第5章脂类代谢.pptx

第六章第六章 脂脂 类类 代代 谢谢(MetabolismofLipids)中国医科大学生物化学与分子生物学教研室中国医科大学生物化学与分子生物学教研室 孙黎光教授孙黎光教授脂肪和类脂总称为脂类脂肪和类脂总称为脂类(lipids)。不溶。不溶。不溶。不溶于水溶于有机溶剂于水溶于有机溶剂于水溶于有机溶剂于水溶于有机溶剂 。三脂酰甘油三脂酰甘油(triacylglycerol,TAG)，也也称为称为甘油三酯甘油三酯(triglyceride,TG)胆固醇胆固醇(cholesterol,CHOL)胆固醇酯胆固醇酯(cholesterol ester,CE)磷脂磷脂(phospholipid,PL)糖脂糖脂(glycolipid)鞘脂鞘脂(sphingolipid)l定义定义:l分类分类:脂类概述脂类概述类脂类脂(lipoid)脂肪脂肪 (fat)l脂肪酸脂肪酸 (fatty acids)简简称称脂脂酸酸,包包括括饱饱和和脂脂酸酸(saturated fatty acid)和和不饱和脂酸不饱和脂酸(unsaturated fatty acid)。不不饱饱和和脂脂酸酸是是前前列列腺腺素素、血血栓栓烷烷及及白白三三烯烯等等生生理活性物质的前体。理活性物质的前体。甘油三酯甘油三酯 甘油磷脂甘油磷脂(phosphoglyceride)胆固醇酯胆固醇酯 FA胆固醇胆固醇FAFAFA甘甘油油FAFAPiX甘甘油油X=胆胆碱碱、水水、乙乙醇醇胺胺、丝丝氨氨酸酸、甘甘油油、肌肌醇醇、磷脂酰甘油等。磷脂酰甘油等。l脂类物质的基本构成：脂类物质的基本构成：甘油三脂甘油三脂X=胆胆碱碱、水水、乙乙醇醇胺胺、丝丝氨氨酸酸、甘甘油油、肌肌醇醇、磷磷脂脂酰甘油等。酰甘油等。甘油磷脂甘油磷脂甘油甘油鞘鞘 脂脂 鞘磷脂鞘磷脂 鞘糖脂鞘糖脂 FA鞘鞘氨氨醇醇FAPiX鞘鞘氨氨醇醇FA糖糖鞘鞘氨氨醇醇 分类分类含量含量 分布分布 生理功能生理功能脂肪脂肪脂肪脂肪甘油三酯甘油三酯 95 脂肪组织、脂肪组织、血浆血浆1.储脂供能储脂供能2.提供必需脂酸提供必需脂酸3.促脂溶性维生素吸收促脂溶性维生素吸收4.热垫作用热垫作用5.保护垫作用保护垫作用6.构成血浆脂蛋白构成血浆脂蛋白类脂类脂类脂类脂糖酯、糖酯、胆胆固固醇及其酯、醇及其酯、磷脂磷脂5 生物膜、神生物膜、神经、血浆经、血浆1.维持生物膜的结构和功能维持生物膜的结构和功能2.胆固醇可转变成类固醇激素、胆固醇可转变成类固醇激素、维生素、胆汁酸等维生素、胆汁酸等3.构成血浆脂蛋白构成血浆脂蛋白脂类的分类、含量、分布及生理功能脂类的分类、含量、分布及生理功能第一节第一节不饱和脂酸的分类及命名不饱和脂酸的分类及命名（The Classification and Naming of Unsaturated Fatty Acids）系统命名法系统命名法标示脂酸的碳原子数即碳链长度和双键的位置。标示脂酸的碳原子数即碳链长度和双键的位置。编码体系编码体系从脂酸的羧基碳起计算碳原子的顺序。从脂酸的羧基碳起计算碳原子的顺序。或或n编码体系编码体系从脂酸的甲基碳起计算其碳原子顺序。从脂酸的甲基碳起计算其碳原子顺序。一、一、脂酸的系统命名遵循有机酸脂酸的系统命名遵循有机酸命名的原则命名的原则哺乳动物不饱和脂酸按哺乳动物不饱和脂酸按(或或n)编码体系分类编码体系分类族族母体脂酸母体脂酸-7(n-7)软油酸软油酸(16：1，-7)-9(n-9)油酸油酸(18：1，-9)-6(n-6)亚油酸亚油酸(18：2，-6，9)-3(n-3)-亚麻酸亚麻酸(18：3，-3，6，9)（一）（一）脂酸根据其碳链长度分为短链、中链脂酸根据其碳链长度分为短链、中链 和长链脂酸和长链脂酸 碳链长度碳链长度10的脂酸称为的脂酸称为短链脂酸短链脂酸将碳链长度将碳链长度20的的脂酸称为脂酸称为长链脂酸长链脂酸二、脂酸主要根据其碳链长度和饱和二、脂酸主要根据其碳链长度和饱和度分类度分类（二）脂酸根据其碳链是否存在双键分为（二）脂酸根据其碳链是否存在双键分为饱和脂酸和不饱和脂酸饱和脂酸和不饱和脂酸 1.饱和脂酸的碳链不含双键饱和脂酸的碳链不含双键饱饱和和脂脂酸酸以以乙乙酸酸(CH3-COOH)为为基基本本结结构构，不不同同的的饱饱和和脂脂酸酸的的差差别别在在于于这这两两基基团团间间亚亚甲甲基基(-CH2-)的数目不同。的数目不同。2.