生物化学与分子生物学：第7章脂代谢.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第 七 章,脂 质 代 谢,Metabolism of Lipids,第一节,脂质的构成、功能及分析,The composition,function and analysis of lipids,一、脂质的构成,脂质,(lipid),是脂肪,(fat),和类脂,(lipoid),的总称，是一类不溶于水而易溶于有机溶剂,并能为机体利用的有机化合物。,甘油三酯,(triglyceride,TG),磷脂,(phospholipid,PL),糖脂,(glycolipid,，,GL):,鞘糖脂,胆固醇,(cholesterol,CH),胆固醇酯,(cholesterol ester,CE),类脂,(lipoid),脂肪：,(fat),甘油磷脂,鞘磷脂,鞘脂,CH,2,-O-CO-R,1,|,CH-O-CO-R,2,|,CH,2,-O-CO-R,3,CH,2,-OH,|,CH-OH,|,CH,2,-OH,R-COOH,脂肪酸：,(fatty acid),甘 油：,(glycerin),甘油三酯：,(triglyceride),（一）甘油三酯构成,脂肪酸,（,fatty acid,）的结构通式,:,CH,3,(CH,2,),n,COOH,。,（二）脂肪酸的构成,高等动植物脂肪酸碳链一般在,14-20,碳之间，为偶数碳。自然界存在的脂肪酸种类繁多，偶数碳的居多，也有少量奇数碳脂肪酸。,编码体系,从羧基碳起计碳原子的顺序。,编码体系,从甲基碳起计碳原子的顺序。,(1),习惯命名法,以脂肪酸来源或性质命名。,1.,脂肪酸的命名,(2),系统命名法,(3),用希腊字母表示碳原子位置（特殊使用）,标示脂肪酸的碳原子数和双键的位置。,CH,3,-CH,2,-CH=CH-CH,2,-CH,2,-CH,2,-COOH,系,系,希腊,字母,8 7 6 5 4 3 2 1,1 2 3 4 5 6 7 8,饱和脂肪酸根据碳原子数称为,某烷酸（十六烷酸）,；不饱和脂肪酸称为,某碳某烯酸，并将双键位置（,系,）写在前（,9,12,-,十八碳二烯酸）,；根据双键的,编号将不饱和脂肪酸分,簇（,-,6,簇）,2.,脂肪酸的分类,碳链长度,4,的脂肪酸称为,短链脂肪酸,碳链长度,12,的脂肪酸称为,长链脂肪酸,碳链长度介于两者之间者称为,中链脂肪酸,（,1,）根据碳链长度分：,多不饱和脂肪酸：,含多个双键,单不饱和脂肪酸：,含,1,个双键,饱和脂肪酸：,不含双键,不饱和脂肪酸,（,2,）根据是否含双键分：,（,3,）不饱和脂肪酸分簇,簇,母体脂肪酸,-7,软油酸,（,16:1,，,-7,）,-9,油酸,（,18:1,，,-9,）,-6,亚油酸,（,18:2,，,-6,9,）,-3,-,亚麻酸,（,18:3,，,-3,6,9,）,哺乳动物只能合成,-,7,及,-,9,簇的不饱和脂肪酸，不能起始合成,-,6,及,-,3,簇,不饱和脂肪酸。动物体内的不饱和脂肪酸可由相应的母体脂肪酸,(,同簇,),衍生而来。,表,7-1,常见的脂肪酸,习惯名,系统名,碳原子数和双键数,簇,分子式,饱和脂肪酸,月桂酸,(lauric acid),n-,十二烷酸,12:0,CH,3,(CH,2,),10,COOH,豆寇酸,(myristic acid),n-,十四烷酸,14:0,CH,3,(CH,2,),12,COOH,软脂酸,(palmitic acid),n-,十六烷酸,16:0,CH,3,(CH,2,),14,COOH,硬脂酸,(stearic acid),n-,十八烷酸,18:0,CH,3,(CH,2,),16,COOH,花生酸,(arachidic acid),n-,二十烷酸,20:0,CH,3,(CH,2,),18,COOH,不饱和脂肪酸,棕榈,(,软,),油酸,(palmitoleic acid),9-,十六碳一烯酸,16:1,-7,CH,3,(CH,2,),5,CHCH(CH,2,),7,COOH,油酸,(oleic acid),9-,十八碳一烯酸,18:1,-9,CH,3,(CH,2,),7,CHCH(CH,2,),7,COOH,异油酸,(Vaccenic acid),反式,11-,十八碳一烯酸,18:1,-7,CH,3,(CH,2,),5,CHCH(CH,2,),9,COOH,亚油酸,(linoleic