生物化学脂代谢

关于生物化学脂代谢

脂类(lipid)

是生物体内一大类不溶于水而易溶于有机溶剂（乙醚、氯仿、苯）的有机化合物，包括脂肪、类脂及其衍生物。定义第2页,共103页，2024年2月25日，星期天第一节

脂类的组成、分布及生理功用第3页,共103页，2024年2月25日，星期天分类类脂脂类脂肪（油脂）磷脂甘油磷酸鞘磷脂糖脂脑苷脂神经节苷脂胆固醇及其酯鞘糖脂甘油糖脂鞘脂第4页,共103页，2024年2月25日，星期天甘油(丙三醇）脂类的组成脂类一般由醇和脂肪酸组成胆固醇CH3(CH2)12-CH=CH-CHOH

CHNH2

CH2OH

鞘氨醇醇第5页,共103页，2024年2月25日，星期天饱和脂酸：不含双键不饱和脂酸：单不饱和脂酸（含1个双键）多不饱和脂酸（含双键≥2个）脂肪酸（fattyacids,FA)CH3-(CH2)6-CH=CH-(CH2)6-COOHCH3-CH2-CH2-(CH2)14-COOH第6页,共103页，2024年2月25日，星期天体内脂肪酸的来源自身合成饱和脂酸和单不饱和脂酸

食物供给

包括各种脂酸，特别是一些多不饱和脂酸，动物不能自身合成，需从植物中摄取。*必需脂肪酸——体内不能合成，必须从食物中摄取的脂肪酸，称为必需脂肪酸，包括亚油酸（18:2,△9,12)、亚麻酸（18:3,△9,12,15)

、花生四烯酸（20:4,△5,8,11,14)等多不饱和脂肪酸。第7页,共103页，2024年2月25日，星期天胆固醇酯甘油三脂（脂肪）脂类的基本结构第8页,共103页，2024年2月25日，星期天X=H、胆碱、乙醇胺、丝氨酸、甘油、肌醇、磷脂酰甘油等甘油磷脂X=磷脂胆碱、磷脂乙醇胺鞘磷脂

糖链第9页,共103页，2024年2月25日，星期天脂类的分类、含量、分布及生理功能第10页,共103页，2024年2月25日，星期天磷脂是双性化合物第11页,共103页，2024年2月25日，星期天磷脂双分子层第12页,共103页，2024年2月25日，星期天第二节脂类的消化和吸收DigestionandAbsorptionofLipid

第13页,共103页，2024年2月25日，星期天脂类的消化乳化作用消化酶产物食物中的脂类微团(3-10μm)场所：小肠上段乳化剂：胆汁酸盐(降低脂－水界面张力）酶：胰脂酶、磷脂酶A2、胆固醇酯酶及辅脂酶产物：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（20nm）。第14页,共103页，2024年2月25日，星期天胆盐在脂肪消化中的作用第15页,共103页，2024年2月25日，星期天消化过程及相应的酶甘油三酯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

辅脂酶第16页,共103页，2024年2月25日，星期天辅脂酶是胰脂酶的蛋白质辅因子，分子量约10kD。分泌入十二指肠后被胰蛋白酶水解N端的五肽而激活。辅脂酶本身不具脂肪酶活性，但它具有与脂肪及胰脂酶结合的结构域。它与胰脂酶结合是通过氢键进行的；它与脂肪通过疏水键进行结合。辅脂酶的作用：促进胰脂酶对脂肪的水解作用。

机制：使胰脂酶锚定于水油界面

辅脂酶第17页,共103页，2024年2月25日，星期天脂类的吸收乳化

吸收

肠粘膜细胞消化产物混合微团部位：十二指肠下段及空肠上段方式1：中、短链(≤10)脂酸构成的甘油三酯

乳化

吸收

脂肪酶

甘油

+FFA

血循环肠粘膜细胞

门静脉第18页,共103页，2024年2月25日，星期天

在肠粘膜细胞中由甘油一酯合成脂肪的途径称为甘油一酯合成途径。长链脂酸及2-甘油一酯胆固醇及游离脂酸溶血磷脂及游离脂酸甘油三酯胆固醇酯磷脂淋巴管血循环乳糜微粒(CM)

