目 录第 五 章脂 类 代 谢
Metabolism of Lipid
目 录脂 类 概 述脂肪和类脂总称为脂类 (lipid)
脂肪 (fat):
三脂酰甘油 (triacylglycerols,TAG)
也称为 甘油三酯 (triglyceride,TG)
类脂 (lipoid):
胆固醇 (cholesterol,CHOL)
胆固醇酯 (cholesterol ester,CE)
磷脂 (phospholipid,PL)
鞘脂 (sphingolipids)
分类定义目 录甘油三酯甘油磷脂
(phosphoglycerides)
胆固醇酯 FA胆固醇脂类物质的基本构成
FA
FA
FA
甘油
FA
FA
Pi X
甘油
X = 胆碱,水,乙醇胺,丝氨酸,甘油,肌醇,磷脂酰甘油等目 录
CH 2
C H
CH 2
O
O
O
C
O
( C H 2 )m C H 3
C
O
( C H 2 )nCH
3
P
O
O X
O H
甘油三脂
X = 胆碱,水,乙醇胺,丝氨酸,甘油,肌醇,磷脂酰甘油等甘油磷脂
CH 2
C H
CH 2
O
O
O
C
O
( C H 2 )m C H 3
C
O
( C H 2 )k C H 3
C
O
( C H 2 )nCH
3
CH 2
C H
CH 2
OH
O H
O H
甘油目 录鞘 脂鞘磷脂鞘糖脂
FA
鞘氨醇
FA
Pi X
鞘氨醇
FA
糖鞘氨醇目 录分类 含量 分布 生理功能脂肪甘油三酯
95﹪ 脂肪组织、
血浆
1,储脂供能
2,提供必需脂酸
3,促脂溶性维生素吸收
4,热垫作用
5,保护垫作用
6,构成血浆脂蛋白类脂糖酯,胆 固醇及其酯、
磷脂
5﹪ 生物膜、
神经、
血浆
1,维持生物膜的结构和功能
2,胆固醇可转变成类固醇激 素、
维生素、胆汁酸等
3,构成血浆脂蛋白脂类的分类、含量、分布及生理功能目 录游离脂肪酸(脂酸)的来源自身合成 以脂肪形式储存,需要时从脂肪动员产生,多为 饱和脂酸 和 单不饱和脂酸 。
食物供给 包括各种脂酸,其中一些 不饱和脂酸,动物不能自身合成,需从植物中摄取 。
* 必需脂酸 ——
亚油酸,亚麻酸,花生四烯酸 等多不饱和脂酸是人体不可缺乏的营养素,不能自身合成,需从食物摄取,故称必需脂酸 。
目 录第 一 节不饱和脂酸的分类及命名
The Classification and Naming of
Unsaturated Fatty Acids
目 录单不饱和脂酸多不饱和脂酸含 2个或 2个以上双键的不饱和脂酸不饱和脂酸的分类目 录
△ 编码体系从脂酸的羧基碳起计算碳原子的顺序
ω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即碳链长度和双键的位置。
不饱和脂酸命名目 录哺乳动物不饱和脂酸按 ω(或 n)编码体系分类族 母体脂酸
ω-7( n-7) 软油酸( 16,1,ω-7)
ω-9( n-9) 油酸( 18,1,ω-9)
ω-6( n-6) 亚油酸( 18,2,ω-6,9)
ω-3( n-3) α-亚麻酸( 18,3,ω-3,6,9)
目 录常 见 的 不 饱 和 脂 酸习惯名 系统名 碳原子及 双键数 双键位置 族 分布△ 系 n系软油酸 十六碳一烯酸 16,1 9 7 ω-7 广泛油酸 十八碳一烯酸 18,1 9 9 ω-9 广泛亚油酸 十八碳二烯酸 18,2 9,12 6,9 ω-6 植物油
α-亚麻酸 十八碳三烯酸 18,3 9,12,15 3,6,9 ω-3 植物油
γ-亚麻酸 十八碳三烯酸 18,3 6,9,12 6,9,12 ω-6 植物油花生四烯酸 廿碳四烯酸 20,4 5,8,11,14 6,9,12,15 ω-6 植物油
timnodonic 廿碳五烯酸 ( EPA) 20,5 5,8,11,14,17 3,6,9,12,15 ω-3 鱼油
clupanodonic 廿二碳五烯酸 ( DPA) 22,5 7,10,13,16,19 3,6,9,12,15 ω-3 鱼油,脑
cervonic 廿二碳六烯酸 ( DHA) 22,6 4,7,10,13,16,19 3,6,9,12,15,18 ω-3 鱼油目 录哺乳动物体内的多不饱和脂酸均由相应的母体脂酸衍生而来。 ω3,ω6及 ω9三族多不饱和脂酸在体内彼此不能互相转化。
动物只能合成 ω9及 ω7系的多不饱和脂酸,
不能合成 ω6及 ω3系多不饱和脂酸。
目 录第 二 节脂类的消化与吸收
Digestion and Absorption of Lipid
目 录脂类的消化条件
① 乳化剂(胆汁酸盐、甘油一酯、甘油二酯等 ) 的乳化作用;
② 酶的催化作用部 位主要在小肠上段目 录消化过程及相应的酶乳化 消化酶甘油三酯产 物食物中的脂类
2-甘油一酯 + 2 FFA
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?