不饱和脂酸的碳链含有一个或一个以上双键不饱和脂酸的碳链含有一个或一个以上双键单不饱和脂酸单不饱和脂酸(monounsaturated fatty acid)多不饱和脂酸多不饱和脂酸(polyunsaturated fatty acid)不饱和脂酸的双键位置不同分属于不饱和脂酸的双键位置不同分属于-3、-6、-7和和-9簇簇簇簇母体不饱和脂酸母体不饱和脂酸结构结构-7软油酸软油酸9-16:1 -9油酸油酸9-18:1 -6亚油酸亚油酸9,12-18:2 -3亚麻酸亚麻酸9,12,15-18:3同同簇簇的的不不饱饱和和脂脂酸酸可可由由其其母母体体代代谢谢产产生生，如如花花生生四四烯烯酸酸可可由由-6簇簇母母体体亚亚油油酸酸产产生生。但但-3、-6和和-9簇簇多多不不饱饱和和脂脂酸酸在在体体内内彼彼此此不不能能相相互互转转化化。动动物物只只能能合合成成-9及及-7系系的的多多不不饱饱和和脂脂酸酸，不不能能合成合成-6及及-3系多不饱和脂酸。系多不饱和脂酸。表表5-1常见的脂酸常见的脂酸惯名惯名系统名系统名碳原子数碳原子数和双键数和双键数簇簇分子式分子式饱和脂酸饱和脂酸月桂酸月桂酸(lauric acid)n-十二烷酸十二烷酸12:0CH3(CH2)10COOH豆寇酸豆寇酸(myristic acid)n-十四烷酸十四烷酸14:0CH3(CH2)12COOH软脂酸软脂酸(palmitic acid)n-十六烷酸十六烷酸16:0CH3(CH2)14COOH硬脂酸硬脂酸(stearic acid)n-十八烷酸十八烷酸18:0CH3(CH2)16COOH花生酸花生酸(arachidic acid)n-二十烷酸二十烷酸20:0CH3(CH2)18COOH不饱和脂酸不饱和脂酸棕榈棕榈(软软)油酸油酸(palmitoleic acid)9-十六碳一烯酸十六碳一烯酸16:1w-7CH3(CH2)5CHCH(CH2)7COOH油酸油酸(oleic acid)9-十八碳一烯酸十八碳一烯酸18:1w-9CH3(CH2)7CHCH(CH2)7COOH异油酸异油酸(Vaccenic acid)反式反式11-十八碳一烯十八碳一烯酸酸18:1w-7CH3(CH2)5CHCH(CH2)9COOH亚油酸亚油酸(linoleic acid)9,12-十八碳二烯酸十八碳二烯酸18:2w-6CH3(CH2)4(CHCHCH2)2(CH2)6COOHa-亚麻酸亚麻酸(a-linolenic acid)9,12,15-十八碳三烯十八碳三烯酸酸18:3w-3CH3CH2(CHCHCH2)3(CH2)6COOHg-亚麻酸亚麻酸(g-linolenic acid)6,9,12-十八碳三烯酸十八碳三烯酸18:3w-6CH3(CH2)4(CHCHCH2)3(CH2)3COOH花生四烯酸花生四烯酸(arachidonic acid)5,8,11,14-二十碳四二十碳四烯酸烯酸20:4w-6CH3(CH2)4(CHCHCH2)4(CH2)2COOHtimnodonic acid(EPA)5,8,11,14,17-二十碳二十碳五烯酸五烯酸20:5w-3CH3CH2(CHCHCH2)5(CH2)2COOHclupanodonic acid(DPA)7,10,13,16,19-二十二二十二碳五烯酸碳五烯酸22:5w-3CH3CH2(CHCHCH2)5(CH2)4COOHcervonic acid(DHA)4,7,10,13,16,19-二十二十二碳六烯酸二碳六烯酸22:6w-3CH3CH2(CHCHCH2)6CH2COOH游离脂肪酸（脂酸）的来源游离脂肪酸（脂酸）的来源自身合成自身合成 以脂肪形式储存，需要时从脂肪动以脂肪形式储存，需要时从脂肪动员产生，多为员产生，多为饱和脂酸饱和脂酸和和单不饱和脂单不饱和脂酸酸。食食物物供供给给 包包括括各各种种脂脂酸酸，其其中中一一些些不不饱饱和和脂脂 酸酸，动动物物不不能能自自身身合合成成，需需从从植植物物中摄取。中摄取。l 必需脂酸必需脂酸 亚亚油油酸酸(18c二二烯烯酸酸)、亚亚麻麻酸酸（18c三三烯烯酸酸）、花花生生四四烯烯酸酸（20c四四烯烯酸酸）等等多多不不饱饱和和脂脂酸酸是是人人体体不不可可缺缺乏乏的的营营养养素素，不不能能自自身身合合成成，需需从从食食物物摄摄取取，故故称称必必需需脂脂酸。酸。第二节第二节 脂类的消化和吸收脂类的消化和吸收 (The Digestion and absorption of lipids)胆胆 盐盐 在在 脂脂 肪肪 消消 化化 中中 的的 作作 用用脂类的消化吸收部位主要在小肠上段。脂类的消化吸收部位主要在小肠上段。