acid),9,12-,十八碳二烯酸,18:2,-6,CH,3,(CH,2,),4,(CHCHCH,2,),2,(CH,2,),6,COOH,a-,亚麻酸,(a-linolenic acid),9,12,15-,十八碳三烯酸,18:3,-3,CH,3,CH,2,(CHCHCH,2,),3,(CH,2,),6,COOH,-,亚麻酸,(-linolenic acid),6,9,12-,十八碳三烯酸,18:3,-6,CH,3,(CH,2,),4,(CHCHCH,2,),3,(CH,2,),3,COOH,花生四烯酸,(arachidonic acid),5,8,11,14-,二十碳四烯酸,20:4,-6,CH,3,(CH,2,),4,(CHCHCH,2,),4,(CH,2,),2,COOH,timnodonic acid(EPA),5,8,11,14,17-,二十碳五烯酸,20:5,-3,CH,3,CH,2,(CHCHCH,2,),5,(CH,2,),2,COOH,clupanodonic acid(DPA),7,10,13,16,19-,二十二碳五烯酸,22:5,-3,CH,3,CH,2,(CHCHCH,2,),5,(CH,2,),4,COOH,cervonic acid(DHA),4,7,10,13,16,19-,二十二碳六烯酸,22:6,-3,CH,3,CH,2,(CHCHCH,2,),6,CH,2,COOH,含磷酸的脂类称磷脂,(phospholipid,PL),。,甘 油 磷 脂：,由甘油构成的磷脂。,(phosphoglyceride),鞘 磷 脂：,由鞘氨醇构成的磷脂。,(sphingophospholipid),（三）磷脂的构成,组成：甘油、脂肪酸、磷酸、,X,基团（多是,含氮化合物）,1.,甘油磷脂的构成、分类,CH,2,-O-CO-R,1,|,CH-O-CO-R,2,|,CH,2,-O-,P,-,X,X,=,氢、胆碱、乙醇胺、丝氨酸、甘油、磷脂酰甘油、肌醇等。,机体内几类重要的甘油磷脂,鞘脂,(sphingolipid),：,含鞘氨醇,的脂类。,2.,鞘磷脂构成,CH,3,(CH,2,),m,-CH=CH,CH-OH,|,CH-NH,2,|,CH,2,-OH,鞘 氨 醇,(sphingosine,),(,m,多为,12,，鞘氨醇多为,18C,),CH,3,(CH,2,),m,-CH=CH,CH-OH,|,CH-NH-CO-(CH,2,),n,CH,3,|,CH,2,-O-,取代基,(,m,多为,12,，,n,多在,12,22,之间,),鞘 脂,(sphingolipid),CH,3,(CH,2,),m,-CH=CH,CH-OH,|,CH-NH-CO-(CH,2,),n,CH,3,|,CH,2,-O-,糖基,(,m,多为,12,，,n,多在,12,22,之间,),鞘 糖 脂,(glycosphingolipid),CH,3,(CH,2,),m,-CH=CH,CH-OH,|,CH-NH-CO-(CH,2,),n,CH,3,|,CH,2,-O-,P,-,X,鞘 磷 脂,(sphingophospholipid),(,m,多为,12,，,n,多在,12,22,之间，,x,多为胆碱,),CH,3,(CH,2,),m,-CH=CH,CH-OH,|,CH-NH-CO-(CH,2,),n,CH,3,|,CH,2,-O-,P,CH,2,CH,2,N,+,(CH,3,),3,神经鞘磷脂,(sphingomyelin),神经鞘磷脂,(sphingomyelin),是人体最多的鞘磷脂,，,是构成生物膜的基本成分，富含于神经髓鞘。,胆固醇,(Cholesterol,，,CH),是最早由动物胆 石中分离的固醇类化合物，故称胆固醇。,固醇,类化合物均具有,环戊烷多氢菲,的共同结构，植物不含胆固醇，而含植物固醇如,-,谷固醇,，酵母含,麦角固醇,，细菌不含,固醇,类化合物。,（四）胆固醇及酯的构成,胆 固 醇,(cholesterol),3,11,7,1,6,4,9,10,5,14,15,16,17,O,H,3,11,7,1,18,19,21,22,24,26,25,27,6,4,9,10,5,14,15,16,17,20,环戊烷多氢菲,植物,(,29,碳,),酵母,(,28,碳,),-,谷固醇,麦角固醇,胆 固 醇 酯,(cholesterol ester),O,3,11,7,1,18,19,21,22,24,26,25,27,6,4,9,10,5,14,15,16,17,20,R,-,CO,-,胆固醇酯,是胆固醇与,1,分子脂肪酸形成的酯。