1、第 五 章,脂 类 代 谢,Metabolism of Lipid,第 一 节 不饱和脂酸的分类及命名 The Classification and Naming of Unsaturated Fatty Acids,*不饱和脂酸的分类,单不饱和脂酸 多不饱和脂酸,C18:1,C18:0,C18:2,C20:4,编码体系 从脂酸的羧基碳起计算碳原子的顺序 或n编码体系从脂酸的甲基碳起计算其碳原子顺序,系统命名法:标示脂酸的碳原子数和双键位置。,*不饱和脂酸命名,必需脂肪酸：亚麻酸、亚油酸、花生四烯酸,哺乳动物不饱和脂酸按（或n）编码体系分类,Eicosapentaenoic acid, doc
2、osahexanoic acid,脂肪（fat） 类脂(lipoid),种类：甘油三酯 (triglyceride TG) 磷脂、胆固醇及酯、糖脂,结构： 1分子甘油3分子脂肪酸 各不一样，且复杂,分布： 以TG形式储存于脂肪组织 细胞各种膜系结构中,功能：储能和供能 构成生物膜,第 二 节 脂类的消化与吸收 Digestion and Absorption of Lipid,第 三 节 甘油三酯的代谢Metabolism of Triglyceride,脂肪组织：主要以葡萄糖为原料合成脂肪，也利用CM或VLDL中的FA合成脂肪。,一、甘油三酯的合成代谢,（一）合成部位,肝 脏：肝内质网合成的
3、TG，组成VLDL入血。,小肠粘膜：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 2. CM中的FFA（来自食物脂肪）,（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、脂肪细胞）,（三）合成基本过程,甘油一酯途径, 基本过程,甘油二酯途径,二、甘油三酯的分解代谢,（一） 脂肪的动员及甘油的再利用,1、脂肪动员lipolysis概念: 脂肪细胞中的脂肪，被肪脂酶逐步水解为FFA 及甘油，并释放入血的过程。,脂解激素 如胰高血糖素、肾上腺素等,抗脂解激素 如胰岛素,2、关键酶激素敏感性甘油三酯脂肪酶(hormone-sensitive trigly
4、ceride lipase , HSL),脂肪动员过程,脂解激素-受体,G蛋白,AC,ATP,cAMP,PKA,HSL(无活性),HSL-P(有活性),TG,甘油二酯（DG）,甘油一酯,甘 油,HSL-激素敏感性甘油三酯脂肪酶,脂解激素,受体,腺苷酸环化酶,HSL,HSL,有活性,甘油,3、 甘油利用, FA的氧化,主要器官： 肌、肝、肾 氧化方式： 氧化为主,脂酸的活化 脂酰 CoA 的生成（胞液）,+ CoA-SH,2. 脂酰基进入线粒体,运载工具：肉碱（L-羟-三甲氨基丁酸）,关键酶,3. 线粒体内FA的氧化,概念： 线粒体中脂酰CoA 从-C原子上依次进行脱氢、加水、再脱氢、硫解四步反
5、应，产生1分子乙酰CoA和比原来少2个碳的新脂酰CoA,氧化,氧化,氧化,氧化详细过程,脱氢,加水,再脱氢,硫解,脂酰CoA,L(+)-羟脂酰CoA,酮脂酰CoA,脂酰CoA+乙酰CoA,乙酰CoA,彻底氧化,三羧酸循环,氧化终产物的去向,肉碱转运载体,线粒体膜,-2ATP,FADH2,*活化： -2ATP,*反复氧化7次：7（FADH2+NADH）7(1.5+2.5)28ATP,*8分子乙酰CoA进入TCAC：81080ATP,4. 脂酸氧化的能量生成 以16碳软脂酸的氧化为例,净生成：80+28-2106ATP,1. 不饱和脂酸的氧化,（三）脂酸的其他氧化方式,亚油酰CoA （9顺，12顺