食物中的脂类与胆汁酸盐构成微团（食物中的脂类与胆汁酸盐构成微团（micelles）第第 三三 节节 三脂酰甘油三脂酰甘油的代谢的代谢（Metabolism of Triacylglycerol）甘油三酯的代谢概况甘油三酯的代谢概况（一）（一）脂肪的动员脂肪的动员 fat mobilization储储存存在在脂脂肪肪细细胞胞中中的的脂脂肪肪，被被肪肪脂脂酶酶逐逐步步水水解解为为FFA及及甘甘油油，并并释释放放入入血血以供其他组织氧化利用的过程以供其他组织氧化利用的过程。一、一、三脂酰甘油三脂酰甘油的分解代谢的分解代谢 TAG脂肪酶是关键酶脂肪酶是关键酶激素敏感性甘油三酯激素敏感性甘油三酯脂肪酶脂肪酶 (hormone-sensitive triglyceride lipase,HSL)脂解激素脂解激素(lipolytic hormones)能促进脂肪动员的激素，如胰高血糖素、能促进脂肪动员的激素，如胰高血糖素、去甲肾上腺素、去甲肾上腺素、ACTH、TSH等。等。l抗脂解激素因子抗脂解激素因子 抑制脂肪动员，如胰岛素、前列腺素抑制脂肪动员，如胰岛素、前列腺素E2E2、烟酸等。烟酸等。脂肪动员过程脂肪动员过程脂解激素脂解激素-受体受体G蛋白蛋白ACATPcAMPPKA+HSLa(无活性无活性)HSLb(有活性有活性)TG甘油二酯甘油二酯（DG）甘油一酯甘油一酯甘甘油油FFAFFAFFA甘油二酯脂肪酶甘油二酯脂肪酶甘油一酯脂肪酶甘油一酯脂肪酶uHSL-激素敏感性甘油三酯脂肪酶激素敏感性甘油三酯脂肪酶(二二)甘油分解代谢甘油分解代谢甘油直接运至肝、肾、肠等组织。主要在肝、肾甘油直接运至肝、肾、肠等组织。主要在肝、肾 进行进行糖异生糖异生。脂肪细胞、骨骼肌无甘油激酶，不能利用甘油脂肪细胞、骨骼肌无甘油激酶，不能利用甘油（三）脂酸的（三）脂酸的-氧化氧化组组 织：织：除脑组织外除脑组织外,大多数组织均可进大多数组织均可进 行，行，其中其中肝、肌肉肝、肌肉最活跃。最活跃。亚细胞：亚细胞：胞液、线粒体胞液、线粒体 部部 位位 1.脂酸的活化脂酸的活化 脂酰脂酰 CoA 的生成的生成（胞液胞液）脂酰脂酰CoA合成酶合成酶ATPAMPPPi脂酰脂酰CoA合成酶合成酶(acyl-CoA synthetase)存在于内存在于内质网及线粒体外膜上质网及线粒体外膜上消耗消耗2个高能磷酸键个高能磷酸键+CoA-SHCoA-SH2.脂酰脂酰CoA 进入线粒体进入线粒体肉碱脂酰转移酶肉碱脂酰转移酶为限速酶为限速酶肉碱（肉碱（carnitine）L-羟羟-三甲氨基丁酸三甲氨基丁酸(CH3)3N+CH2CH(OH)CH2COO脂酰肉碱脂酰肉碱3.脂酸的脂酸的氧化氧化脱氢脱氢加水加水再脱氢再脱氢硫解硫解脂酰脂酰CoAL(+)-羟脂酰羟脂酰CoA酮脂酰酮脂酰CoA脂酰脂酰CoA+乙酰乙酰CoA脂酰脂酰CoA脱氢酶脱氢酶反反2-烯酰烯酰CoAL(+)-羟脂酰羟脂酰CoA脱氢酶脱氢酶NAD+NADH+H+2-烯脂酰烯脂酰CoA水化酶水化酶H2OFADFADH2酮脂酰酮脂酰CoA硫解酶硫解酶CoA-SH NADH+H+FADH2H2O呼吸链呼吸链1.5ATPH2O呼吸链呼吸链2.5ATP乙酰乙酰CoA彻底氧化彻底氧化 三羧酸循环三羧酸循环 生成酮体生成酮体 肝外组织氧化利用肝外组织氧化利用 脂酰脂酰CoA脱氢酶脱氢酶L(+)-羟脂酰羟脂酰CoA脱氢酶脱氢酶NAD+NADH+H+-烯酰烯酰CoA水化酶水化酶2H2OFADFADH2酮脂酰酮脂酰CoA硫解酶硫解酶CoA-SH脂酰脂酰CoA合成酶合成酶肉肉碱碱转转运运载载体体ATPCoASHAMPPPiH2O呼吸链呼吸链1.5ATPH2O 呼吸链呼吸链2.5ATP线线粒粒体体膜膜TAC活活 化：化：消耗消耗2个高能磷酸键个高能磷酸键氧氧 化化：每轮循环每轮循环 四个重复步骤：四个重复步骤：脱氢、水化、再脱氢、硫解脱氢、水化、再脱氢、硫解 产物：产物：1分子分子乙酰乙酰CoA1分子少两个碳原子的脂酰分子少两个碳原子的脂酰CoA1分子分子NADH+H+1分子分子FADH2 4.脂酸氧化的能量生成脂酸氧化的能量生成 以以16碳软脂酸的氧化为例碳软脂酸的氧化为例16碳软脂酸的氧化碳软脂酸的氧化7轮循环产物轮循环产物：8分子分子乙酰乙酰CoA7分子分子NADH+H+7分子分子FADH2能量计算：能量计算：生成生成ATP 810+72.5+71.5=108 净生成净生成ATP 108 2=106脂肪酸脂肪酸-氧化本身并不生氧化本身并不生成能量。