肠粘膜细胞载脂蛋白

B48、AⅠ、AⅡ、AⅣ

方式2：+第19页,共103页，2024年2月25日，星期天甘油一酯途径CoA+RCOOHRCOCoA

脂酰CoA合成酶ATPAMPPPi

酯酰CoA

转移酶

CoAR2COCoAR3COCoACoA

酯酰CoA

转移酶第20页,共103页，2024年2月25日，星期天第三节甘油三酯的分解代谢第21页,共103页，2024年2月25日，星期天甘油甘油一酯甘油二酯甘油三酯

甘油三酯是甘油的脂酸酯第22页,共103页，2024年2月25日，星期天（一）脂肪动员

定义

储存在脂肪细胞中的甘油三酯，被脂肪酶逐步水解为游离脂酸（FFA）及甘油，并释放入血以供其他组织氧化利用的过程。限速酶甘油三酯脂肪酶

(又称激素敏感性甘油三酯脂肪酶，

hormone-sensitivetriglyceridelipase,HSL)第23页,共103页，2024年2月25日，星期天

脂解激素能促进脂肪动员的激素，如胰高血糖素、肾上腺素、ACTH、TSH等。抗脂解激素抑制脂肪动员，如胰岛素、前列腺素E2、烟酸等。第24页,共103页，2024年2月25日，星期天脂肪动员过程脂解激素-受体G蛋白ACATPcAMPPKA+++HSLa(无活性)HSLb-P(有活性)甘油三酯

甘油二酯甘油一酯甘油FFAFFAFFA

甘油二酯脂肪酶甘油一酯脂肪酶产物FFA：与清蛋白结合运至全身甘油：入血运至肝肾肠等第25页,共103页，2024年2月25日，星期天（二）甘油的分解利用肝肾肠甘油激酶

ATP

ADP

磷酸二羟丙酮

＝O

磷酸甘油脱氢酶

NAD＋

NADH＋H＋糖酵解途径糖异生途径第26页,共103页，2024年2月25日，星期天（三）脂肪酸的氧化组织：大多数组织（除脑组织外）均可进行，其中肝脏、肌肉最活跃。亚细胞：胞液、线粒体部位1、脂酸的活化——脂酰CoA的生成2、脂酰CoA进入线粒体3、脂酰CoA的β-氧化4、乙酰CoA的彻底氧化过程第27页,共103页，2024年2月25日，星期天1.脂肪酸活化为脂酰CoA

（胞液）

+HS-CoA脂酰CoA合成酶

ATPAMPPPiMg＋高能硫酯键第28页,共103页，2024年2月25日，星期天中短链脂酰CoA可直接穿过线粒体内膜2.

脂酰CoA进入线粒体长链脂酰CoA进入线粒体需要肉碱的转运(肉碱)(L-β羟基-γ-三甲氨基丁酸)(脂酰肉碱)第29页,共103页，2024年2月25日，星期天限速酶

转

运

过

程第30页,共103页，2024年2月25日，星期天脱氢加水再脱氢硫解脂酰CoAβ-羟脂酰CoAβ-酮脂酰CoA脂酰CoA+乙酰CoA

脂酰CoA

脱氢酶α,β－烯脂酰CoAL(+)-β羟脂酰CoA脱氢酶NAD+NADH+H+⊿2--烯脂酰CoA

水化酶H2OFADFADH2β酮脂酰CoA

硫解酶HSCoA

RC~SCoA+CH3CO~SCoA

O=3.