6、）,3次氧化,十二碳二烯脂酰CoA （3顺，6顺）,十二碳二烯脂酰CoA （2反，6顺）,3顺,2反-烯脂酰CoA异构酶,2次氧化,八碳烯脂酰CoA （2顺）,D(-)-羟八碳脂酰CoA,L(+)-羟八碳脂酰CoA,4 乙酰CoA,4次氧化,-羟脂酰CoA表构酶,烯脂酰CoA水化酶,2. 丙酸的氧化,Ile Met Thr Val 奇数碳脂酸 胆固醇侧链,CH3CH2COCoA,D-甲基丙二酰CoA,L-甲基丙二酰CoA,琥珀酰CoA,TAC,乙酰乙酸 、-羟丁酸、丙酮三者总称为酮体,血浆水平：0.030.5mmol/L(0.35mg/dl),代谢定位： 生成：肝细胞线粒体 利用：肝外组织线粒
7、体,（四）酮体的生成和利用,CoASH,CoASH,NAD+,NADH+H+,-羟丁酸 脱氢酶,HMGCoA合酶,乙酰乙酰CoA硫解酶,HMGCoA裂解酶,1. 酮体的生成,NAD+,NADH+H+,琥珀酰CoA,琥珀酸,CoASH+ATP,PPi+AMP,CoASH,2. 酮体的利用,琥珀酰CoA转硫酶 （心、肾、脑及骨骼肌的线粒体）,乙酰乙酰CoA硫激酶 （肾、心和脑的线粒体）,乙酰乙酰CoA硫解酶（心、肾、脑及骨骼肌线粒体）,2乙酰CoA,乙酰乙酰CoA,乙酰CoA,乙酰乙酸,HMGCoA,D(-)-羟丁酸,丙酮,乙酰乙酰CoA,琥珀酰CoA,琥珀酸,酮体的生成和利用的总示意图,2乙酰C
8、oA,3. 酮体生成的生理意义,酮体是肝脏输出能源的一种形式。并且酮体可通过血脑屏障，是脑组织的重要能源。酮体利用的增加可减少糖的利用，有利于维持血糖水平恒定，节省蛋白质的消耗。,4. 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）,（2）肝细胞糖原含量及代谢的影响,反之，糖代谢减弱，脂酸氧化及酮体生成均加强。,丙二酰CoA竞争性抑制肉碱脂酰转移酶 ，抑制脂酰CoA进入线粒体，脂酸氧化减弱，酮体生产减少。,（3）丙二酰CoA抑制脂酰CoA进入线粒体,（一）软脂酸的合成,1. 合成器官及部位 主要器官： 肝、脂肪 部位： 胞液,三、脂酸的合成代谢,2. 合成原料,乙酰CoA的主要
9、来源,乙酰CoA通过柠檬酸-丙酮酸循环出线粒体。,NADPH（供氢体）的来源 磷酸戊糖途径、柠檬酸-丙酮酸循环,线粒体膜,胞液,线粒体基质,丙酮酸,丙酮酸,苹果酸,草酰乙酸,柠檬酸,柠檬酸,乙酰CoA,NADPH+H+,NADP+,苹果酸酶,乙酰CoA,柠檬酸裂解酶,草酰乙酸,柠檬酸-丙酮酸循环,3. 软脂酸合成酶系及反应过程, 丙二酰CoA合成,*总反应式,丙二酰CoA + ADP + Pi,ATP + HCO3- + 乙酰CoA,乙酰CoA羧化酶,生物素,限速酶：,（2）脂酸合成,从乙酰CoA及丙二酰CoA合成长链脂酸，是一个重复加成过程，每次延长2个碳原子。,各种生物合成脂酸的过程基本相
10、似。,软脂酸合成的总反应,CH3COSCoA + 7 HOOCH2COSCoA +14NADPH+H+,CH3(CH2)14COOH+7 CO2 + 6H2O+ 8HSCoA + 14NADP+,软脂酸合成酶,* 软脂酸合成酶：七种酶蛋白,大肠杆菌 7种酶活性 + ACP（酰基载体蛋白） 多酶体系,高等动物 7种酶活性 + ACP 串连在同一条多肽链上多功能酶,脂酰基载体蛋白(ACP)的辅基结构,辅基：4-磷酸泛酰巯基乙胺,三个结构域：底物进入缩合单位、还原单位、 软脂酰释放单位,脂肪酰基转移酶AT 丙二酰酰基转移酶MT 酮脂肪酰合成酶CE酮脂酰还原酶KR 羟脂酰脱水酶DH 脂烯酰还原酶ER