,二、脂质的生物学功能,（一）甘油三酯的生理功能,2.,甘油三酯是脂肪酸的重要储存库,1.,甘油三酯是机体重要供能和储能物质,1g,甘油三,酯,=38kJ 1g,糖,=17kJ,甘油三酯易于储存，脂肪组织储存大量甘油三酯。,（二）脂肪酸的生理功能,1.,提供必需脂肪酸,机体需要，体内不能合成，必须从食物摄取的脂肪酸称,必需脂肪酸，,有,亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸。,2.,合成不饱和脂肪酸衍生物,二十碳多不饱和脂肪酸（主要是,花生四烯酸,）可生成,3,类衍生物：,前列腺素,(P,rostaglandin,PG),、,血栓噁烷,(thromboxane,TX),、,白三烯,(leukotrienes,LT),。,每类衍生物又包括多种，并具有多种生物学功能，发挥重要作用。,（三）磷脂的生理功能,1.,磷脂是构成生物膜的重要成分,磷脂含一个极性头、两条疏水尾，可构成生物膜的磷脂双分子层。,CH,2,-O-CO-R,1,|,CH-O-CO-R,2,|,CH,2,-O-,P,-,X,2.,磷脂酰肌醇是第二信使的前体,位于细胞膜的磷脂酰肌醇在激素等刺,激作用下可分解生成,2,种第二信使：,（,1,）甘油二酯（,DAG,）,（,2,）三磷酸肌醇（,IP,3,）,（详见第十九章）,1.,生物膜的基本构成成分；,2.,转化生成胆汁酸；,3.,转化生成类固醇激素；,4.,转化生成维生素,D,3,。,（四）胆固醇的生理功能,（一）用有机溶剂提取脂质,（二）用层析分离脂质,（三）根据分析目的和脂质性质选择分,析方法,（四）复杂的脂质分析还需特殊的处理,三、脂质分析技术,第二节,脂质的消化吸收,Digestion and Absorption of Lipids,一、脂质的消化,部位：,主要在小肠上段。,乳化剂：,胆汁酸盐,，,将脂质乳化成微团,micelles.,消化酶,胰脂酶,辅脂酶,磷脂酶,A,2,胆固醇酯酶,长链脂肪酸,甘油三酯,2-,甘油一酯,+2 FFA,胰脂酶,辅脂酶,CH,2,-O,-CO-R,1,|,CH-O,-CO-R,2,|,CH,2,-O,-CO-R,3,胰脂酶,辅脂酶,CH,2,-OH,|,CH-O,-CO-R,2,|,CH,2,-OH,+,2 FFA,辅脂酶对胰脂酶具有辅助作用。,辅脂酶本身不具脂肪酶的活性，但具有结合甘油三酯及胰脂酶的结构域，并可解除胆汁酸盐对胰脂酶的抑制，促进胰脂酶水解甘油三酯。,辅脂酶,磷 脂,溶血磷脂,+FFA,磷脂酶,A,2,2,位酯键水解,CH,2,-O-CO-R,1,|,CH-O-,CO-R,2,|,CH,2,-O-,P,-,X,磷脂酶,A,2,2,位酯键水解,CH,2,-O-CO-R,1,|,CH-OH,|,CH,2,-O-,P,-,X,+,FFA,胆固醇酯,胆固醇酯酶,胆固醇,+FFA,O,3,11,7,1,18,19,21,22,24,26,25,27,6,4,9,10,5,14,15,16,17,20,R,-,CO,-,胆固醇酯酶,中、短链脂肪酸甘油三酯,（,不需消化可吸收,),长链脂肪酸,2-,甘油一酯,脂肪酸,FFA,溶血磷脂,胆固醇,脂质消化产物：,部 位,:,小肠上段。,中、短链脂肪酸,TG,乳化吸收,脂酶,甘油,+FFA,门静脉,血循环,肠粘膜细胞,乳化剂：,胆汁酸盐,使消化产物形成混合微团。,二、脂质的吸收,吸收过程,:,长链,FFA,及,2-,甘油一酯,肠粘膜细胞,（,酯化成,TG,）,胆固醇及,FFA,肠粘膜细胞,（,酯化成,CE,）,淋巴,血循环,乳糜微粒,CM,TG,、,PL,、,CH,、,CE,apo B48,、,A,、,A,、,A,溶血磷脂及,FFA,肠粘膜细胞,（,酯化成,PL,）,肠粘膜细胞,乳化吸收,乳化吸收,乳化,吸收,第 三 节,甘油三酯代谢,Metabolism of Triglyceride,（一）合成场所,一、甘油三酯的合成代谢,三个主要场所：,肝脏、脂肪组织、小肠粘膜。,肝脏合成甘油三酯后与磷脂、胆固醇、,apoB,100,、,apoE,形成,VLDL,，运输到肝外。,脂肪组织合成,甘油三酯,主要是储存脂肪。,小肠粘膜合成甘油三酯主要是形成乳糜微粒。,1,.,甘油和脂肪酸可来自葡萄糖代谢物。,2,.,脂肪吸收、代谢物合成脂肪。,3.,蛋白质氨基酸代谢物合成脂肪。