微团(micelles)
目 录辅脂酶是胰脂酶对脂肪消化不可缺少的蛋白质辅因子,分子量约 10,000。 辅脂酶在胰腺泡中以酶原形式合成,随胰液分泌入十二指肠 。
进入肠腔后,辅脂酶原被胰蛋白酶从其 N端切下一个五肽而被激活 。 辅脂酶本身不具脂肪酶的活性,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 。
辅脂酶目 录脂肪与类脂的消化产物,包括甘油一酯,
脂酸,胆固醇及溶血磷脂等以及中链脂酸
( 6~ 10C) 及短链脂酸 ( 2~ 4C) 构成的的甘油三酯与胆汁酸盐,形成 混合微团 (mixed
micelles),被肠粘膜细胞吸收 。
目 录脂类的吸收部 位 十二指肠下段及空肠上段方式中链及短链脂酸构成的 TG 乳化 吸收脂肪酶甘油 + FFA
门静脉 血循环肠粘膜细胞目 录长链脂酸及 2-甘油一酯 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)
目 录甘油一酯途径
CoA + RCOOH RCOCoA 脂酰 CoA合成酶
ATP AMP PPi
酯酰 CoA
转移酶
CoA R2COCoA R3COCoA CoA
酯酰 CoA
转移酶
CH 2 O H
CH 2 O H
CHO -C -R 1
O ==
CH 2 O H
CH 2 O - C - R 2
CHO - C - R 1
O=
O =
=
=
CH 2 O - C - R 3
CH 2 O - C - R 2
CHO - C - R 1
O=
O=
O=
目 录甘油三酯的消化与吸收目 录第 三 节甘油三酯的代谢
Metabolism of Triglyceride
目 录脂肪组织,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 TG,组成 VLDL入血。
小肠粘膜,利用脂肪消化产物再合成脂肪。
目 录
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)合成基本过程目 录甘油二酯途径酯酰 CoA
转移酶
CoA R1COCoA
酯酰 CoA
转移酶
CoA R2COCoA
磷脂酸磷酸酶
Pi
酯酰 CoA
转移酶
CoA R3COCoA
PiCH
2
O -
CH
2
OH
CHOH
3 - 磷 酸 甘 油磷 酸 甘 油
O=
PiCH 2 O --
CH
2
O -- C -- R
1
C H OH
1 - 酯 酰 - 3 - 磷 酸 甘 油
=
酯 酰 磷 酸 甘 油酯 酰 磷 酸 甘 油
O=
PiCH 2 O --
CH
2
O -- C -- R
1
CHO -- C -- R
2
O=
磷 脂 酸
=
=
磷 脂 酸
CH
2
OH
CH
2
O -- C -- R
1
CHO -- C -- R
2
O=
O=
1,2 - 甘 油 二 酯
CH
2
O -- C -- R
3
CH
2
O -- C -- R
1
CHO -- C -- R
2
O=
O=
O=
甘 油 三 酯
=
=
=
甘 油 三 酯目 录
* 3-磷酸甘油主要来自糖代谢。
* 肝、肾等组织含有甘油激酶,可利用游离甘油。
肝、肾甘油激酶
ATP ADP
CH 2 OH
CH 2 OH
C H OH
游 离 甘 油
PiCH 2 O -
CH
2
O H
C H O H
3 - 磷 酸 甘 油目 录
(一) 脂肪的动员定义储存在脂肪细胞中的脂肪,被肪脂酶逐步水解为 FFA及 甘油,并释放入血以供其他组织氧化利用的过程 。
关键酶激素敏感性甘油三酯脂肪酶
(hormone-sensitive triglyceride lipase,HSL)
二、甘油三酯的分解代谢目 录脂解激素能促进脂肪动员的激素,如胰高血糖素,
去甲肾上腺素,ACTH,TSH等 。
对抗脂解激素因子抑制脂肪动员,如胰岛素、前列腺素 E2、
烟酸等。
目 录脂肪动员过程脂解激素 -受体 G蛋白 AC
ATP
cAMP PKA +
++ HSLa(无活性 )
HSLb(有活性 )
TG 甘油二酯
( DG)
甘油一酯甘 油
FFA FFA
FFA
甘油二酯脂肪酶甘油一酯脂肪酶
HSL-----激素敏感性甘油三酯脂肪酶目 录
(二)脂酸的 β -氧化组 织,除脑组织外,大多数组织均可进 行,