11、ACP 硫酯酶TE,软 脂 酸 的 合 成 总 图,缩合,加氢,脱水,加氢,（二）脂酸碳链的延长,1. 内质网脂酸碳链延长酶系 以丙二酰CoA为二碳单位供体，脂酰基连在 CoASH 上，可延长至24碳，以硬脂酸为最多。,2. 线粒体脂酸碳链延长酶系 以乙酰CoA为二碳单位供体，与氧化的逆反应基本相似，可延长至24碳或26碳，以硬脂酸最多。,（三）不饱和脂酸的合成,动物：有4、5、8、9去饱和酶，镶嵌在内质网上，脱氢,亚 油 酸 的 合 成,当细胞糖含量乙酰CoA、ATPIDH、柠檬酸乙酰CoA羧化酶丙二酰CoA FA合成,肉碱脂酰转移酶 FA进入线粒体 、 进入内质网 TG合成,1. 代谢物的
12、调节,（四）脂酸合成的调节,饱食，胰岛素乙酰CoA羧化酶 柠檬酸裂解酶 脂酸合成酶 三者含量FA合成,饥饿，胰高血糖素乙酰CoA羧化酶P 丙二酰CoA、 FA合成 解除对CAT抑制 FA进入线粒体量 、 FA分解,2. 激素调节,比较FA合成与分解的异同点,四、多不饱和脂酸的重要衍生物 (自学),前列腺素 ( Prostaglandin, PG) 血栓噁烷 ( thromboxane, TX) 白 三 烯 ( leukotrienes, LT),合成原料： 花生四烯酸,第 四 节 磷 脂 的 代 谢 Metabolism of Phospholipid,磷 脂,定义 含磷酸的脂类称磷酯。,分类
13、 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,一、甘油磷脂的代谢,X = 胆碱、水、乙醇胺、 丝氨酸、肌醇、磷脂酰甘油等,（一）甘油磷脂的组成、分类及结构,疏 水 尾 巴,亲 水 头 部,磷脂双分子层的形成,机体内几类重要的甘油磷脂,磷脂酰肌醇 (phosphatidyl inositol),（二）甘油磷脂的合成,最强器官： 肝、肾部位： 内质网原料： DG 胆碱 乙醇胺,磷脂酰乙醇胺和磷脂酰胆碱的合成,CDP-乙醇胺 CMP,葡萄糖,3-磷酸甘油,1，2-甘油二酯磷脂酸,1，2-甘油二酯,CDP-胆碱 CMP,2 RCOCoA 2 CoA,Pi,转酰酶,磷
14、酸酯酶,转移酶,磷脂酰胆碱,(CH3)3N-CH2-CH3-O,磷脂酰乙醇胺,H3N-CH2-CH3-O,-甘油二酯,-甘油二酯,（三）甘油磷脂的降解,磷脂酶 (phospholipase , PLA),PIP2,PLC,DAG + IP,第 五 节 胆固醇代谢 Metabolism of Cholesterol,* 胆固醇(cholesterol)结构,固醇共同结构 环戊烷多氢菲,概 述,动物胆固醇(27碳),* 胆固醇的生理功能,是生物膜的重要成分,是合成胆汁酸、类固醇激素及维生素D等生理活性物质的前体。,* 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
15、 分布在脑、神经组织 肝、肾、肠等内脏、皮肤、脂肪组织中也较多 肌肉组织含量较低 肾上腺、卵巢等合成类固醇激素的腺体含量较高,存在形式：游离胆固醇 胆固醇酯,一、 胆固醇的合成,主要器官： 肝7080、小肠10（除脑、RBC外）部位： 胞浆和内质网原料： 乙酰CoA供氢体： NADPH关键酶： HMG-CoA还原酶,1. 甲羟戊酸 的合成,2. 鲨烯的合成,3. 胆固醇的合成,（四）胆固醇合成的调节,HMG-CoA还原酶,酶活性具有昼夜节律性(午夜最高 ，中午最低 ） 可被磷酸化而失活，脱磷酸可恢复活性 受胆固醇的反馈抑制作用 胰岛素、甲状腺素能诱导肝HMG-COA还原酶的合成,1. 饥饿与饱