只能生成乙酰成能量。只能生成乙酰CoA和供氢体，它们必须和供氢体，它们必须分别进入三羧酸循环和氧分别进入三羧酸循环和氧化磷酸化才能生成化磷酸化才能生成ATP。软脂酸与葡萄糖在体内氧化产生软脂酸与葡萄糖在体内氧化产生ATP的比较的比较软脂酸软脂酸葡萄糖葡萄糖以以1mol计计106ATP32 ATP以以100g计计50.4 ATP21.1 ATP能量利用效率能量利用效率68%68%1.不饱和脂酸的氧化不饱和脂酸的氧化不饱和脂酸不饱和脂酸氧化氧化顺顺3-烯酰烯酰CoA顺顺2-烯酰烯酰CoA反反2-烯酰烯酰CoA 3顺顺-2反烯酰反烯酰CoA异构酶异构酶氧化氧化L(+)-羟脂酰羟脂酰CoAD(-)-羟脂酰羟脂酰CoAD(-)-羟脂酰羟脂酰CoA表构酶表构酶H2O（四）脂酸的其他氧化方式（四）脂酸的其他氧化方式亚油酰亚油酰CoA（9顺，顺，12顺）顺）3次次氧化氧化十二碳二烯脂酰十二碳二烯脂酰CoA（3顺，顺，6顺）顺）十二碳二烯脂酰十二碳二烯脂酰CoA（2反，反，6顺）顺）3顺顺,2反反-烯脂酰烯脂酰CoA异构酶异构酶2次次氧化氧化亚油酸（亚油酸（18碳二烯酸）碳二烯酸）八碳烯脂酰八碳烯脂酰CoA（2顺）顺）D(+)-羟八碳脂酰羟八碳脂酰CoAL(-)-羟八碳脂酰羟八碳脂酰CoA4乙酰乙酰CoA4次次氧化氧化-羟脂酰羟脂酰CoA表构酶表构酶烯脂酰烯脂酰CoA水化酶水化酶12CH3cOHOSCoA3长链脂酸长链脂酸(C20、C22)（过氧化酶体）（过氧化酶体）脂肪酸氧化酶脂肪酸氧化酶（FAD为辅酶为辅酶）较短链较短链 脂酸脂酸（线粒体（线粒体）氧化氧化2.过氧化酶体脂酸氧化过氧化酶体脂酸氧化3.丙酸的氧化丙酸的氧化IleMetThrVal奇数碳脂酸奇数碳脂酸胆固醇侧链胆固醇侧链CH3CH2COCoA羧化酶羧化酶（ATP、生物素）、生物素）CO2D-甲基丙二酰甲基丙二酰CoAL-甲基丙二酰甲基丙二酰CoA消旋酶消旋酶变位酶变位酶5-脱氧腺苷钴胺脱氧腺苷钴胺素素琥珀酰琥珀酰CoATAC乙酰乙酸乙酰乙酸(acetoacetate)、-羟丁酸羟丁酸(-hydroxybutyrate)、丙酮、丙酮(acetone)三者总称为三者总称为酮酮体体(ketone bodies)。血浆水平血浆水平：0.030.5mmol/L(0.35mg/dl)（五）（五）酮体的生成和利用酮体的生成和利用1.酮体的生成酮体的生成部位：肝细胞线粒体部位：肝细胞线粒体原料：原料：乙酰辅酶乙酰辅酶A，来自脂酸的，来自脂酸的氧化氧化关键酶关键酶HMGCoA 合酶合酶CO2 CoASHCoASHNAD+NADH+H+-羟丁酸羟丁酸脱氢酶脱氢酶HMGCoA合酶合酶乙酰乙酰乙酰乙酰CoA硫解酶硫解酶HMGCoA裂解酶裂解酶酮体的生成酮体的生成123NAD+NADH+H+琥珀酰琥珀酰CoA琥珀酸琥珀酸CoASH+ATPPPi+AMPCoASH2.酮体的利用酮体的利用琥珀酰琥珀酰CoA转硫酶转硫酶（心、肾、脑及骨（心、肾、脑及骨骼肌的线粒体）骼肌的线粒体）乙酰乙酰乙酰乙酰CoA硫激酶硫激酶（肾、心和脑（肾、心和脑的线粒体）的线粒体）乙酰乙酰乙酰乙酰CoA硫解硫解酶酶（心、肾、脑及（心、肾、脑及骨骼肌线粒体）骨骼肌线粒体）肝外组织（心、肾、脑、肝外组织（心、肾、脑、骨骼肌等）线粒体骨骼肌等）线粒体2乙酰乙酰CoA乙酰乙酰乙酰乙酰CoA乙酰乙酰CoA乙酰乙酸乙酰乙酸HMGCoA-羟丁酸羟丁酸丙酮丙酮乙酰乙酰乙酰乙酰CoA琥珀酰琥珀酰CoA琥珀酸琥珀酸酮体的生成和利用的总示意图酮体的生成和利用的总示意图2乙酰乙酰CoA3.酮体生成的生理意义酮体生成的生理意义酮酮体体是是肝肝脏脏输输出出能能源源的的一一种种形形式式。并并且且酮酮体体可可通过血脑屏障，是通过血脑屏障，是脑组织脑组织的重要能源。的重要能源。酮酮体体利利用用的的增增加加可可减减少少糖糖的的利利用用，有有利利于于维维持持血糖水平恒定，节省蛋白质的消耗血糖水平恒定，节省蛋白质的消耗。0.03 0.5mmol/L4.酮体生成的调节酮体生成的调节（1）饱食及饥饿的影响（主要通过激素的作用）饱食及饥饿的影响（主要通过激素的作用）抑制脂解，脂肪动员抑制脂解，脂肪动员饱饱 食食胰岛素胰岛素进入肝的脂酸进入肝的脂酸脂酸脂酸氧化氧化酮体生成酮体生成 饥饥 饿饿脂肪动员脂肪动员FFA 胰高血糖素等胰高血糖素等 脂解激素脂解激素 酮体生成酮体生成脂酸脂酸 氧化氧化 （2）肝细胞糖原含量及代谢的影响肝细胞糖原含量及代谢的影响丙二酰丙二酰CoA竞争性抑制肉碱脂酰转竞争性抑制肉碱脂酰转移酶移酶 ，抑制脂酰抑制脂酰CoA进入线粒体，进入线粒体，脂脂酸酸氧化减弱，酮体生产减少氧化减弱，酮体生产减少。