其中 肝、肌肉 最活跃。
亚细胞,胞液、线粒体部 位目 录
1,脂酸的活化
—— 脂酰 CoA 的生成 ( 胞液 )
脂酰 CoA合成酶
ATP AMP PPi
* 脂酰 CoA合成酶 (acyl-CoA synthetase)存在于内质网及线粒体外膜上
+ CoA-SH
脂 肪 酸
RCH 2 CH 2 C - O H
O==
脂 酰 ~ SC o A
RCH 2 CH 2 C ~ S C o A
O==
目 录关键酶
2,脂酰 CoA
进入线粒体
3,脂酸的 β氧化脱氢加水再脱氢硫解脂酰 CoA
L(+)-β羟脂酰 CoA
β酮脂酰 CoA
脂酰 CoA+乙酰 CoA
脂酰 CoA
脱氢酶反 ⊿ 2-烯酰 CoA
L(+)-β羟脂酰
CoA脱氢酶
NAD+
NADH+H+
⊿ 2--烯脂酰 CoA
水化酶
H2O
FAD
FADH2
β酮脂酰 CoA
硫解酶 CoA-SH
R CH = CH C ~ S C o Aβ α
O ===
R CH 2 CH 2 C ~ S C o A
O ==
R C HO HC H 2 C~S C oA β α
O ==
R C O C H 2 C~ S C o A β α
O ==
RC~SCoA + CH 3 CO ~ SCoA
O==
目 录
CH 3 ( CH 2 ) 7 C H 2 C H 2 C H 2 C H 2 C H 2 C H 2 C H 2 C
O
S Co A
CH 3 ( C H 2 ) 7 C H 2 C H 2 C H 2 C H 2 C H 2 C
O
S C o A
CH 3 C
O
S C o A
CH 3 ( C H 2 ) 7 C H 2 C H 2 C H 2 C
O
C o A
CH 3 C
O
S Co A
CH 3 ( C H 2 ) 7 C H 2 C
O
S C o A
CH 3 C
O
C o A
CH 3 C
O
S C o A5
目 录目 录
NADH + H+
FADH2 H2O
呼吸链
2ATP
H2O
呼吸链
3ATP
乙酰 CoA
彻底氧化三羧酸循环生成酮体 肝外组织氧化利用目 录脂酰 CoA
脱氢酶
L(+)-β羟脂酰
CoA脱氢酶
NAD+
NADH+H+
⊿ --烯酰 CoA
水化酶
2 H
2O
FAD
FADH2
β酮脂酰 CoA
硫解酶 CoA-SH
脂酰 CoA
合成酶肉碱转运载体
ATP
CoASH
AMP
PPi H2O
呼吸链
2ATP
H2O
呼吸链
3ATP
线粒体膜
TAC
脂 肪 酸
RCH 2 CH 2 C - O H
O==
R CH = CH C ~ S C o Aβ α
O ===
R CH 2 CH 2 C ~ S C o A
O ==
R C HO HC H 2 C~S C oA β α
O ==
R C O C H 2 C~ S C o A β α
O ==
RC~SCoA + CH 3 CO ~ SCoA
O==
R CH 2 CH 2 C ~ S C o A
O ==
目 录活 化,消耗 2个高能磷酸键
β氧 化:
每轮循环四个重复步骤,脱氢、水化、再脱氢、硫解产物,1分子 乙酰 CoA
1分子少两个碳原子的脂酰 CoA
1分子 NADH+H+
1分子 FADH2
4,脂酸氧化的能量生成
—— 以 16碳软脂酸的氧化为例目 录
7 轮循环产物,8分子 乙酰 CoA
7分子 NADH+H+
7分子 FADH2
能量计算:
生成 ATP 8× 12 + 7× 3 + 7× 2 = 131
净生成 ATP 131 – 2 = 129
目 录软脂酸与葡萄糖在体内氧化产生 ATP的比较软脂酸 葡萄糖以 1mol计 129 ATP 38 ATP
以 100g计 50.4 ATP 21.1 ATP
能量利用效率 68% 68%
目 录
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 CoA D(-)-β羟脂酰 CoA
D(-)-β羟脂酰 CoA
表构酶
H2O
(三)脂酸的其他氧化方式目 录亚油酰 CoA
( ⊿ 9顺,⊿ 12顺)3次 β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)
1
34
5
6
CH 3
c
O
SC o A
2
7
CH 3 c O
SC o A
1
2
3
4
5