脂酸的β-氧化第31页,共103页，2024年2月25日，星期天乙酰CoA彻底氧化三羧酸循环氧化磷酸化

4.乙酰CoA进入三羧酸循环彻底氧化2分子CO23分子NADH＋H＋1分子FADH21分子GTP最终产生10分子ATP第32页,共103页，2024年2月25日，星期天5.

脂肪酸氧化的能量生成

——以16碳软脂酸的氧化为例活化：消耗2个高能磷酸键β-氧化：7轮循环产物：8分子乙酰CoA7分子NADH+H+7分子FADH2

能量计算：

生成ATP

8×10+7×2.5+7×1.5=108

净生成ATP

108–2=106第33页,共103页，2024年2月25日，星期天肉碱转运载体ATPCoASHAMPPPiH2O呼吸链

2.5ATP线粒体膜三羧酸循环H2OFADH2NADH+H+

H2O呼吸链1.5ATPCoA-SHRC~SCoA+CH3CO~SCoA

O=第34页,共103页，2024年2月25日，星期天小结1、脂类的种类及功能；必需脂肪酸2、脂肪动员的概念、限速酶、产物3、脂肪酸氧化分解的四个阶段、限速酶4、软脂酸彻底氧化产生ATP的计算第35页,共103页，2024年2月25日，星期天1.

不饱和脂酸的氧化

不饱和脂酸β氧化

顺⊿3-烯酰CoA顺⊿2-烯酰CoA反⊿2-烯酰CoA⊿3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脂酸的其他氧化方式第36页,共103页，2024年2月25日，星期天

极长链脂酸(≥C22)

过氧化酶体脂酰CoA氧化酶（FAD为辅基）较短链脂酸线粒体β氧化2.

过氧化酶体脂酸氧化第37页,共103页，2024年2月25日，星期天3.

丙酸的氧化支链氨基酸支链脂酸奇数碳脂酸胆固醇侧链CH3CH2CO~CoA

羧化酶（ATP、生物素）CO2D-甲基丙二酰CoAL-甲基丙二酰CoA消旋酶变位酶5

-脱氧腺苷钴胺素琥珀酰CoA三羧酸循环第38页,共103页，2024年2月25日，星期天（四）酮体的生成及利用酮体（ketonebodies）：是脂酸在肝分解氧化时特有的中间代谢物，是乙酰乙酸、β-羟丁酸及丙酮的总称。合成部位：肝细胞线粒体；合成原料：脂酸氧化生成的乙酰CoA；

第39页,共103页，2024年2月25日，星期天CO2CoASHCoASHNAD+NADH+H+β-羟丁酸脱氢酶限速酶HMGCoA合成酶乙酰乙酰CoA硫解酶HMGCoA

裂解酶1.酮体的生成2H2O乙酰乙酰脱羧酶第40页,共103页，2024年2月25日，星期天NAD+NADH+H+琥珀酰CoA琥珀酸CoASH+ATPPPi+AMPCoASH2.

酮体的利用肝外组织线粒体心、肾、脑、骨骼肌等琥珀酰CoA转硫酶乙酰乙酰CoA硫解酶乙酰乙酸硫激酶丙酮丙酮酸第41页,共103页，2024年2月25日，星期天3．酮体生成的生理意义酮体是肝输出能源的一种形式（酮体肝内生成，肝外利用）。长期饥饿或糖供应不足时，酮体是脑组织、肌肉的重要能源。正常血浆酮体：0.03～0.5mmol/L(0.3～5mg/dl)

在饥饿、高脂低糖膳食、糖尿病时，脂肪动员加强，血浆酮体增高。严重糖尿病患者，血浆酮体明显升高，可导致酮症酸中毒，酮尿。第42页,共103页，2024年2月25日，星期天第四节甘油三酯的合成代谢第43页,共103页，2024年2月25日，星期天组织：肝（主要）、肾、脑、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1.

合成部位（一）脂肪酸的合成第44页,共103页，2024年2月25日，星期天

NADPH来自磷酸戊糖途径（主要）

胞液中异柠檬酸脱氢酶及苹果酸酶催化的反应乙酰CoA（主要）、NADPH、ATP、HCO3﹣2.