（3）丙二酰丙二酰CoA抑制脂酰抑制脂酰CoA进入线粒体进入线粒体二、三酯酰甘油二、三酯酰甘油的合成代谢的合成代谢（一）（一）脂酸的合成代谢脂酸的合成代谢软脂酸的合成软脂酸的合成1.合成部位合成部位2.组组 织：织：肝肝（主要）（主要）、脂肪脂肪等组织等组织 亚细胞：亚细胞：胞液：胞液：主要合成主要合成16碳的软脂酸（棕榈酸）碳的软脂酸（棕榈酸）肝线粒体、内质网：肝线粒体、内质网：碳链延长碳链延长NADPH的来源的来源磷酸戊糖途径（主要来源）磷酸戊糖途径（主要来源）胞液中胞液中异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶及及苹果酸酶苹果酸酶催化的反应催化的反应乙酰乙酰CoA、ATP、HCO3、NADPH、Mn2+2.合成原料合成原料乙酰乙酰CoA的主要来源的主要来源乙酰乙酰CoA全部在线粒体内产生，通过全部在线粒体内产生，通过柠檬酸柠檬酸-丙酮酸循环丙酮酸循环(citrate pyruvate cycle)出线粒体出线粒体。乙酰乙酰CoA氨基酸氨基酸 Glc（主要）（主要）柠檬酸柠檬酸-丙酮酸循环丙酮酸循环柠檬酸合酶柠檬酸合酶丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶CO2+ATPADP+Pi柠檬酸裂解酶柠檬酸裂解酶苹果酸脱氢酶苹果酸脱氢酶苹果酸酶苹果酸酶+ADP+Pi（1）丙二酰丙二酰CoA的合成的合成 乙酰乙酰CoA羧化酶羧化酶酶酶-生物素生物素-CO2+乙酰乙酰CoA 酶酶-生物素生物素+丙二酰丙二酰CoA总反应式总反应式丙二酰丙二酰CoA+ADP+PiATP+HCO3-+乙酰乙酰CoA3.软脂酸合成酶系及反应过程软脂酸合成酶系及反应过程酶酶-生物素生物素+HCO3酶酶-生物素生物素-CO2ADP+PiATP乙酰乙酰CoA羧化酶羧化酶乙酰乙酰CoA羧化酶羧化酶(acetyl CoA carboxylase)是脂酸合成的是脂酸合成的限速酶限速酶，存在于，存在于胞液中，其辅基是胞液中，其辅基是生物素生物素，Mn2+是其激活是其激活剂。剂。（2）脂酸合成脂酸合成从从乙酰乙酰CoA及丙二酰及丙二酰CoA合成长链脂酸，合成长链脂酸，是一个是一个重复加成过程重复加成过程，每次延长，每次延长2个碳原子。个碳原子。各种生物合成脂酸的过程基本相似。各种生物合成脂酸的过程基本相似。*软脂酸合成酶软脂酸合成酶大肠杆菌大肠杆菌有有7种酶蛋白种酶蛋白（脂肪酰基转移酶、丙（脂肪酰基转移酶、丙二酰二酰CoA酰基转移酶、酰基转移酶、酮脂肪酰合成酶、酮脂肪酰合成酶、酮脂肪酰还原酶、酮脂肪酰还原酶、羟脂酰基脱水酶、脂羟脂酰基脱水酶、脂烯酰还原酶和硫酯酶）烯酰还原酶和硫酯酶），聚合在一起构成，聚合在一起构成多酶体系多酶体系。乙酰乙酰CoA转移酶转移酶-acetyl transferase(AT,E1)丙二酰丙二酰CoA酰基转移酶酰基转移酶-malonyl transferase(MT,E2)酮脂酰合成酶酮脂酰合成酶-Ketoacyl synthetase(KS,CE,E3)缩合缩合酮脂酰还原酶酮脂酰还原酶-Ketoacyl reductase(KR)还原还原羟脂酰基脱水酶羟脂酰基脱水酶-hydroxyl acyl dehydrase(DH)脱水脱水脂烯酰还原酶脂烯酰还原酶-enoyl reductase(ER)还原还原硫酯酶硫酯酶-thioesterase(TE)软脂酰释放软脂酰释放酰基载体蛋白（酰基载体蛋白（ACP）SH脂酰基载体脂酰基载体软脂酸合成酶软脂酸合成酶多功能酶多功能酶（7种）种）+ACP高等动物高等动物7种酶活性都在一条多肽链上，属多功能酶，由一种酶活性都在一条多肽链上，属多功能酶，由一个基因编码；有活性的酶为两相同亚基首尾相连组个基因编码；有活性的酶为两相同亚基首尾相连组成的二聚体。成的二聚体。7种酶按一定顺序排列在种酶按一定顺序排列在ACP上发挥催化作用。上发挥催化作用。一分子乙酰辅酶一分子乙酰辅酶A连在连在KSSH上直接参与反上直接参与反应，其余乙酰辅酶应，其余乙酰辅酶A羧化成丙二酰羧化成丙二酰CoA加在加在ACPSH上，上，进行进行缩合、还原、脱水、再还原缩合、还原、脱水、再还原等反应。等反应。