67
⊿ 3顺,⊿ 2反 -烯脂酰
CoA异构酶
CH 3
c
O
SC o A
18 12 9
1
2次 β氧化目 录
CH 3 c O
S C o A123
八碳烯脂酰 CoA
( ⊿ 2顺)
D(+)-β-羟八碳脂酰 CoA
L(-)-β-羟八碳脂酰 CoA
4 乙酰 CoA
4次 β氧化
β-羟脂酰 CoA
表构酶烯脂酰 CoA
水化酶
12CH
3 c
OH
O
SCoA3
CCH 3 S C o AOH
O
123
目 录长链脂酸 (C20,C22)
(过氧化酶体)
脂肪酸氧化酶
( FAD为辅酶)
较短链脂酸
(线粒体)
β氧化
2,过氧化酶体脂酸氧化目 录
3,丙酸的氧化
Ile Met Thr Val
奇数碳脂酸胆固醇侧链
CH3CH2CO~CoA
羧化酶
( ATP、生物素)CO2
D-甲基丙二酰 CoA L-甲基丙二酰 CoA 消旋酶变位酶 5?-脱氧腺苷钴胺素琥珀酰 CoA TAC
目 录乙酰乙酸 (acetoacetate),β-羟丁酸 (β-
hydroxybutyrate)、丙酮 (acetone)三者总称为 酮体 。
血浆水平,0.03~0.5mmol/L(0.3~5mg/dl)
代谢定位:
生成,肝细胞线粒体利用,肝外组织(心、肾、脑、骨骼肌等)线粒体
(四)酮体的生成和利用目 录
CO2
CoASH
CoASH
NAD+ NADH+H+
β-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
CH 3 C SCo A
==O==== CH 3 CS Co A
==O====
CH 3 CCH 2 C S C o A
( 乙 酰 乙 酰乙 酰 乙 酰 C oA )
==O ==O
乙 酰 乙 酰乙 酰 乙 酰
==== ====
H O C C H 2 C C H 2 C S C o A
(( H MG C o A ) ) CH
3
OH
羟 甲 基 戊 二 酸 单 酰羟 甲 基 戊 二 酸 单 酰 C o A
==O ==O
HC C H o AC
o AC
羟 甲 基 戊 二 酸 单 酰羟 甲 基 戊 二 酸 单 酰
==== ====
CH 3 C H C H 2 C OOH
D( -- )) -- β -- 羟 丁 酸羟 丁 酸
OH
羟 丁 酸羟 丁 酸羟 丁 酸羟 丁 酸
CH 3 CCH 3
丙 酮丙 酮
==O
丙 酮丙 酮丙 酮丙 酮
====
CH 3 CCH 2 CO H
乙 酰 乙 酸乙 酰 乙 酸
==O==O
乙 酰 乙 酸乙 酰 乙 酸
==
乙 酰 乙 酸乙 酰 乙 酸乙 酰 乙 酸乙 酰 乙 酸
========
目 录
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)
CH 3 C H C H 2 C OOH
D( -- )) -- β -- 羟 丁 酸羟 丁 酸
OH
羟 丁 酸羟 丁 酸羟 丁 酸羟 丁 酸
CH 3 CCH 2 CO H
乙 酰 乙 酸乙 酰 乙 酸
==O==O
乙 酰 乙 酸乙 酰 乙 酸
==
乙 酰 乙 酸乙 酰 乙 酸乙 酰 乙 酸乙 酰 乙 酸
========
CH 3 CCH 2 C S C o A
( 乙 酰 乙 酰乙 酰 乙 酰 C oA )
==O ==O
乙 酰 乙 酰乙 酰 乙 酰
==== ====
CH 3 C S C o A
==O
2
======
乙酰乙酰 CoA硫解酶 (心、肾、脑及骨骼肌线粒体)
目 录
2乙酰 CoA 乙酰乙酰 CoA
乙酰 CoA
乙酰乙酸
HMGCoA
D(-)-β-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 CoA
目 录
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 。
目 录
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)
抑制脂解,脂肪动员饱 食 胰岛素进入肝的脂酸脂酸 β氧化酮体生成饥 饿 脂肪动员
FFA
胰高血糖素等脂解激素酮体生成脂酸 β氧化目 录
( 2) 肝细胞糖原含量及代谢的影响糖代谢旺盛
FFA主要生成 TG及磷脂乙酰 CoA?
+ 乙酰 CoA羧化酶丙二酰 CoA?