合成原料

乙酰CoA来自葡萄糖代谢（主要）氨基酸代谢柠檬酸-丙酮酸循环线粒体胞液第45页,共103页，2024年2月25日，星期天胞液基质第46页,共103页，2024年2月25日，星期天（1）丙二酸单酰CoA的合成

HOOCCH2CO~SCoA

+ADP+PiCH3CO~SCoA

+HCO3-+H++ATP3.

合成过程乙酰CoA羧化酶(生物素为辅基，Mn2＋)乙酰辅酶A丙二酸单酰辅酶A限速酶第47页,共103页，2024年2月25日，星期天CH3COSCoA+

7HOOCCH2COSCoA

+

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

+6H2O+8HSCoA

+

14NADP+（2）软脂酸合成乙酰辅酶A丙二酸单酰辅酶A第48页,共103页，2024年2月25日，星期天脂酸合成酶多酶体系（有7种酶蛋白）脂酰基转移酶、丙二酰CoA酰基转移酶、

β酮脂酰合成酶、β酮脂酰还原酶、

β羟脂酰基脱水酶、脂烯酰还原酶、硫酯酶多功能酶（有7种酶活性）

有活性的酶为两个相同的亚基（250kD）首尾相连组成的二聚体大肠杆菌高等动物第49页,共103页，2024年2月25日，星期天´Ser泛SHCysSH脂酸合成酶ACP12－半胱－SH－泛－SHACP－酰基载体蛋白第50页,共103页，2024年2月25日，星期天软脂酸的合成总图第51页,共103页，2024年2月25日，星期天*α-磷酸甘油主要来自糖代谢。*肝、肾、肠等含有甘油激酶，可利用游离甘油肝、肾甘油激酶

ATPADP糖代谢磷酸二羟丙酮α-磷酸甘油（二）α-磷酸甘油的来源α-磷酸甘油第52页,共103页，2024年2月25日，星期天（三）甘油三酯的合成1、合成部位组织：肝脏（最强）、脂肪组织、小肠亚细胞：内质网2、合成原料①α磷酸甘油和脂酸主要由糖代谢提供②甘油一酯和脂酸来自脂类的消化吸收第53页,共103页，2024年2月25日，星期天1.

甘油一酯途径（小肠粘膜细胞）2.

甘油二酯途径（肝、脂肪细胞）（三）合成基本过程第54页,共103页，2024年2月25日，星期天甘油二酯途径酯酰CoA转移酶

CoAR1COCoA

酯酰CoA

转移酶

CoAR2COCoA磷脂酸磷酸酶Pi

酯酰CoA

转移酶

CoAR3COCoA第55页,共103页，2024年2月25日，星期天肝细胞：参与VLDL形成，运输到肝外组织利用脂肪细胞：储存脂肪，饥饿时可动员利用小肠粘膜：参与乳糜微粒形成，运输到全身利用（四）不同组织合成的甘油三酯的去路第56页,共103页，2024年2月25日，星期天小结1、酮体的组成；合成的部位、原料、关键酶；酮体生成的意义。2、脂肪酸合成的部位、原料、关键酶；3、脂肪合成的部位、原料第57页,共103页，2024年2月25日，星期天第五节

磷脂代谢

MetabolismofPhospholipid第58页,共103页，2024年2月25日，星期天磷脂的分类定义含磷酸的脂类称为磷酯。分类

甘油磷脂

——由甘油构成的磷酯

（体内含量最多的磷脂）鞘磷脂

——由鞘氨醇构成的磷脂第59页,共103页，2024年2月25日，星期天

组成甘油、脂酸、磷酸、取代基团

结构常为花生四烯酸X=H、胆碱、乙醇胺、丝氨酸、甘油、肌醇、磷脂酰甘油等（一）甘油磷脂的结构第60页,共103页，2024年2月25日，星期天体内几类重要的甘油磷脂第61页,共103页，2024年2月25日，星期天(cephalin)磷脂酰肌醇

(phosphatidylinositol)磷脂酰丝氨酸(phosphatidylserine)(lecithin)第62页,共103页，2024年2月25日，星期天心磷脂第63页,共103页，2024年2月25日，星期天1.合成部位全身组织均能合成，肝、肾、肠等最活跃内质网膜(外侧面)

2.

