1、脂類代謝,Lipid Metabolism,脂類概述,脂肪和類脂總稱為脂類。 分類：,脂肪(三酯酰甘油或甘油三酯) TG,膽固醇(cholesterol,Ch) 膽固醇酯(cholesteryl ester,CE),磷脂(phospholipid,PL),糖脂(glycolipid,GL),類脂,甘油三酯,甘油磷脂 (phosphoglycerides),脂類物質(zhì)的基本構(gòu)成,X = 膽堿、乙醇胺、絲氨酸、甘油、 肌醇、磷脂酰甘油等,甘油三脂,X = 膽堿、水、乙醇胺、 絲氨酸、甘油、肌醇、磷脂酰甘油等,甘油磷脂,甘油,膽固醇酯,膽固醇,FA,鞘 脂,鞘磷脂,鞘糖脂,脂類的分類、含量、分布及生理

2、功能,第 一 節(jié) 不飽和脂酸的分類及命名 The Classification and Naming of Unsaturated Fatty Acids,單不飽和脂酸 多不飽和脂酸,系統(tǒng)命名法 標(biāo)示脂酸的碳原子數(shù)即碳鏈長度和雙鍵的位置。,不飽和脂酸的分類,不飽和脂酸的命名,系統(tǒng)命名法 標(biāo)示脂酸的碳原子數(shù)即碳鏈長度和雙鍵的位置。,編碼體系 從脂酸的羰基碳起計算碳原子的順序。 或N編碼體系 從脂酸的甲基碳起計算其碳原子的順序。,命名法：從甲基端計算雙鍵位置 如：亞油酸 18:2(9,12) -6 亞麻酸 18:3(9,12,15) -3,必需脂肪酸,硬脂酸,軟脂酸,亞油酸,亞麻酸,花生四烯酸,第

3、 二 節(jié) 脂類的消化與吸收 Digestion and Absorption of Lipid,脂類(TG、Ch、PL等),微團,膽汁酸鹽乳化,胰脂肪酶、磷脂酶A2、膽固醇酯酶及輔脂酶等水解,甘油一脂、溶血磷脂、 長鏈脂肪酸、膽固醇等,混合微團,乳化,一、 脂類的消化 小腸上段是消化的主要場所,消化過程及相應(yīng)的酶,甘油三酯,產(chǎn) 物,食物中的脂類,2-甘油一酯 + 2 FFA,磷 脂,溶血磷脂 + FFA,膽固醇酯,膽固醇 + FFA,微團 (micelles),脂肪與類脂的消化產(chǎn)物，包括 甘油一酯 脂酸 膽固醇 溶血磷脂等 中鏈脂酸（610C）及短鏈脂酸（24C）構(gòu) 成的的甘油三酯 混合微團(

4、mixed micelles) ，腸粘膜細(xì)胞吸收。,脂類的吸收,吸收部位 十二指腸下段及空腸上段,吸收方式,長鏈脂酸及2-甘油一酯,腸粘膜細(xì)胞（酯化成TG）,膽固醇及游離脂酸,腸粘膜細(xì)胞（酯化成CE）,溶血磷脂及游離脂酸,腸粘膜細(xì)胞（酯化成PL）,甘油三酯的消化與吸收,甘油一酯途徑,第 三 節(jié) 甘油三酯的代謝 Metabolism of Triglyceride,甘油三酯是甘油的脂肪酯 甘油三酯的分解代謝 脂肪動員 甘油進入糖代謝 脂肪酸的-氧化 脂酸的其他氧化方式 酮體的生成和利用 脂酸的合成代謝 甘油三酯的合成代謝 多不飽和脂肪酸的重要衍生物,本節(jié)主要內(nèi)容,脂肪：甘油三酯，三脂酰甘油，tr

5、iglyceride（TG）,甘油三酯的功能,甘油三酯是脂酸的主要儲存形式 消化吸收和內(nèi)源性合成的脂酸，以游離的形式存在較少，大多數(shù)以酯化的形式存在于甘油三酯之中。 甘油三酯的主要作用是為機體提供能量 1、甘油三酯是機體重要的能量來源 1gTG=30KJ 2、甘油三酯是體內(nèi)能量主要儲存形式 男性：21% 女性：26%,（一） 脂肪的動員,定義 儲存在脂肪細(xì)胞中的脂肪，被肪脂酶逐步水解為FFA及甘油，并釋放入血以供其他組織氧化利用的過程。,關(guān)鍵酶 激素敏感性甘油三酯脂肪酶 (hormone-sensitive triglyceride lipase , HSL),二、甘油三酯的分解代謝,脂肪動員