反之,糖代谢减弱,脂酸 β氧化及酮体生成均 加强。
目 录丙二酰 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 β氧化减弱,酮体生产减少 。
( 3) 丙二酰 CoA抑制脂酰 CoA进入线粒体目 录三、脂酸的合成代谢组 织,肝 (主要),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)软脂酸的合成目 录
NADPH的来源磷酸戊糖途径(主要来源)
胞液中 异柠檬酸脱氢酶 及 苹果酸酶 催化的反应乙酰 CoA,ATP,HCO3﹣,NADPH,Mn2+
2,合成原料乙酰 CoA的主要来源乙酰 CoA全部在线粒体内产生,通过 柠檬酸 -
丙酮酸循环 (citrate pyruvate cycle)出线粒体。
乙酰 CoA 氨基酸Glc(主要)
目 录线粒体膜胞液 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
CoA
乙酰 CoA
ATP
AMP PPi ATP柠檬酸裂解酶
CoA
草酰乙酸
H2O
柠檬酸合酶苹果酸
CO2
CO2
目 录
( 1) 丙二酰 CoA的合成酶 -生物素 -CO2 + 乙酰 CoA 酶 -生物素 + 丙二酰 CoA
总反应式丙二酰 CoA + ADP + Pi ATP + HCO3- + 乙酰 CoA
3,软脂酸合成酶系及反应过程酶 -生物素 + HCO3ˉ 酶 -生物素 -CO2
ADP+Pi ATP
目 录乙酰 CoA羧化酶 (acetyl CoA carboxylase)是脂酸合成的 限速酶,存在于胞液中,其辅基是 生物素,Mn2+是其激活剂。
目 录
( 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似。
目 录
* 软脂酸合成酶大肠杆菌有 7种酶蛋白 (脂肪酰基转移酶、丙二酰 CoA酰基转移酶,β酮脂肪酰合成酶、
β酮脂肪酰还原酶,β羟脂酰基脱水酶、
脂烯酰还原酶和硫酯酶),聚合在一起构成 多酶体系 。
目 录高等动物
7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成的二聚体。
目 录三个结构域,底物进入缩合单位、还原单位、
软脂酰释放单位目 录酰基载体蛋白 (ACP),
其辅基是 4′-磷酸泛酰氨基乙硫醇,是脂酰基载体 。

目 录
* 软脂酸的合成过程
* 底物进入 乙酰 CoA CE-S-乙酰基
(缩合酶 )
丙二酰 CoA ACP-S-丙二酰基软脂酸合成酶乙酰基
(第一个)
丙二酰基
CO2
H2O
目 录目 录
* 转 位丁酰基由 E2-泛 -SH( ACP上 )转移至
E1-半胱 -SH( CE上)
A
C
P
S
C=O
CH2
CH2
CH3
C
E
HS S
O=C
CH2
CH2
CH3
C
E
A
C
P
HS
转 位经过 7轮循环反应,每次加上一个丙二酰基,增加两个碳原子,最终释出软酯酸 。
C
E
S
O=C
CH3
A
C
P
S
C=O
CH2— COO-
C
E
S
O=C
CH2
CH2
CH2
CH2
CH3
A
C
P
S
C=O
CH2— COO-
C
E
S
O=C
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH3
A
C
P
S
C=O
CH2— COO-
O-
O=C
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH3
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
C
E
A
C
P
HS HS
+
4H++4e-
CO2
C
E
S
O=C
CH2
CH2
CH3
A
C
P
S
C=O
CH2— COO-
4H++4e-
CO2
4H++4e-
CO2
目 录目 录软脂酸合成的总反应
CH3COSCoA
+
7 HOOCH2COSCoA
+
14NADPH+H+
CH3(CH2)14COOH
+
7 CO2 + 6H2O
+
8HSCoA + 14NADP+
软脂酸的合成总图目 录目 录
(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,由
NADPH+H+ 供氢经缩合,加氢,脱水,再加氢等一轮反应增加 2个碳原子,合成过程 类似软脂酸合成,但脂酰基连在 CoASH 上进行反应,
可延长至 24碳,以 18碳硬脂酸为最多 。
目 录
2,线粒体脂酸碳链延长酶系以 乙酰 CoA 为 二 碳 单 位 供 体,由
NADPH+H+ 供氢,过程与 β氧化的逆反应 基本相似,需 α-β烯酰还原酶,一轮反应增加 2
个碳原子,可延长至 24碳或 26碳,以硬脂酸最多 。
目 录
(三)不饱和脂酸的合成动物,有 Δ4,Δ5,Δ8,Δ9去饱和酶,镶嵌在内质网上,脱氢过程有线粒体外电子传递系统参与。
植物,有 Δ9,Δ12,Δ15 去饱和酶
H++NADH
NAD+
E-FAD
E-FADH2
Fe2+
Fe3+
Fe2+
Fe3+
油酰 CoA+2H2O
硬脂酰 CoA+O2
NADH-cytb5
还原酶去饱和酶Cytb5
目 录亚油酸的合成目 录
1,代谢物的调节作用乙酰 CoA羧化酶的别构调节物抑制剂:软脂酰 CoA及其他长链脂酰 CoA