合成原料及辅因子甘油、脂酸、磷酸盐、胆碱、丝氨酸、肌醇、ATP、CTP（二）甘油磷脂的合成（脂肪肝形成原因：甘油磷脂合成不足）第64页,共103页，2024年2月25日，星期天第65页,共103页，2024年2月25日，星期天3.

合成基本过程（1）甘油二酯合成途径产物

磷脂酰胆碱磷脂酰乙醇胺第66页,共103页，2024年2月25日，星期天产物

磷脂酰肌醇磷脂酰丝氨酸心磷脂胞苷酰转移酶PPiCTPCDP-甘油二酯合成酶肌醇丝氨酸磷脂酰甘油磷脂酰肌醇磷脂酰丝氨酸二磷脂酰甘油(心磷脂)CMP（2）CDP-甘油二酯合成途径第67页,共103页，2024年2月25日，星期天（三）甘油磷脂的降解

PLA1PLA2PLCPLDPLB2磷脂酶(phospholipase)PLB1第68页,共103页，2024年2月25日，星期天第六节

胆固醇代谢

MetabolismofCholesterol第69页,共103页，2024年2月25日，星期天胆固醇的结构一、概述第70页,共103页，2024年2月25日，星期天胆固醇在体内含量及分布含量：

约140克

分布：广泛分布于全身各组织中大约¼分布在脑、神经组织(占脑组织的2%);肾上腺、卵巢等腺体含量较高(1%～5%)；肝肾肠等、皮肤、脂肪组织也较多(0.2%～0.5%)；肌肉组织含量较低(0.1%～0.2%)存在形式：游离胆固醇胆固醇酯第71页,共103页，2024年2月25日，星期天胆固醇的来源内源性胆固醇－－自身合成（50％以上）外源性胆固醇－－食物摄取（动物性食品）第72页,共103页，2024年2月25日，星期天二、胆固醇的合成组织定位：全身各组织均可合成(除成年脑组织、成熟的红细胞外)，以肝(70%～80%)、小肠(10%)为主，每天合成1-1.5g。亚细胞定位：胞液、光面内质网（一）合成部位第73页,共103页，2024年2月25日，星期天合成1分子胆固醇需18分子乙酰CoA、16分子NADPH+H+、36分子ATP乙酰CoA通过柠檬酸-丙酮酸循环出线粒体（二）合成原料（三）合成基本过程乙酰CoA

、NADPH+H+、ATP分为三个阶段第74页,共103页，2024年2月25日，星期天1.

甲羟戊酸的合成限速酶第75页,共103页，2024年2月25日，星期天甲羟戊酸(6C)5焦磷酸甲羟戊酸(6C)异戊烯焦磷酸(5C)二甲丙烯焦磷酸(5C)焦磷酸法尼酯(15C)鲨烯(30C)3×2×2ATPATP异构CO22.

鲨烯的合成3.