,（二）合成原料,1.,甘油一酯途径（小肠粘膜细胞）,2.,甘油二酯途径（肝、脂肪组织）,（三）合成基本过程,甘油一酯途径,CoA-SH+,R-COOH,R-CO,-SCoA,脂酰,CoA,合成酶,ATP,AMP,PPi,脂酰,CoA,转移酶,CoA-SH,R-CO,-SCoA,脂酰,CoA,转移酶,CH,2,-OH,|,CH-O-CO-R,|,CH,2,-OH,CH,2,-O-,CO-R,|,CH-O-CO-R,|,CH,2,-OH,CH,2,-O-,CO-R,|,CH-O-CO-R,|,CH,2,-O-,CO-R,R-CO,-SCoA,CoA-SH,2-,甘油一酯,甘油二酯途径,CH,2,-OH,|,CH-OH,|,CH,2,-OH,肝、肾,甘油激酶,（脂肪组织缺）,ATP,ADP,CH,2,-OH,|,CH-OH,|,CH,2,-O-,P,CH,2,-OH,|,C=O,|,CH,2,-O-,P,葡萄糖,CH,2,-O-,CO-R,|,CH-O-,CO-R,|,CH,2,-O-,P,CH,2,-O-,CO-R,|,CH-O-,CO-R,|,CH,2,-OH,CH,2,-O-,CO-R,|,CH-O-,CO-R,|,CH,2,-O-,CO-R,脂酰,CoA,转移酶,R-CO-SCoA,甘油二酯,Pi,再酯化,磷脂酸,甘油,甘油三酯,3-,磷酸甘油,脂酰,CoA,二、脂肪酸的合成代谢,脂肪酸合成以,乙酰,CoA,为原料,，在脂肪酸合酶复合体催化下,先生成,16,碳的软脂酸,，然后可加长、缩短、去饱和，生成各种脂肪酸（必需脂肪酸不能合成）。,组织部位：肝、肾、脑、肺、脂肪等组织。,细胞部位：胞液,1.,合成部位,（一）软脂酸的合成,2.,合成原料,乙酰,CoA,，另需,NADPH,、,ATP,、,CO,2,。,乙酰,CoA,须通过,柠檬酸,丙酮酸循环,从线粒体进入胞液。,线粒体基质,胞液,线 粒 体 内 膜,乙酰,CoA,丙酮酸,ATP+CO,2,ADP+Pi,草酰乙酸,柠檬酸,柠檬酸,NADPH,丙酮酸,苹果酸酶,丙酮酸羧化酶,苹果酸,柠檬酸合酶,乙酰,CoA,草酰乙酸,柠檬酸裂解酶,CO,2,（,1,）丙二酸单酰,CoA,的生成,丙二酸,单酰,CoA,乙酰,CoA,+,CO,2,+,H,2,O,3.,软脂酸合成过程,乙酰,CoA,羧化酶,（,生物素,）,ADP+Pi,ATP,COOH-CH,2,-CO-SCoA,丙二酸单酰,CoA,：,乙酰,CoA,羧化酶,脂肪酸合成关键酶：,(,丙二酰,CoA,),（,2,）软脂酸合成,以,1,分子乙酰,CoA,为基础，在脂肪酸合酶复合体催化下，经过,缩合、加氢、脱水、再加氢,4,步反应循环进行，每次循环由丙二酸单酰,CoA,提供乙酰基增加,2,个碳原子，经,7,轮循环反应，最终合成,16,碳软脂酸。,软脂酸合成总反应,CH,3,CO,SCoA,+,7,HOOC,CH,2,CO,SCoA,+,14NADPH+H,+,CH,3,(CH,2,),14,COOH,+,7 CO,2,+6H,2,O+8HSCoA+14NADP,+,脂肪酸合酶复合体,各种生物合成软脂酸过程基本相似。,哺乳动物脂肪酸合酶复合体是两个相同的亚基组成的二聚体。,每个亚基有,7,种酶活性和,1,个酰基载体蛋白,ACP,。,两个亚基的各一部分分别组成,2,个相同的,催化功能区。,乙酰转移酶,AT,、,转酰基酶,MT,、,-,酮脂酰合成酶,CE,、,-,酮脂酰还原酶,KR,、,水化酶,DH,、,-,烯脂酰还原酶,ER,、,硫酯酶,TE,、,酰基载体蛋白,ACP,亚基划分,功能 划分,每功能区,-,酮脂酰合成酶的半胱氨酸残基,SH,可结合脂酰基，表示为,E,1,半胱,SH,。,每功能区的,酰基载体蛋白,ACP,有,4,-,磷酸泛酰氨基乙硫醇,（,4,-,磷酸泛酰巯基乙胺），,可结合脂酰基，表示为,E,2,泛,SH,。,每个催化功能区表示为：,半胱,SH,泛,SH,1,2,软 脂 酸 的 合 成 总 图,（二）脂肪酸碳链的延长,1.,内质网脂肪酸碳链延长酶系,以丙二酰,CoA,为二碳供体，每次可使脂肪酸延长,2,个碳，与软脂酸合成过程相似。,2.,线粒体脂肪酸碳链延长酶系,以乙酰,CoA,为二碳供体，每次可使脂肪酸延长,2,个碳，过程与,氧化的逆反应相似。,（三）不饱和脂肪酸的合成,人体可合成的不饱和脂肪酸主要有,软油酸,（,16:1,9,，,-7,）和,油酸,（,18:1,9,，,-9,），必需脂肪酸不能合成。