激活剂:柠檬酸、异柠檬酸进食糖类而糖代谢加强,NADPH及乙酰
CoA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的酶活性从而使脂肪合成增加。
(四)脂酸合成的调节目 录
2,激素调节
+ 脂酸合成胰岛素胰高血糖素肾上腺素生长素脂酸合成﹣
﹣ TG合成乙酰 CoA羧化酶的共价调节胰高血糖素,激活 PKA,使之 磷酸化而失活胰岛素,通过磷蛋白磷酸酶,使之 去磷酸化而复活目 录四、多不饱和脂酸的重要衍生物前列腺素 ( Prostaglandin,PG)
血栓 噁 烷 ( thromboxane,TX)
白 三 烯 ( leukotrienes,LT)
目 录
PG
具 二十碳的不饱和脂酸,以 前列腺酸 为基本骨架
具一个 五碳环 和 两条侧链
9 7 5 3 1
11 13 15 17 19
10
COOH
R 1
20
R 2 CH 3
10
9 8 6 5 3 1
11 12 14 15 17 19 20
CH 3
COOH
花生四烯酸
( 20:4△ 5,8,11,14) 前列腺酸
(一)前列腺素、血栓噁烷、白三烯的化学结构及命名目 录
PG根据 五碳环上取代基 和 双键位置 不同,分 9 型目 录根据 R1及 R2两条侧链中双键数目的多少,
PG又分为 1,2,3类,在字母的右下角提示。
目 录目 录
TX
有 前列腺酸样骨架,但五碳环为含氧的 噁烷 代替。
目 录
LT
分子中有四个 双键
(LTB4)
目 录合成部位:
PG 除红细胞外的全身各组织
TX 血小板合成原料:
花生四烯酸合成过程:
(二) PG,TX,LT的合成
1,前列腺素及血栓噁烷的合成目 录
2,白三烯的合成花生四烯酸氢过氧化廿碳四烯酸 (5-HPETE,
5-hydroperoxy-eicotetraenoic acid)
脂过氧化酶
( lipoxygenase)
脱水酶白三烯( LTA4)
LTB4,LTC4、
LTD4及 LTE4等目 录
PGE2诱发炎症,促局部血管扩张。
PGE2,PGA2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。
PGF2α使卵巢平滑肌收缩引起排卵,使子宫体收缩加强促分娩。
(三) PG,TX及 LT的生理功能
1,PG
目 录
2,TX
PGF2,TXA2 强烈促血小板聚集,并使血管收缩促血栓形成,PGI2,PGI3对抗它们的作用。
TXA3促血小板聚集,较 TXA2弱得多。
目 录
3,LT
LTC4,LTD4及 LTE4被证实是过敏反应的慢反应物质。
LTD4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,
促进炎症及过敏反应的发展。
目 录第 四 节磷 脂 的 代 谢
Metabolism of Phospholipid
目 录磷 脂定义 含磷酸的脂类称磷酯。
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
X 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。
FA
FA
Pi X
甘油 FA Pi
X
鞘氨醇目 录
CH
2
O - C - R
1
R
2
C - O - CH
CH
2
O - P - O X
O
OH
O
O
一、甘油磷脂的代谢组成,甘油、脂酸、磷脂、含氮化合物结构:
功能,含一个极性头、两条疏水尾,构成生物膜的磷脂双分子层。
常为花生四烯酸
X = 胆碱、水、乙醇胺、
丝氨酸、甘油、肌醇、
磷脂酰甘油等
(一)甘油磷脂的组成、分类及结构目 录磷脂双分子层的形成目 录机体内几类重要的甘油磷脂目 录
(cephalin)
(lecithin)
磷脂酰肌醇 (phosphatidyl inositol)
磷脂酰丝氨酸 (phosphatidyl serine)
目 录心磷脂 (cardiolipin)
目 录
1,合成部位全身各组织内质网,肝、肾、肠等组织最活跃。
2,合成原料及辅因子脂酸、甘油、磷酸盐、胆碱、丝氨酸、肌醇,ATP,CTP
(二)甘油磷脂的合成目 录目 录目 录
3,合成基本过程
( 1)甘油二酯合成途径目 录目 录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 S-腺苷甲硫氨酸获得甲基生成。
磷脂酰丝氨酸由磷脂酰乙醇胺羧化或其乙醇胺与丝氨酸交换生成。
目 录甘油磷脂的合成在内质网膜外侧面进行 。 最近发现,在胞液中存在一类能促进磷脂在细胞内膜之间进行交换的蛋白质,称 磷脂交换蛋白
(phospholipid exchange proteins),分 子 量 在
16,000~ 30,000之间,等电点大多在 pH5.0左右 。
目 录二软脂酰胆碱
R1,R2为软脂酸
X为胆碱由 Ⅱ 型肺泡上皮细胞合成,可降低肺泡表面张力。
CH
2
O - C - R
1
R
2
C - O - CH
CH
2
O - P - O X
O
OH
O
O
目 录
CH
2
O - C - R
1
R
2
C - O - CH
CH
2
O - P - O — X
OH
O
O
O
(三)甘油磷脂的降解
PLA1
PLA2
PLC
PLD PLB2
PLB1
CH 2 OH
R 2 C - O - CH
CH 2 O - P - O — X
OH
O
O
