮体的概念参见P270-272酮体的分子结构CHCH3CHCOOHOH2D(-)-β-羟丁酸酮体酮体主要在肝细胞线粒体中生成。酮体生成的原料为乙酰CoA。二、酮体的生成

(1)两分子乙酰CoA在乙酰乙酰CoA硫解酶(thiolase)的催化下，缩合生成一分子乙酰乙酰CoA。乙酰乙酰CoA硫解酶2×(乙酰CoA)酮体生成的反应过程(2)乙酰乙酰CoA再与1分子乙酰CoA缩合，生成HMG-CoA。HMG-CoA合酶是酮体生成的关键酶。HMG-CoA合酶*CoASH限速酶(3)HMG-CoA裂解生成1分子乙酰乙酸和1分子乙酰CoA。HMG-CoA裂解酶(4)乙酰乙酸在-羟丁酸脱氢酶的催化下，加氢还原为-羟丁酸。β-羟丁酸脱氢酶NAD+NADH+H+(5)乙酰乙酸自发脱羧或由酶催化脱羧生成丙酮。CO2CO2CoASHCoASHNAD+NADH+H+β-羟丁酸脱氢酶HMGCoA

合成酶乙酰乙酰CoA硫解酶HMGCoA

裂解酶

酮体的生成Β-羟-Β-甲基戊二酸单酰CoA合成酶

利用酮体的酶有两种：1.琥珀酰CoA转硫酶（主要存在于心、肾、脑和骨骼肌细胞的线粒体中）2.乙酰乙酸硫激酶（主要存在于心、肾、脑细胞线粒体中）。

三、酮体的利用(1)-羟丁酸在-羟丁酸脱氢酶的催化下脱氢，生成乙酰乙酸。酮体利用的基本过程β-羟丁酸脱氢酶NAD+NADH+H+(2)乙酰乙酸在琥珀酰CoA转硫酶或乙酰乙酸硫激酶的催化下转变为乙酰乙酰CoA。琥珀酰CoA转硫酶琥珀酰CoA

琥珀酸乙酰乙酸硫激酶HSCoA+ATPAMP+PPi

(3)乙酰乙酰CoA在乙酰乙酰CoA硫解酶的催化下，裂解为两分子乙酰CoA。(4)生成的乙酰CoA进入三羧酸循环彻底氧化分解。乙酰乙酰CoA硫解酶HSCoA

心、肾、脑、骨骼肌细胞心、肾、脑细胞β羟丁酸-NAD+NADH+H

HSCoA+ATP乙酰乙酸琥珀酰CoA乙酰乙酸硫激酶琥珀酰CoA转硫酶AMP+PPi乙酰乙酰CoA琥珀酸硫解酶2×乙酰CoA三羧酸循环+

β-羟丁酸脱氢酶

当由琥珀酰CoA转硫酶催化进行氧化利用时，乙酰乙酸可净生成24分子ATP，-羟丁酸可净生成27分子ATP；而由乙酰乙酸硫激酶催化进行氧化利用时，乙酰乙酸则可净生成22分子ATP，-羟丁酸可净生成25分子ATP

。(1)在正常情况下，酮体是肝输出能源的一种重要的形式；(2)在饥饿或疾病情况下，酮体可为心、脑等重要器官提供必要的能源。

四．酮体生成及利用的生理意义磷脂的代谢（一）甘油磷脂的基本结构：CH2-O-CO-R'R"-CO-O-CHCH2-O-PO3H-X||一、甘油磷脂的代谢体内几种重要的甘油磷脂1．甘油二酯合成途径：

磷脂酰胆碱和磷脂酰乙醇胺通过此代谢途径合成。合成过程中所需胆碱及乙醇胺以CDP-胆碱和CDP-乙醇胺的形式提供。（二）甘油磷脂的合成代谢甘油二酯合成途径3×S-腺苷同型半胱氨酸3×S-腺苷蛋氨酸胆碱乙醇胺ATPADP磷酸胆碱胆碱激酶磷酸乙醇胺乙醇胺激酶CDP-乙醇胺转胞苷酸酶CDP-胆碱CTPPPi转胞苷酸酶

甘油二酯CMP磷酸胆碱甘油二酯转移酶磷脂酰胆碱磷酸乙醇胺甘油二酯转移酶磷脂酰乙醇胺磷脂酰肌醇、磷脂酰丝氨酸和心磷脂通过此途径合成。合成过程所需甘油二酯以CDP-甘油二酯的活性形式提供。