6、,脂肪酸在血中由清蛋白運輸。主要由心、肝、骨骼肌等攝取利用。,脂解激素：胰高血糖素、腎上腺素、去甲腎上腺素、腎上腺皮質(zhì)激素和甲狀腺素。 抗脂解激素：胰島素等,關(guān)鍵酶 激素敏感性甘油三酯脂肪酶 (hormone-sensitive triglyceride lipase , HSL),脂肪動員產(chǎn)物的去向,甘油直接運至肝、腎、腸等組織。主要在肝、腎進行糖異生。 脂肪細(xì)胞及骨骼肌等組織因甘油激酶活性很低，故不能很好利用甘油。,（二）脂酸的-氧化,步驟： 脂酸的活化脂酰CoA的生成 脂酰CoA進入線粒體 脂酸的-氧化 脂酸氧化的能量生成,1. 脂酸的活化脂酰CoA的生成,在胞液中進行 反應(yīng)不可逆 消耗

7、2個P,（脂肪酸氧化的限速步驟）,2. 脂酰CoA進入線粒體,在肉堿（carnitine）的協(xié)助下。,脂酰-CoA的跨線粒體內(nèi)膜的轉(zhuǎn)運,肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶是限速酶，脂酰CoA進入線粒體是脂酸-氧化的主要限速步驟。,3. 脂酸的-氧化,脂酸在線粒體內(nèi)進行的氧化分解是從脂?；然?碳原子開始的，故稱為-氧化。,3. 脂酸的氧化,脫氫,加水,再脫氫,硫解,脂酰CoA,L(+)-羥脂酰CoA,酮脂酰CoA,脂酰CoA+乙酰CoA,目 錄,脂酸的氧化,肉堿轉(zhuǎn)運載體,線粒體膜,O,脂肪酸,CoA-SH ATP,AMP PPi,脂酰CoA合成酶,活 化：消耗2個高能磷酸鍵,氧 化：,每輪循環(huán) 四個重復(fù)步驟：脫

8、氫、加水 再脫氫、硫解 產(chǎn)物： 1分子乙酰CoA 1分子少兩個碳原子的脂酰CoA 1分子NADH+H+ 1分子FADH2,4. 脂酸氧化的能量生成 以16碳軟脂酸的氧化為例,7 輪循環(huán)產(chǎn)物： 8分子乙酰CoA 7分子NADH+H+ 7分子FADH2,能量計算： 生成ATP 7（3 + 2）+ 812 = 131 凈生成ATP 131 2 = 129 能量計算公式： ATP生成數(shù)目= (n/2 1)5 + n/212 2 (n為脂肪酸的碳原子數(shù)),軟脂酸與葡萄糖在體內(nèi)氧化產(chǎn)生ATP的比較,-氧化的功能,產(chǎn)生ATP，其產(chǎn)生的ATP要高于葡萄糖。 產(chǎn)生大量的H2O。這對于某些生活在干燥缺水環(huán)境的生物

9、十分重要，像駱駝已將-氧化作為獲取水的一種特殊手段。,（三）脂肪酸的其他氧化方式,1. 不飽和脂酸的氧化 在線粒體中進行-氧化； 還需3-順2-反烯脂酰CoA異構(gòu)酶和表構(gòu)酶。 2. 過氧化酶體脂酸的氧化：脂酸氧化酶,3. 丙酰CoA的氧化,經(jīng)-羧化酶及異構(gòu)酶的作用轉(zhuǎn)變?yōu)殓牾oA，再經(jīng)三羧酸循環(huán)進行代謝。,丙酰CoA,琥珀酰CoA,Ile Met Thr Val 奇數(shù)碳脂酸 膽固醇側(cè)鏈,CH3CH2COCoA,D-甲基丙二酰CoA,L-甲基丙二酰CoA,琥珀酰CoA,TAC,（四）酮體是脂酸氧化時特有的中間產(chǎn)物,酮體的定義：,脂肪酸在分解代謝過程中生的乙酰乙酸(acetoacetate)、-

10、羥丁酸(-hydroxybutyrate)及丙酮(acetone)，三者統(tǒng)稱酮體(ketone bodies)。,酮體血漿水平：,0.03 0.5mmol/L(0.3 5mg/dl),酮體的生成和利用,乙酰乙酸、-羥丁酸和丙酮三者的統(tǒng)稱。 1. 酮體的生成 部 位：肝線粒體 原 料：乙酰CoA，主要來自脂酸的-氧化。 關(guān)鍵酶：HMG CoA合成酶 利 用：肝外組織（心、腎、腦）,乙酰乙酸CH3-C-CH2-COOH 30 % | O,羥丁酸 CH3-CH-CH2-COOH 70 % | OH,丙酮 CH3-C-CH3 少量 | O,酮體的形成,2乙酰CoA 乙酰乙酰CoA硫解酶 HSCoA 乙