三个结构域：三个结构域：底物进入缩合单位、还原单位、底物进入缩合单位、还原单位、软脂酰释放单位软脂酰释放单位KSKS酰酰 基基 载载 体体 蛋蛋 白白(ACP acyl carrier protein)，其其辅辅基基是是4-磷磷酸酸泛泛酰酰氨氨基基乙乙硫硫醇，醇，是是脂酰基载体。脂酰基载体。*软脂酸的合成过程软脂酸的合成过程*底物进入底物进入乙酰乙酰CoAKS-S-乙酰基乙酰基(酮脂肪酰合成酶酮脂肪酰合成酶)(缩合酶，缩合酶，condensingE)丙二酰丙二酰CoAACP-S-丙二酰基丙二酰基软脂酸软脂酸合成酶合成酶 乙酰基乙酰基（第一个）（第一个）丙二酰基丙二酰基ACP-SKS-S缩合缩合CO2还还 原原 NADH+H+NAD+脱水脱水 H2O再还原再还原 NADH+H+NAD+酮脂酰酶羟脂酰酶羟脂酰酶、烯脂酰酶烯脂酰酶丁酰酶酮脂肪酰合成酶酮脂肪酰合成酶酮脂肪酰还原酶酮脂肪酰还原酶羟脂酰基脱水酶羟脂酰基脱水酶脂烯酰还原酶脂烯酰还原酶*转转 位位丁酰基由丁酰基由E2-泛泛-SH（ACP上上)转移至转移至E1-半胱半胱-SH（KS上）上）ACPSC=OCH2CH2CH3KSHSSO=CCH2CH2CH3KSACPHS转转位位经经过过7 7轮轮循循环环反反应应，每每次次加加上上一一个个丙丙二二酰酰基基，增增加加两两个个碳原子，最终释出软酯酸。碳原子，最终释出软酯酸。CESO=CCH3ACPSC=OCH2COO-CESO=CCH2CH2CH2CH2CH3ACPSC=OCH2COO-CESO=CCH2CH2CH2CH2CH2CH2CH3ACPSC=OCH2COO-O-O=CCH2CH2CH2CH2CH2CH2CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CEACPHS HS+4H+4e-CO2CESO=CCH2CH2CH3ACPSC=OCH2COO-4H+4e-CO24H+4e-CO2软脂酸的合成过程软脂酸的合成过程酮脂酰合成酶酮脂酰还原酶羟脂酰基脱水酶脂烯酰还原酶硫酯酶脂肪酰基转移酶丙二酰CoA酰基转移酶丁酰酶软脂酸合成的总反应软脂酸合成的总反应CH3COSCoA+7HOOCH2COSCoA+14NADPH+H+CH3(CH2)14COOH+7CO2+6H2O+8HSCoA+14NADP+软软 脂脂 酸酸 的的 合合 成成 总总 图图（二）（二）脂酸碳链的延长脂酸碳链的延长1.内质网脂酸碳链延长酶系内质网脂酸碳链延长酶系 以以 丙丙 二二 酰酰 CoA为为 二二 碳碳 单单 位位 供供 体体，由由 NADPH+H+供供氢氢经经缩缩合合、加加氢氢、脱脱水水、再再加加氢氢等等一一轮轮反反应应增增加加2个个碳碳原原子子，合合成成过过程程类类似似软软脂脂酸酸合合成成，但但脂脂酰酰基基连连在在 CoASH 上上进进行行反反应应，可可延长至延长至24碳，以碳，以18碳硬脂酸为最多。碳硬脂酸为最多。内质网内质网2.线粒体脂酸碳链延长酶系线粒体脂酸碳链延长酶系 以以 乙乙 酰酰 CoA为为 二二 碳碳 单单 位位 供供 体体，由由 NADPH+H+供供氢氢，过过程程与与氧氧化化的的逆逆反反应应基基本本相相似似，需需-烯烯酰酰还还原原酶酶，一一轮轮反反应应增增加加2个个碳碳原原子子，可可延延长长至至24碳碳或或26碳碳，以以硬硬脂脂酸酸最最多。多。软脂酰软脂酰COA CH3COsCOA酮硬脂酰酮硬脂酰COA加氢加氢NADH脱水脱水加氢加氢18C硬脂酰硬脂酰COA硫解酶硫解酶HSCOA硬脂酸硬脂酸1.代谢物的调节作用代谢物的调节作用乙酰乙酰CoA羧化酶的别构调节物羧化酶的别构调节物抑制剂：软脂酰抑制剂：软脂酰CoA及其他长链脂酰及其他长链脂酰CoA 激活剂：柠檬酸、异柠檬酸激活剂：柠檬酸、异柠檬酸进食糖类而糖代谢加强，进食糖类而糖代谢加强，NADPH及乙酰及乙酰CoA供应增多，有利于脂酸的合成。供应增多，有利于脂酸的合成。大量进食糖类也能增强各种合成脂肪有关大量进食糖类也能增强各种合成脂肪有关的酶活性从而使脂肪合成增加。的酶活性从而使脂肪合成增加。（四）（四）脂酸合成的调节脂酸合成的调节2.激素调节激素调节+脂酸合成脂酸合成胰岛素胰岛素胰高血糖素胰高血糖素 肾上腺素肾上腺素 生长素生长素脂酸合成脂酸合成TG合成合成胰高血糖素胰高血糖素：激活：激活PKA，使之，使之磷酸化而失活磷酸化而失活胰岛素：胰岛素：通过磷蛋白磷酸酶，使之通过磷蛋白磷酸酶，使之去磷酸化而去磷酸化而复活复活 乙酰乙酰CoA羧化酶的共价调节羧化酶的共价调节脂肪组织：脂肪组织：主要以主要以葡萄糖葡萄糖为原料合成脂肪，也利用为原料合成脂肪，也利用CM或或VLDL中的中的FA合成脂肪。