CH
2
O - C - R
1
HO - CH
CH
2
O - P - O — X
O
OH
O
磷脂酶 (phospholipase,PLA)
目 录鞘脂 (sphingolipids)
含鞘氨醇 (sphingosine)或二氢鞘氨醇的脂类。
二、鞘磷脂的代谢
(一)鞘脂化学组成及结构目 录
X----磷脂胆碱,
磷脂乙醇胺单糖或寡糖按取代基 X的不同,鞘脂分为:鞘糖酯、鞘磷脂目 录
1,鞘氨醇的合成部位,全身各细胞内质网,脑组织最活跃原料,软脂酰 CoA、丝氨酸、磷酸吡哆醛
NADPH+H+及 FADH2
2,鞘脂的合成
(二)鞘磷脂的代谢目 录合成过程目 录目 录
3,神经鞘磷脂的降解脑、肝、肾、脾等细胞溶酶体中的 神经鞘磷脂酶 (属于 PLC类 )
磷脂胆碱
N-脂酰鞘氨醇神经鞘磷脂目 录第 五 节胆固醇代谢
Metabolism of Cholesterol
目 录胆固醇的结构、分布和生理功能胆固醇的合成合成部位合成原料合成过程合成调节胆固醇的转化本节主要内容目 录
* 胆固醇 (cholesterol)结构固醇共同结构环戊烷多氢菲
H
H
H
H
HA
B
C
D
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14 15
16
17
概 述目 录动物胆固醇 (27碳 )
目 录植物 (29碳 ) 酵母 (28碳 )
目 录
* 胆固醇的生理功能是 生物膜的重要成分,对控制生物膜的流动性有重要作用;
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 。
目 录
* 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? 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目 录一,胆固醇的合成组织定位,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 。
细胞定位,胞液、光面内质网
(一)合成部位目 录
1分子胆固醇
18乙酰 CoA + 36ATP + 16(NADPH+H+)
葡萄糖有氧氧化 葡萄糖经磷酸戊糖途径乙酰 CoA通过 柠檬酸 -丙酮酸循环 出线粒体
(二)合成原料
(三)合成基本过程合成胆固醇的限速酶
1,甲羟戊酸的合成目 录
2,鲨烯的合成
3,胆固醇的合成目 录目 录
(四)胆固醇合成的调节
HMG-CoA还原酶
酶的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
还原酶的合成目 录
1,饥饿与饱食
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。
目 录
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。
目 录二,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)
胆固醇的母核 —— 环戊烷多氢菲在体内不能被降解,但侧链可被氧化、还原或降解,实现胆固醇的转化。
(肾上腺皮质、睾丸、卵巢等内分泌腺)
目 录第 六 节血 浆 脂 蛋 白 代 谢
Metabolism of Lipoprotein
目 录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目 录一、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目 录
* 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 400~700mg/dl (5 mmol/L)
甘油三酯 10~150mg/dl (0.11 ~ 1.69 mmol/L)
总 磷 脂 150~250mg/dl (48.44 ~ 80.73 mmol/L)
总胆固醇 100~250mg/dl (2.59 ~ 6.47 mmol/L)
游离脂酸 5~20mg/dl (0.195 ~ 0.805 mmol/L)
目 录二、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。
CM? 前
目 录乳糜微粒 (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)
超速离心法分类目 录
CM VLDL LDL HDL
密度 < 0.95 0.95~1.006 1.006~1.063 1.063~1.210
组成脂类含 TG最多,
80~90%
含 TG
50~70%
含 胆固醇及其酯最多,
40~50%
含 脂类 50%
蛋白质最少,1% 5~10% 20~25% 最多,约 50%
载脂蛋白组成
apoB48,E
AⅠ,AⅡ AⅣ,
CⅠ CⅡ,CⅢ
apoB100、
CⅠ,CⅡ
CⅢ,E
apoB100 apo AⅠ,
AⅡ
血 浆 脂 蛋 白 的 组 成 特 点目 录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。
目 录三、载脂蛋白定义载脂蛋白 (apolipoprotein,apo) 指血浆脂蛋白中的蛋白质部分。
种类( 18种)
apo A,AⅠ,AⅡ,AⅣ