,饱和脂肪酸在内质网上的,去饱和酶,作用下脱氢去饱和，生成不饱和脂肪酸。,乙酰,CoA,羧化酶,高脂饮食或饥饿脂肪动员，脂酰,CoA,胰高血糖素、肾上腺素、生长素,能量相对过剩，柠檬酸、异柠檬酸,胰岛素,别构,去磷,酸化,别构,磷酸化,（四）脂肪酸合成的调节,脂肪动员是指储存在脂肪细胞中的脂肪，在脂肪酶作用下逐步水解，释放,游离脂肪酸,和,甘油,，,供其他组织细胞氧化利用的过程。,关键酶：,激素敏感性甘油三酯脂肪酶,(hormone-sensitive triglyceride lipase,HSL),三、甘油三酯的分解代谢,（一）脂肪动员,肾上腺素,胰高血糖素,ACTH,等,胰岛素,前列腺素,E,2,等,激素敏感性甘油三酯脂肪酶,脂解激素,抗脂解激素,脂肪动员过程,甘油二酯,甘油三酯,甘 油,甘油三酯脂肪酶,甘油一酯,FFA,甘油二酯,脂肪酶,FFA,甘油一酯,脂肪酶,FFA,脂解与抗,脂解激素,（二）甘油的分解代谢,CH,2,-OH,|,CH-OH,|,CH,2,-OH,甘油激酶,（肝、肾）,ATP,ADP,CH,2,-OH,|,CH-OH,|,CH,2,-O-,P,CH,2,-OH,|,C=O,|,CH,2,-O-,P,糖代谢,甘油,磷酸甘油,脱氢酶,NAD,+,NADH,3,-,磷酸甘油,磷酸二羟丙酮,（三）脂肪酸的分解代谢,1.,脂肪酸的活化,脂肪酸在胞液中活化为脂酰,CoA,，催化酶为脂酰,CoA,合成酶，存在于内质网及线粒体外膜上。,脂酰,CoA,合成酶,ATP AMP,PPi,R-COOH,+,CoA-SH,脂酰,CoA,脂肪酸,R-CO,-SCoA,2.,脂酰,CoA,进入线粒体,脂酰,CoA,由,肉碱（,carnitine,）,携带进入线粒体，有三种酶参与此过程，其中,肉碱脂酰转移酶,是脂肪酸,-,氧化的限速酶。,(CH,3,),3,N,+,-CH,2,-CH(,OH,)-CH,2,-,COOH,（,L,-,-,羟,-,-,三甲氨基丁酸,）,肉 碱,:,脂酰,CoA,进入线粒体,3.,脂肪酸,-,氧化,氧化发生在脂肪酸,-,碳原子上。,脂肪酸,-,氧化在线粒体中进行。,每次,-,氧化经过,4,步反应：,脱氢、加水、再脱氢、硫解。,产物为,1,分子乙酰,CoA,、,1,分子少两个碳的脂酰,CoA,、,1,分子,NADH,+,H,+,、,1,分子,FADH,2,。,脱氢,加水,再脱氢,硫解,脂酰,CoA,L(+)-,羟脂酰,CoA,-,酮脂酰,CoA,脂酰,CoA,脱氢酶,反,2,-,烯酰,CoA,-,羟脂酰,CoA,脱氢酶,NAD,+,NADH+H,+,水化酶,H,2,O,FAD,FADH,2,-,酮脂酰,CoA,硫解酶,CoA-SH,R-CH,2,-CH,2,-CO-SCoA,R-CH=CH-CO-SCoA,R-CHOH-CH,2,-CO-SCoA,R-CO-SCoA,+,CH,3,-CO-SCoA,R-CO-CH,2,-CO-SCoA,4.,脂肪酸氧化的能量生成,以,16,碳软脂酸为例，经,7,次,-,氧 化，生成,8,分子乙酰,CoA,、,7,分子,NADH+H,+,、,7,分子,FADH,2,。脂酸活化时消耗,2,个高能磷酸键。,能量计算,：,生成,ATP,810+72.5+71.5=,108,净生成,ATP,108,2=,106,1.,不饱和脂肪酸的氧化,不饱和,脂肪酸,-,氧化,顺,3,-,烯酰,CoA,顺,2,-,烯酰,CoA,反,2,-,烯酰,CoA,异构酶,-,氧化,L(+),-,-,羟脂酰,CoA,D(-),-,-,羟脂酰,CoA,表构酶,H,2,O,（四）脂肪酸的其他氧化方式,亚油酰,CoA,（,9,顺，,12,顺）,3,次,氧化,十二碳脂酰,CoA,（,3,顺，,6,顺）,十二碳脂酰,CoA,（,2,反，,6,顺）,异构酶,2,次,氧化,CH,3,-(CH,2,),4,-C=C-CH,2,-C=C-(CH,2,),7,-CO-SCoA,H,H,H,H,CH,3,-(CH,2,),4,-C=C-CH,2,-C=C-CH,2,-CO-SCoA,H,H,H,H,CH,3,-(CH,2,),4,-C=C-CH,2,-CH,2,-C=C-CO-SCoA,H,H,H,H,1,9,12,1,3,6,2,6,1,八碳脂酰,CoA,（,2,顺,）,D(-),-,-,羟八碳脂酰,CoA,L(+),-,-,羟八碳脂酰,CoA,4,乙酰,CoA,3,次,氧化,表构酶,水化酶,CH,3,-(CH,2,),4,-C=C-CO-SCoA,H,H,CH,3,-(CH,2,),4,-CH-CH,2,-CO-SCoA,OH,CH,3,-(CH,2,),4,-CH-CH,2,-CO-SCoA,OH,1,2,超,长链脂肪酸,(,C,20,),（,过氧化酶体,）,脂肪酸氧化酶,（,FAD,为辅基）,较短链,脂肪酸,（线粒体）,-,氧化,2.,过氧化酶体脂肪酸氧化,3.,奇数碳原子脂肪酸的氧化,奇数碳脂肪酸,CH,3,CH,2,CO-SCoA,羧化酶,（生物素）,CO,2,D-,甲基丙二酰,CoA,异构酶,琥珀酰,CoA,代谢,-,氧化,丙酰,CoA,4.,脂肪酸,-,氧化,脂肪酸,(,-,甲基碳原子,),脂肪酸,-,氧,化酶系,内质网,-,羟基,脂肪酸,-,醛基,脂肪酸,-,二羧酸,两端皆可,-,氧化,乙酰乙酸,(acetoacetate),、,-,羟丁酸,(-hydroxybutyrate),、,丙酮,(acetone),三者统称为,酮体,。,（五）酮体的生成及利用,正常血浆酮体水平：,0.030.5mmol/L(0.35mg/dl),，,其中乙酰乙酸约,30,、,-,羟丁酸约,70,、丙酮微量。,生成部位：,肝细胞线粒体。,1.,酮体的生成,HMGCoA,：,羟甲基戊二酸单酰,CoA,(3-hydroxy-3-methyl glutaryl CoA),合成原料：,脂肪酸,-,氧化产生的乙酰,CoA,。,关键酶：,HMGCoA,合酶。,CH,3,CO,-,SCoA,HOOC-CH,2,-C-CH,2,-CO-SCoA,OH,CH,3,HMGCoA,合酶,CH,3,CO-CH,2,-COOH,CH,3,COCH,3,CO,2,硫解酶,2 CH,3,CO-SCoA,CH,3,CO-CH,2,CO-SCoA,HSCoA,CH,3,CH(OH)-CH,2,-COOH,NADH+H,+,NAD,+,-,羟丁酸,脱氢酶,HSCoA,CH,3,CO,-,SCoA,HMGCoA,HMGCoA,裂解酶,乙酰乙酸,羟丁酸,丙 酮,脱羧酶,2.,酮体的利用,肝组织生成酮体，但无利用酮体酶系。酮体在,肝外组织（心、脑、骨骼肌等）线粒体中分解利用。,乙酰乙酸、,-,羟丁酸,分解为乙酰,CoA,利用，,丙酮,可呼吸排出，部分丙酮可转变为丙酮酸或乳酸代谢。,NAD,+,NADH+H,+,琥珀酰,CoA,琥珀酸,CoASH+ATP,PPi+AMP,CoASH,CH,3,-CHOH-CH,2,-COOH,琥珀酰,CoA,转硫酶,乙酰乙酸硫激酶,乙酰乙酰,CoA,硫解酶,羟丁酸,CH,3,-CO-CH,2,-COOH,乙酰乙酸,CH,3,-CO-CH,2,-CO-SCoA,乙酰乙酰,COA,2CH,3,-CO-SCoA,-,羟丁酸脱氢酶,3.,酮体生成的生理意义,肝内生酮肝外用。,肝脏将较长链的脂肪酸变为短链的酮体，供给脑及其他组织氧化利用（脑组织不能氧化脂肪酸），是糖供应不足时脑及其他组织的重要能源。,饥饿、糖尿病时，糖供能不足，脂肪动员增加，酮体生成过多，超过机体利用能力，可引起酮症酸中毒。,4.,酮体生成的调节,饥饿或糖供能不足时，脂肪动员增加，酮体生成增多。,饱食或糖供能充足时，脂肪动员降低，酮体生成减少。,第四节 磷脂代谢,磷脂包括甘油磷脂和鞘磷脂,CH,2,-O-CO-R,1,|,CH-O-CO-R,2,|,CH,2,-O-,P,-,X,X,=,氢、胆碱、乙醇胺、丝氨酸、甘油、磷脂酰甘油、肌醇等。,CH,3,(CH,2,),m,-CH=CH,CH-OH,|,CH-NH-CO-(CH,2,),n,CH,3,|,CH,2,-O-,P,-,X,鞘磷脂,甘油磷脂,1.,合成部位,全身各组织细胞内质网，肝、肾、肠等组织最活跃。,2.,合成原料,甘油、脂肪酸、胆碱、乙醇胺、丝氨酸、肌醇、,ATP,、,CTP,等。,（,胆碱、乙醇胺需先活化,）,一、甘油磷脂的合成代谢,（一）甘油磷脂的合成部位、原料,HOCH,2,CHCOOH,NH,2,乙醇胺,胆碱,HOCH,2,CH,2,-N,+,（,CH,3,）,3,SAM,Pi,-OCH,2,CH,2,-NH,2,Pi,-OCH,2,CH,2,-N,+,（,CH,3,）,3,CTP,CDP-OCH,2,CH,2,-NH,2,CDP-OCH,2,CH,2,-N,+,（,CH,3,）,3,CDP-,胆碱,CDP-,乙醇胺,活性形式,ATP,ADP,乙醇胺激酶,HOCH,2,CH,2,-NH,2,CO,2,PPi,磷酸胆碱,胆碱激酶,磷酸乙醇胺,ATP,ADP,CTP,PPi,转移酶,转移酶,丝氨酸,（二）甘油磷脂合成过程,甘油二酯合成途径,合成,磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺,。