合成脂肪。（三）（三）三脂酰甘油三脂酰甘油的合成代谢的合成代谢 1.1.合成部位合成部位肝肝 脏：脏：肝内质网合成的肝内质网合成的TAG，组成，组成VLDL入血入血。小肠粘膜：小肠粘膜：利用脂肪消化产物再合成脂肪利用脂肪消化产物再合成脂肪。1.甘油和脂酸主要来自于葡萄糖代谢甘油和脂酸主要来自于葡萄糖代谢2.CM中的中的FFA（来自食物脂肪）（来自食物脂肪）2.合成原料合成原料（1）一酰甘油途径（小肠粘膜细胞）一酰甘油途径（小肠粘膜细胞）（2）二脂酰甘油途径（肝、脂肪细胞）二脂酰甘油途径（肝、脂肪细胞）3.合成基本过程合成基本过程一一脂脂酰甘油途径酰甘油途径CoA+CoA+RCOOHRCOOHRCORCOCoACoA脂酰脂酰CoA合成酶合成酶ATPATPAMPPPiAMPPPi酯酰酯酰CoA转移酶转移酶 CoAR2COCoAR3COCoACoA酯酰酯酰CoA转移酶转移酶（小肠粘膜细胞）小肠粘膜细胞）二二脂脂酰酰甘甘油油途途径径酯酰酯酰CoA转移酶转移酶 CoAR1COCoA酯酰酯酰CoA转移酶转移酶 CoAR2COCoA磷脂酸磷脂酸磷酸酶磷酸酶Pi酯酰酯酰CoA转移酶转移酶 CoAR3COCoA（肝、脂肪细胞）（肝、脂肪细胞）3-磷酸甘油主要来自糖代谢磷酸甘油主要来自糖代谢 磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮葡萄糖葡萄糖三、三、多不饱和脂酸的重要衍生物多不饱和脂酸的重要衍生物 前列腺素前列腺素(Prostaglandin,PG)血栓血栓噁噁烷烷(thromboxane,TX)白白 三三 烯烯(leukotrienes,LT)PG具具二十碳的不饱和脂酸二十碳的不饱和脂酸，以，以前列腺酸前列腺酸为基本骨架为基本骨架具一个具一个五碳环五碳环和和两条侧链两条侧链 花生四烯酸花生四烯酸（20:45，8，11，14）前列腺酸前列腺酸（一）（一）前列腺素、血栓噁烷、白三烯的化学前列腺素、血栓噁烷、白三烯的化学结构及命名结构及命名PG根据根据五碳环上取代基五碳环上取代基和和双键位置双键位置不同，分不同，分 9 型型根据根据R1及及R2两条侧链中双键数目的多少，两条侧链中双键数目的多少，PG又分为又分为1、2、3类，在字母的右下角提示。类，在字母的右下角提示。TX有有前列腺酸样骨架前列腺酸样骨架，但五碳环为含氧的，但五碳环为含氧的噁烷噁烷代替。代替。LT分子中有四个分子中有四个双键双键(LTB4)合成部位：合成部位：PG 除红细胞外的除红细胞外的 全身各组织全身各组织 TX 血小板血小板合成原料：合成原料：花生四烯酸花生四烯酸合成过程合成过程：（二）（二）PG、TX、LT的合成的合成1.前列腺素及血栓前列腺素及血栓噁烷的合成噁烷的合成 2.白三烯的合成白三烯的合成花生四烯酸花生四烯酸 氢过氧化廿碳四烯酸氢过氧化廿碳四烯酸(5-HPETE,5-hydroperoxy-eicotetraenoic acid)脂氧合酶脂氧合酶（lipoxygenase）脱水酶脱水酶 白三烯白三烯（LTA4）LTB4、LTC4、LTD4及及LTE4等等 PGE2诱发诱发炎症炎症，促局部血管扩张。，促局部血管扩张。PGE2、PGA2 使动脉平滑肌舒张而降血压。使动脉平滑肌舒张而降血压。PGE2、PGI2抑制胃酸分泌，促胃肠平滑肌蠕动。抑制胃酸分泌，促胃肠平滑肌蠕动。PGF2使卵巢平滑肌收缩引起排卵，使子宫体收缩使卵巢平滑肌收缩引起排卵，使子宫体收缩加强促分娩。加强促分娩。（三）（三）PG、TX及及LT的生理功能的生理功能1.PG 2.TX PGF2、TXA2 强烈促血小板聚集，并使血管收强烈促血小板聚集，并使血管收缩促血栓形成，缩促血栓形成，PGI2、PGI3对抗它们的作用。对抗它们的作用。TXA3促血小板聚集，较促血小板聚集，较TXA2弱得多。弱得多。3.LT LTC4、LTD4及及LTE4被证实是被证实是过敏反应过敏反应的慢反的慢反应物质。应物质。LTD4还使毛细血管通透性增加。还使毛细血管通透性增加。LTB4还可调节白细胞的游走及趋化等功能，还可调节白细胞的游走及趋化等功能，促进炎症及过敏反应的发展。促进炎症及过敏反应的发展。第第 四四 节节 磷磷 脂脂 的的 代代 谢谢（Metabolism of Phospholipid）磷磷 脂脂定义定义 含磷酸的脂类称磷酯。含磷酸的脂类称磷酯。