2．CDP-甘油二酯合成途径：磷脂酸转胞苷酸酶CTPPPiCDP-甘油二酯肌醇磷脂酰肌醇合成酶CMP磷脂酰肌醇磷脂酰丝氨酸CMP丝氨酸磷脂酰丝氨酸合成酶心磷脂CMP心磷脂合成酶磷脂酰甘油CDP-甘油二酯合成途径↓A2↓A1CH2－O－P－O－XCH2－O－CO－RR”－CO－O－CHOHO甘油磷脂的分解靠存在于体内的各种磷脂酶将其分解为脂肪酸、甘油、磷酸等，然后再进一步降解。D↑C

↑HHB1↓B2↓（三）甘油磷脂的分解代谢胆固醇代谢

ABC1234567891011121315161718192021222324252627D环戊烷多氢菲14一、胆固醇的结构及其酯化胆固醇（cholesterol）的酯化在C3位羟基上进行，由两种不同的酶催化。存在于血浆中的是卵磷脂胆固醇酰基转移酶（LCAT）。胆固醇+卵磷脂胆固醇酯+溶血卵磷脂

LCAT存在于组织细胞中的是脂肪酰CoA胆固醇酰基转移酶（ACAT）。胆固醇+脂肪酰CoA胆固醇酯+HSCoAACAT胆固醇合成部位主要是在肝和小肠的胞液和微粒体。其合成所需原料为乙酰CoA。乙酰CoA经柠檬酸-苹果酸穿梭转运出线粒体而进入胞液，此过程为耗能过程。每合成一分子的胆固醇需18分子乙酰CoA，36分子ATP和16分子NADPH。（一）胆固醇合成的部位和原料二、胆固醇的合成胆固醇合成的基本过程可分为下列三个阶段：1．乙酰CoA缩合生成甲羟戊酸（MVA）：此过程在胞液和微粒体进行。HMG-CoA还原酶(HMG-CoAreductase)是胆固醇合成的关键酶。（二）胆固醇合成的基本过程:此过程在胞液和微粒体进行。MVA→5-焦磷酸甲羟戊酸→异戊烯焦磷酸→二甲丙烯焦磷酸→焦磷酸法呢酯→鲨烯。2．甲羟戊酸缩合生成鲨烯此过程在微粒体进行。鲨烯结合在胞液的固醇载体蛋白（sterolcarrierprotein,SCP）上，由微粒体酶进行催化，经一系列反应环化为27碳胆固醇。SCP3．鲨烯环化为胆固醇（一）转化为胆汁酸三、胆固醇的转化（二）转化为类固醇激素（三）转化为维生素D3血浆脂蛋白代谢血脂一、血脂的组成与含量

血浆中的脂类统称为血脂。主要包括甘油三酯、磷脂、胆固醇和胆固醇酯以及游离脂肪酸。

血脂的含量受膳食、种族、性别、年龄、职业、运动状况、生理状态以及激素水平等多因素影响，波动范围较大。

目录血浆脂蛋白的分类血浆脂蛋白的组成特点血浆脂蛋白的产生部位血浆脂蛋白的功能血浆脂蛋白的分类

血浆脂蛋白是脂类在血浆中的存在与运输形式。㈠血浆脂蛋白的分类

⑴电泳法：

(2)超速离心法：电泳法电泳法：按血浆脂蛋白移动的快慢可分为-脂蛋白、前-脂蛋白、-脂蛋白、CM。★⑵超速离心法可将血浆脂蛋白分为4类：CM、VLDL、LDL、HDL。

★电泳分类法与超速离心分类法的对应关系是：

-脂蛋白（HDL）

前-脂蛋白（VLDL）

-脂蛋白（LDL）

乳糜微粒（CM）血浆脂蛋白的产生部位

形成部位形成部位CM小肠

VLDL肝

LDL血浆

HDL肝、小肠（一）乳糜微粒来源小肠合成的TG和合成及吸收的磷脂、胆固醇+apoB48

、

AⅠ、

AⅡ、AⅣ新生CM成熟CMCM残粒LPL肝细胞摄取（apoE受体）FFA外周组织血液CM的生理功能运输外源性TG。存在于组织毛细血管内皮细胞表面使CM中的TG、磷脂逐步水解，产生甘油、FA及溶血磷脂等。LPL（脂蛋白