,CDP,-,甘油二酯合成途径,合成磷脂酰肌醇、磷脂酰丝氨酸、心磷脂。,1.,甘油二酯,合成途径,葡萄糖,3-,磷酸甘油,2RCO-SCoA,2HSCoA,磷脂酸,转酰酶,PPi,CDP-,甘油二酯,2.,CDP,-,甘油二酯合成途径,磷脂酰肌醇,磷脂酰丝氨酸,二磷脂酰甘油,肌醇,CMP,丝氨酸,CMP,CMP,磷脂酰甘油,（心磷脂）,CTP,甘油磷脂在内质网合成后，由,磷脂交换蛋白,转移到细胞各处的生物膜上代谢。,型肺泡上皮细胞可合成一种特殊的磷脂酰胆碱：,二软脂酰胆碱,，可降低肺泡表面张力，防止肺不张。,二软脂酰胆碱,R,1,、,R,2,为软脂酸，,X,为胆碱,CH,2,-O-CO-R,1,|,CH-O-CO-R,2,|,CH,2,-O-,P,-,X,二、甘油磷脂的降解,甘油磷脂可在多种磷脂酶,(phospholipase,PLA),作用下，水解成不同的化合物。,PL A,1,PL A,2,PL B,1,PL B,2,PL C,PL D,磷脂酶,PLA,1,PLA,2,PLC,PLD,PLB,2,PLB,1,PLD,PLD,三、神经鞘磷脂的合成代谢,神经鞘磷脂,是,人体含量最多的鞘磷脂，由鞘氨醇、脂肪酸、磷酸胆碱构成。,1.,鞘氨醇的合成,部位：,各细胞内质网，脑组织最活跃。,原料：,软脂酰,CoA,、丝氨酸。,尚需磷酸吡哆醛、,NADPH,、,FAD,。,丝氨酸,软脂酰,CoA,3,-,酮二氢鞘氨醇,二氢鞘氨醇,NADPH+H,+,鞘氨醇,FAD,鞘氨醇合成过程：,磷酸吡哆醛,合成酶,还原酶,脱氢酶,鞘氨醇与脂酰,CoA,生成,N-,脂酰鞘氨醇,(,ceramide,，,Cer,，,神经酰胺,),，,由,CDP,-,胆碱提供,磷酸胆碱,，与,N-,脂酰鞘氨醇生成神经鞘磷脂。,2.,神经,鞘磷脂,的合成,CH,3,(CH,2,),m,-CH=CH,CH-OH,|,CH-NH-CO-(CH,2,),n,CH,3,|,CH,2,-O-,P,CH,2,CH,2,N,+,(CH,3,),3,神经鞘磷脂,(sphingomyelin),CH,3,(CH,2,),m,-CH=CH,CH-OH,|,CH-,NH-,CO-(CH,2,),n,CH,3,|,CH,2,-OH,N-,脂酰鞘氨醇,(,神经酰胺）,(ceramide,，,Cer),四、神经鞘磷脂的降解,神经鞘磷脂在,神经鞘磷脂酶,(,属于,PLC,类,),作用下水解，产物是磷酸胆碱、,N-,脂酰鞘氨醇,。,CH,3,(CH,2,),m,-CH=CH,CH-OH,|,CH-NH-CO-(CH,2,),n,CH,3,|,CH,2,-O-,P,-,CH,2,CH,2,N,+,(CH,3,),3,神经鞘磷脂酶,第五节 胆固醇代谢,人体约含胆固醇,140,克，广泛分布于全身各组织，肝、脑、肾、肠、肾上腺、卵巢等组织含量丰富。,胆 固 醇,(cholesterol),O,H,3,11,7,1,18,19,21,22,24,26,25,27,6,4,9,10,5,14,15,16,17,20,一、胆固醇的合成代谢,组织部位：,除成年动物脑组织及成熟红细胞外，几乎全身各组织均可合成，以肝、小肠为主。,细胞部位：,胞液、内质网。,（一）合成部位,1,分子胆固醇,18,乙酰,CoA,+36,ATP,+16,(NADPH+H,+,),胆固醇合成原料是,乙酰,CoA,。,（二）合成原料,乙酰,CoA,通过,柠檬酸,-,丙酮酸循环,移出线粒体至胞液。,（三）合成基本过程,胆固醇合成过程分为三个阶段：,1.,甲羟戊酸的合成：,在胞液、内质网,2.,鲨烯的合成：,在胞液、内质网,3.,胆固醇的生成：,在内质网,HMG-CoA,还原酶,是胆固醇合成的关键酶。,1.,甲羟戊酸的合成,(mevalonic acid,MVA),2,乙酰,CoA,乙酰乙酰,CoA,HMG CoA,甲羟戊酸,MVA,HOCH,2,CH,2,-C-CH,2,COOH,OH,CH,3,胞液,胞液,内质网,乙酰,COA,HSCoA,HMGCoA,还原酶,2NADPH,2.,鲨烯的合成,MVA(6C),二甲丙烯焦磷酸,(5C),胞液,脱羧、磷酸化,缩合,（,3,）,胞液,焦磷酸法尼酯,(15C),鲨烯,(30C),内质网,缩合还原,（,2,）,3.,胆固醇的生成,鲨烯,(30C),单加氧、环化,内质网,羊毛固醇,(30C),胆固醇,(27C),内质网,氧化,脱羧,还原,（四）胆固醇合成的调节,主要调节,HMG-CoA,还原酶活性。