apo B,B100,B48
apo C,CⅠ,CⅡ,CⅢ
apo D
apo E
目 录
③ 载脂蛋白可调节脂蛋白代谢关键酶活性:
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 LPL
CⅢ 抑制 LPL
AⅡ 激活 HL (肝脂肪酶 )
② 载脂蛋白可参与脂蛋白受体的识别:
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 能目 录四、血浆脂蛋白的代谢
(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
+ apo B48,AⅠ,AⅡ,AⅣ
目 录代 谢新生 CM 成熟 CM CM残粒
LPL
肝细胞摄取
( apoE受体)
FFA 外周组织血 液目 录
CM的生理功能运输外源性 TG及胆固醇酯。
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( 脂蛋白脂肪酶)
目 录
(二)极低密度脂蛋白来 源
+ apo B100,E
代 谢
VLDL VLDL残粒 LDL LPL
LPL,HL
LPL—— 脂蛋白脂肪酶 HL—— 肝脂肪酶
FFA
外周组织
FFA
肝细胞合成的 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。
目 录
VLDL的生理功能,运输内源性 TG
内源性
VLDL
的代谢目 录
(三)低密度脂蛋白来 源,由 VLDL转变而来代 谢
1,LDL受体代谢途径
LDL受体广泛分布于肝动脉壁细胞等全身各组织的细胞膜表面,特异识别,结合含 apo E或 apo B100的脂蛋白,故又称
apo B,E受体 。
目 录低密度脂蛋白受体代谢途径:
目 录
ACAT—— 脂酰 CoA
胆固醇脂酰转移酶目 录
2,LDL的非受体代谢途径血浆中的 LDL还可被修饰,修饰的 LDL
如氧化修饰 LDL (ox-LDL)可被清除细胞即单核吞噬细胞系统中的 巨噬细胞 及 血管内皮细胞清除 。 这两类细胞膜表面具有 清道夫受体
(scavenger receptor,SR),摄取清除血浆中的修饰 LDL。
目 录
LDL的生 理功能转运肝合成的内源性胆固醇
* 正常人每天降解 45%的 LDL,其中 2/3经 LDL
受体途径降解,1/3由清除细胞清除。
目 录
LDL 的 代 谢目 录
(四)高密度脂蛋白主要在肝合成;小肠亦可合成。
CM,VLDL代谢时,其表面 apo AⅠ,
AⅡ,AⅣ,apo C及磷脂、胆固醇等离开亦可形成新生 HDL。
分 类(按密度)
HDL1
HDL2
HDL3
来 源目 录代 谢新生 HDL
细胞膜 CM VLDL
卵磷脂,胆固醇
CM VLDL
apoC apoE
HDL3 LCAT HDL2
CM VLDL
磷脂 apoAⅠ AⅡ
VLDL LDL
CE
CETP
LCAT:卵磷脂胆固醇酯酰转移酶
CETP:胆固醇酯转运蛋白目 录目 录
① 使 HDL表面卵磷脂 2位脂酰基 转移到胆固醇 3位羟基 生成溶血卵磷脂及胆固醇酯
② 使 胆固醇酯进入 HDL内核逐渐增多
③ 使新生 HDL成熟
LCAT的作用(由 apo AⅠ 激活)
目 录成熟 HDL可与肝细胞膜 SR-B1受体结合而被摄取。
胆固醇酯 部分由 HDL 转移到 VLDL
少量由 HDL 转移到肝胆固醇 在肝内转变成 胆汁酸 或 直接通过胆汁排出体外 。
目 录
HDL 的 代 谢目 录
HDL的生理功能主要是参与 胆固醇的逆向转运 (reverse
cholesterol transport,RCT),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 。
目 录胆固醇逆向转运 (RCT) 分两个阶段进行
① 胆固醇自肝外细胞包括动脉平滑肌细胞及巨噬细胞等的移出。
② HDL载运胆固醇的酯化以及胆固醇酯的转运。
目 录
ABCA1可介导细胞内胆固醇及磷脂转运至胞外
ABCA1,即 ATP结合盒转运蛋白 AI (ATP-
binding cassetle transporter A1),又称为 胆固醇流出调节蛋白 (cholesterol-efflux regulatory protein,
CERP),存在于巨噬细胞,脑,肾,肠及胎盘等的细胞膜 。
目 录
2261个氨基酸残基含有由 12个疏水的基元
(motif)构成的疏水区,胆固醇可能由此流出胞外能为胆固醇的跨膜转运提供能量
ABCA1的结构跨膜域 ATP结合部位目 录血 浆 脂 蛋 白 代 谢 总 图目 录五、血浆脂蛋白代谢异常
1,高脂蛋白血症 —— 血脂高于参考值上限。
成人 TG > 2.26mmol/l 或 200mg/dl
(空腹 14~16h) 胆固醇 > 6.21mmol/l 或 240mg/dl
儿童 胆固醇 > 4.14mmol/l 或 160mg/dl
诊断标准目 录分类
① 按 脂蛋白及血脂改变 分六型
② 按 病因 分,原发性 (病因不明 )
继发性 (继发于其他疾病 )
目 录
2,遗传性缺陷已发现 脂蛋白代谢关键酶如 LPL及 LCAT,
载脂蛋白如 apoCⅡ,B,E,AⅠ,CⅢ,脂蛋白受体如 LDL受体 等的遗传缺陷,并阐明了某些高脂蛋白血症及发病的分子机制。
目 录胆 盐 在 脂 肪 消 化 中 的 作 用目 录