胆固醇的合成鲨烯在胞液中与SCP结合，在内质网上加氧、环化、氧化、脱羧、还原第76页,共103页，2024年2月25日，星期天（四）胆固醇合成的调节

限速酶－－HMG-CoA还原酶1.胆固醇可反馈抑制肝胆固醇合成胆固醇升高反馈抑制肝HMG-CoA还原酶但并不抑制肠黏膜细胞的HMG-CoA还原酶2.激素的调节诱导：胰岛素、甲状腺素抑制：胰高血糖素、糖皮质激素促进胆固醇转化的激素：甲状腺素3.饥饿与饱食饥饿抑制、饱食诱导第77页,共103页，2024年2月25日，星期天三、胆固醇的酯化

细胞内的酯化ACAT－－脂酰CoA胆固醇脂酰转移酶第78页,共103页，2024年2月25日，星期天血浆内的酯化LCAT－－卵磷脂胆固醇脂酰转移酶第79页,共103页，2024年2月25日，星期天（一）转变为胆汁酸（主要）（二）转化为类固醇激素（三）转化为7-脱氢胆固醇(维生素D3前体）皮肤肝脏四、胆固醇的转化

第80页,共103页，2024年2月25日，星期天第七节

血脂与血浆脂蛋白第81页,共103页，2024年2月25日，星期天一、血脂定义

血浆所含脂类统称血脂，包括：总胆固醇、甘油三酯、磷脂、糖脂、游离脂肪酸。来源

外源性——从食物中的脂类经消化吸收入血内源性——肝、脂肪组织及其他组织合成后释放入血第82页,共103页，2024年2月25日，星期天血脂的来源和去路血脂TGPLFCCEFFA体内合成食物构成生物膜氧化供能储存转化为其他物质第83页,共103页，2024年2月25日，星期天二、血浆脂蛋白的结构、分类及组成

血脂与载脂蛋白结合，形成脂蛋白；血脂以脂蛋白的形式运输。脂蛋白(lipoprotein)第84页,共103页，2024年2月25日，星期天血浆脂蛋白的结构疏水性较强的TG及胆固醇酯位于内核。具极性及非极性基团的载脂蛋白、磷脂、游离胆固醇，以单分子层借其非极性疏水基团与内部疏水链相联系，极性基团朝外。第85页,共103页，2024年2月25日，星期天乳糜微粒(chylomicron,CM)极低密度脂蛋白(verylowdensitylipoprotein,VLDL)低密度脂蛋白(lowdensitylipoprotein,LDL)高密度脂蛋白(highdensitylipoprotein,HDL)1、超速离心法血浆脂蛋白分类第86页,共103页，2024年2月25日，星期天2、电泳法

♁CM

前

乳糜微粒、β-脂蛋白、前β-脂蛋白、α-脂蛋白第87页,共103页，2024年2月25日，星期天

（20多种；5～7类）apoA:AⅠ、AⅡ、AⅣ、AⅤapoB:B100、B48

apoC:CⅠ、CⅡ、CⅢ、CⅣapoDapoE载脂蛋白

载脂蛋白(apolipoprotein,apo)指血浆脂蛋白中的蛋白质部分。定义种类不同脂蛋白含有不同的载脂蛋白第88页,共103页，2024年2月25日，星期天②载脂蛋白可调节脂蛋白代谢酶活性AⅠ激活LCAT(卵磷酯胆固醇脂转移酶)CⅡ激活LPL(脂蛋白脂肪酶)AⅣ辅助激活LPLCⅢ抑制LPLAⅡ激活HL(肝脂肪酶)③载脂蛋白参与识别脂蛋白受体AⅠ识别HDL受体B100，E识别LDL受体①

结合和转运脂质，稳定脂蛋白的结构

功能第89页,共103页，2024年2月25日，星期天血浆脂蛋白的组成特点第90页,共103页，2024年2月25日，星期天三、血浆脂蛋白的功能和代谢（一）乳糜微粒合成部位小肠粘膜细胞小肠粘膜细胞合成的TG、磷脂、胆固醇+apoB48

、

AⅠ、

AⅡ、AⅣ生理功能运输外源性甘油三酯及胆固醇酯第91页,共103页，2024年2月25日，星期天甘油三酯胆固醇酯磷脂淋巴管血循环乳糜微粒(CM)

肠粘膜细胞载脂蛋白

B48、AⅠ、AⅡ、AⅣ

+脂类食物消化吸收正常人CM在血浆中代谢迅速