16、食 饥饿与禁食可抑制肝合成胆固醇。 摄取高糖、高饱和脂肪膳食后，胆固醇的合成增加。,2. 胆固醇 胆固醇可反馈抑制肝胆固醇的合成。它主要抑制HMG-CoA还原酶的合成。,3. 激素胰岛素及甲状腺素能诱导肝HMG-CoA还原酶的合成，从而增加胆固醇的合成 胰高血糖素及皮质醇则能抑制HMG-CoA还原酶的活性，因而减少胆固醇的合成 甲状腺素还促进胆固醇在肝转变为胆汁酸,二、胆固醇的转化,（一）转变为胆汁酸 (bile acid)（肝脏）,（二）转化为类固醇激素,（三）转化为7 - 脱氢胆固醇（皮肤）,（肾上腺皮质、睾丸、卵巢等内分泌腺）,第 六 节 血 浆 脂 蛋 白 代 谢 Metabolism
17、 of Lipoprotein,血脂 血浆脂蛋白的分类、组成特点及结构 载脂蛋白的定义、种类、功能 血浆脂蛋白的代谢 血浆脂蛋白代谢异常,本节主要内容,一、血 脂,定义血浆所含脂类统称血脂，包括：甘油三酯、磷脂、胆固醇及其酯以及游离脂酸。,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,* 血脂含量受膳食、年龄、性别、职业及代谢等的影响，波动范围很大。,组成与含量总 脂 400700mg/dl (5 mmol/L)甘油三酯 10150mg/dl (0.11 1.69 mmol/L)总 磷 脂 150250mg/dl (48.44 80.73 mmol/L)总胆固醇 1002
18、50mg/dl (2.59 6.47 mmol/L)游离脂酸 520mg/dl (0.195 0.805 mmol/L),二、血浆脂蛋白的分类、组成及结构,分 类,电泳法,超速离心法 CM、VLDL、LDL、HDL,血脂与血浆中的蛋白质结合，以脂蛋白(lipoprotein)形式而运输。,乳糜微粒 (chylomicron, CM) 极低密度脂蛋白(very low density lipoprotein, VLDL) 低密度脂蛋白(low density lipoprotein, LDL) 高密度脂蛋白(high density lipoprotein, HDL),超速离心法分类,血 浆 脂
19、 蛋 白 的 组 成 特 点,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。,三、载脂蛋白,定义： 载脂蛋白 apo 指血浆脂蛋白中的蛋白质部分,种类：五大类 apo A:apo B: apo C: apo D ：apo E,四、血浆脂蛋白的代谢,（一）乳糜微粒,来 源,代 谢,CM的生理功能 运输外源性TG及胆固醇酯。,（二）极低密度脂蛋白,来 源,+ apo B100、E,代 谢,VLDL,VLDL 残粒,LDL,LPL,LPL、HL,FFA,外周组织,FFA,肝细胞合成
20、的TG 磷脂、胆固醇及其酯,VLDL的合成以肝脏为主，小肠亦可合成少量。,VLDL的生理功能： 运输内源性TG,内 源 性 VLDL 的 代 谢,（三）低密度脂蛋白,来 源：由VLDL转变而来,代 谢,LDL受体代谢途径,LDL的非受体代谢途径,LDL的生理功能 转运肝合成的内源性胆固醇,LDL 的 代 谢,（四）高密度脂蛋白,主要在肝合成；小肠亦可合成。,分 类（按密度） HDL1 HDL2 HDL3,来 源,代 谢,新生HDL,HDL3,HDL2,LCAT：卵磷脂胆固醇酯酰转移酶 CETP：胆固醇酯转运蛋白,HDL 的 代 谢,HDL的生理功能 主要是参与胆固醇的逆向转运，即将肝外组织细胞内的胆固醇，通过血循环转运到肝，在肝转化为肝汁酸后排出体外。 HDL是apo的储存库。,血 浆 脂 蛋 白 代 谢 总 图,二、简答题 1.简述人体胆固醇的来源和去路 2.简述血浆脂蛋白的分类及其生理功能 3.简述酮体代谢的特点 三、论述题 1.试述脂肪酸的分解过程 2.葡萄糖如何转变成脂肪？,