分类分类 甘油磷脂甘油磷脂 由甘油构成的磷酯由甘油构成的磷酯 （体内含量最多的磷脂）（体内含量最多的磷脂）鞘鞘 磷磷 脂脂 由鞘氨醇构成的磷脂由鞘氨醇构成的磷脂X 指与磷酸羟基相连的取代基，包括胆碱、水、乙指与磷酸羟基相连的取代基，包括胆碱、水、乙醇胺、丝氨酸、甘油、肌醇、磷脂酰甘油等。醇胺、丝氨酸、甘油、肌醇、磷脂酰甘油等。FAFAPiX甘甘油油FAPiX鞘鞘氨氨醇醇一、一、甘油磷脂的代谢甘油磷脂的代谢组成：组成：甘油、脂酸、磷脂、含氮化合物甘油、脂酸、磷脂、含氮化合物结构：结构：功能：功能：含一个极性头、两条疏水尾，构成生物膜含一个极性头、两条疏水尾，构成生物膜的磷脂双分子层。的磷脂双分子层。常为花生四烯酸常为花生四烯酸 X X=胆碱、水、乙醇胺、胆碱、水、乙醇胺、丝氨酸、甘油、肌醇、丝氨酸、甘油、肌醇、磷脂酰甘油等磷脂酰甘油等 （一）（一）甘油磷脂的组成、分类及结构甘油磷脂的组成、分类及结构磷磷脂脂双双分分子子层层的的形形成成机机体体内内几几类类重重要要的的甘甘油油磷磷脂脂(cephalin)(lecithin)磷脂酰肌醇磷脂酰肌醇(phosphatidyl inositol)磷脂酰丝氨酸磷脂酰丝氨酸(phosphatidyl serine)心磷脂心磷脂(cardiolipin)1.合成部位合成部位全身各组织内质网，肝、肾、肠等组织最全身各组织内质网，肝、肾、肠等组织最活跃。活跃。2.合成原料及辅因子合成原料及辅因子脂酸、甘油、磷酸盐、胆碱、丝氨酸、肌脂酸、甘油、磷酸盐、胆碱、丝氨酸、肌醇、醇、ATP、CTP（二）（二）甘油磷脂的合成甘油磷脂的合成胆碱，乙醇胺的合成胆碱，乙醇胺的合成3.合成基本过程合成基本过程（1）甘油二酯合成途径甘油二酯合成途径 脑磷脂、卵磷脂脑磷脂、卵磷脂（2）CDP-甘油二酯甘油二酯 合成途径合成途径 磷脂酰肌醇、心磷脂、磷脂酰肌醇、心磷脂、磷脂酰丝氨酸磷脂酰丝氨酸磷脂酸磷脂酸PPi CTP胞苷酰转移酶胞苷酰转移酶甘油磷脂合成还有其他方式，如甘油磷脂合成还有其他方式，如磷脂酰胆碱由磷脂酰乙醇胺从磷脂酰胆碱由磷脂酰乙醇胺从S-S-腺苷甲硫氨腺苷甲硫氨酸获得甲基生成。酸获得甲基生成。磷脂酰丝氨酸由磷脂酰乙醇胺羧化或其乙醇磷脂酰丝氨酸由磷脂酰乙醇胺羧化或其乙醇胺与丝氨酸交换生成。胺与丝氨酸交换生成。甘甘油油磷磷脂脂的的合合成成在在内内质质网网膜膜外外侧侧面面进进行行。最最近近发发现现，在在胞胞液液中中存存在在一一类类能能促促进进磷磷脂脂在在细细胞胞内内膜膜之之间间进进行行交交换换的的蛋蛋白白质质，称称磷磷脂脂交交换换蛋蛋白白(phospholipid exchange proteins)，分分 子子 量量 在在16,00030,000之间，等电点大多在之间，等电点大多在pH5.0左右左右。二软脂酰胆碱二软脂酰胆碱（乳化剂）（乳化剂）R1、R2为软脂酸为软脂酸X为胆碱为胆碱由由型肺泡上皮细胞合成，可降低肺泡表面张力，型肺泡上皮细胞合成，可降低肺泡表面张力，利于肺泡的伸张。新生儿合成障碍，引起肺不张。利于肺泡的伸张。新生儿合成障碍，引起肺不张。（三）（三）甘油磷脂的降解甘油磷脂的降解 PLA1PLA2PLCPLDPLB2PLB1磷脂酶磷脂酶(phospholipase,PLA)溶血磷脂溶血磷脂1溶血磷脂溶血磷脂2溶血磷脂溶血磷脂1溶血磷脂溶血磷脂2磷脂酶磷脂酶(phospholipase,PL)第第 五五 节节 胆固醇代谢胆固醇代谢 （Metabolism of Cholesterol）胆固醇的结构、分布和生理功能胆固醇的结构、分布和生理功能胆固醇的合成胆固醇的合成 合成部位合成部位 合成原料合成原料 合成过程合成过程 合成调节合成调节胆固醇的转化胆固醇的转化本本节节主主要要内内容容*胆固醇胆固醇(cholesterol)结构结构固醇共同结构固醇共同结构环戊烷多氢菲环戊烷多氢菲概概 述述动物胆固醇动物胆固醇(27碳碳)植物植物(29(29碳碳)酵母酵母(28(28碳碳)*胆固醇的生理功能胆固醇的生理功能是是生物膜的重要成分生物膜的重要成分，对控制生物膜的，对控制生物膜的流动性有重要作用；流动性有重要作用；是合成胆汁酸、类固醇激素及维生素是合成胆汁酸、类固醇激素及维生素DD等等生理活性物质的前体生理活性物质的前体。*胆固醇在体内含量及分布胆固醇在体内含量及分布含量含量：约约140克克分布：分布：广泛分布于全身各组织中广泛分布于全身各组织中大约大约 分布在脑、神经组织分布在脑、神经组织肝、肾、肠等内脏、皮肤、脂肪组织