,1.,酶活性昼夜节律性变化,HMG-CoA,还原酶的活性具有昼夜节律性变化，午夜最高，中午最低，胆固醇合成也具有同样昼夜节律性变化。,2.,细胞内胆固醇及产物抑制,细胞内胆固醇、甲羟戊酸、,7-,羟胆固醇、,25,-,羟胆固醇可抑制,HMG-CoA,还原酶活性而抑制胆固醇合成。,3.,饮食状态影响胆固醇合成,饥饿可抑制合成胆固醇。高糖、高饱和脂肪膳食增加胆固醇合成。,胰岛素、甲状腺素,能诱导肝,HMG-CoA,还原酶的合成而增加胆固醇的合成。,胰高血糖素、糖皮质激素,能抑制,HMG-CoA,还原酶活性而减少胆固醇的合成。,（甲状腺素还促进胆固醇转变为胆汁酸，作用强，使血清胆固醇降低。）,4.,激素调节,二、胆固醇的转化,1.,转化生成胆汁酸,在肝脏，为主要代谢去路。,2.,转化生成类固醇激素,3.,转化生成,维生素,D,3,在皮肤，胆固醇被氧化,为,7,-,脱氢胆固,醇，经紫外线照射转变为,维生素,D,3,。,胆固醇的母核,环戊烷多氢菲不能被降解，胆固醇可转化或排出体外。,在肾上腺皮质、睾丸、卵巢。,一、血 脂,血脂：,血浆中所含脂类，包括甘油三酯、磷脂、胆固醇、胆固醇酯、游离脂肪酸。,血脂来源：,外源性,从食物中摄取。,内源性,肝、脂肪细胞及其他组织合成后释放入血。,第六节 血浆脂蛋白代谢,血脂含量受膳食、年龄、性别、代谢等的影响，波动范围较大。,总 脂,400700mg/dl,甘油三酯,10150mg/dl(,0.11 1.69 mmol/L,),总胆固醇,100250mg/dl(,2.59 6.47 mmol/L,),胆固醇酯,70200mg/dl(1.81 5.17 mmol/L),胆固醇,4070mg/dl(1.03 1.81 mmol/L),总 磷 脂,150250mg/dl(48.44 80.73 mmol/L),游离脂酸,520mg/dl(0.195 0.805 mmol/L),正常成人空腹血脂的组成及含量,二、血浆脂蛋白,血脂不溶于水，与,载脂蛋白,(apolipoprotein,apo),结合，在血浆中以,脂蛋白,(lipoprotein),形式存在。,游离脂肪酸与清蛋白结合存在。,CM,前 ,（一）血浆脂蛋白分类,1,.,电泳法,有电泳法分类和超速离心法分类,乳糜微粒,前,脂蛋白,脂蛋白,脂蛋白,2.,超速离心法,血浆脂蛋白在,密度,1.063,的,NaCl,溶液中超速离心，脂蛋白因密度不同而漂浮或沉降，血浆脂蛋白可分为,4,类。,乳糜微粒,CM,(,密度,0.95),(chylomicron),极低密度脂蛋白,VLDL,(0.95-1.006),(very low density lipoprotein),低密度脂蛋白,LDL,(1.006-1.063),(low density lipoprotein),高密度脂蛋白,HDL,(1.063-1.210),(high density lipoprotein),注：中密度脂蛋白,IDL(1.006-1.019);,HDL,2,(1.063-1.125),，,HDL,3,(1.125-1.210),，,HDL,1,仅在高胆固醇膳食后出现。,电泳法和超速离心法对应关系,乳糜微粒,前,脂蛋白,脂蛋白,脂蛋白,乳糜微粒,CM,极低密度脂蛋白,VLDL,低密度脂蛋白,LDL,高密度脂蛋白,HDL,血浆脂蛋白的性质、组成及功能详见书表,7,5,。,脂蛋白,(a),：,脂蛋白(a),lipoprotein(a),Lp(a),的脂质成分与,LDL,类似，载脂蛋白有,apoB100,和,apo(a),。,其由肝产生，不转化成其他脂蛋白，是一类由遗传因素决定的独立脂蛋白，是,动脉粥样硬化和心脑血管病的独立危险因素。,1.,载脂蛋白,载脂蛋白,(apolipoprotein,apo),指血浆脂蛋白中的蛋白质部分。主要有,5,大类,10,种：,apo A:A,、,A,、,A,apo B:,B100,、,B48,apo C:C,、,C,、,C,apo D,apo E,尚有其他（略）,（二）血浆脂蛋白的组成结构,载脂蛋白的分布与功能,种类,分布,功能,A,A,A,B100,B48,C,C,C,D,E