11、酰乙酰CoA 乙酰CoA HMGCoA合成酶 HSCoA 羥甲戊二酸單酰CoA (HMGCoA),過程：,HMG-Co裂解酶 CO2 乙酰乙酸 丙酮 NADHH -羥丁酸脫氫酶 NAD -羥丁酸,乙酰CoA,酮體的利用,酮體在肝臟線粒體合成，但肝臟缺乏利用酮體的酶，因此不能利用酮體。酮體生成后進入血液，輸送到肝外組織（心、腎、腦、骨骼肌等)線粒體利用。,肝內(nèi)生酮肝外用,酮體的利用,心、腎、腦、骨骼肌細(xì)胞,心、腎、腦細(xì)胞,酮體的利用,尿排 丙酮 呼排 轉(zhuǎn)變成丙酮酸 CO2H2O能量,酮體是肝輸出能源的一種形式，并且酮體可以通過血腦屏障，是肌肉組織，尤其是腦組織的重要能源。 酮體利用的增加可減少糖

12、的利用，有利于維持血糖水平恒定，節(jié)省蛋白質(zhì)的消耗。,酮體生成的生理意義,正常情況血中含少量酮體 0.030.5mmol/L (0.35mg/dl),臨床聯(lián)系：糖尿病酮癥酸中毒,飽食后胰島素脂解酮體 饑餓時脂解激素脂肪動員酮體,5.酮體生成的調(diào)節(jié),飽食及饑餓的影響,肝細(xì)胞糖原含量及代謝的影響 肝糖原豐富糖代謝旺盛肝中脂酸主要合成甘油三酯及磷脂酮體 饑餓及糖供應(yīng)不足時糖代謝脂酸氧化酮體,丙二酰CoA抑制脂酰CoA進入線粒體 乙酰CoA和檸檬酸乙酰CoA羧化酶丙二酰CoA脂酰CoA進入線粒體-氧化酮體,口訣 ： FA 氧化為供能 肝內(nèi)肝外有不同 肝內(nèi)生酮肝外用 血中轉(zhuǎn)運相溝通 糖供不足缺能量 FA

13、氧化來補充 若是產(chǎn)銷不平衡 小心酮癥酸中毒,三、脂酸的合成代謝,組 織：肝（主要） 、脂肪等組織 細(xì)胞定位：胞 液 主要合成16碳的軟脂酸（棕櫚酸） 肝臟線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)-碳鏈的延長,1. 合成部位,（一）軟脂酸的合成,2. 合成原料,乙酰CoA、ATP、HCO3、NADPH、Mn2+ 乙酰CoA與ATP主要來自葡萄糖的有氧氧化 乙酰CoA全部在線粒體內(nèi)產(chǎn)生，通過檸檬酸丙酮酸循環(huán)出線粒體。 NADPH主要來自磷酸戊糖途徑,線 粒 體 膜,胞液,線粒體基質(zhì),丙酮酸,丙酮酸,蘋果酸,草酰乙酸,檸檬酸,檸檬酸,乙酰CoA,蘋果酸,檸檬酸丙酮酸循環(huán),(1) 丙二酸單酰CoA的合成,CH3COSCoA +

14、 HCO3- + ATP,乙酰CoA羧化酶,Mn2+、生物素,HOOC-CH2COSCoA + ADP + Pi 丙二酰 CoA,（在胞液中進行）,HCO3-+ATP,ADP+Pi,酶-生物素,酶-生物素-CO2,丙二酰CoA,乙酰CoA,3. 脂酸合成酶系及反應(yīng)過程,機理：,限速酶,乙酰CoA羧化酶,磷酸化（無活性）,P,脂酸的合成 重復(fù)加成過程，每次延長2個碳原子 各種生物合成脂酸的過程基本相似,* 軟脂酸合成酶,大腸桿菌：有7種酶蛋白（乙?；D(zhuǎn)移酶、轉(zhuǎn)酰基酶、酮脂酰合成酶、酮脂酰還原酶、脫水酶、脂烯酰還原酶和硫酯酶），聚合在一起構(gòu)成多酶體系。,高等動物：7種酶活性都在一條多肽鏈上，屬多功

15、能酶。 脂?；d體：?；d體蛋白( ACP) 的輔基-4磷酸泛酰氨基乙硫醇。,不同生物來源的脂肪酸合酶的結(jié)構(gòu),軟 脂 酸 的 合 成 總 圖,目 錄,脫水酶,經(jīng)過7輪循環(huán)反應(yīng)，每次加上一個丙二?；?，增加兩個碳原子，最終釋出軟酯酸。,軟脂酸合成的總反應(yīng)式：,1分子乙酰CoA先后與7分子丙二酰CoA在脂酸合成酶系的分子上依次重復(fù)進行縮合、還原、脫水和再還原的過程。每重復(fù)一次碳鏈延長2個碳原子。,脂酸碳鏈的加長,不飽和脂酸的合成,只能合成單不飽和脂酸 部位：內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 酶：去飽和酶,動物：有4、5、8、9去飽和酶,植物：有9、12、15 去飽和酶,1. 代謝物的調(diào)節(jié)作用,乙酰CoA羧化酶的變構(gòu)調(diào)節(jié)物 抑

16、制劑：軟脂酰CoA及其他長鏈脂酰CoA 激活劑：檸檬酸、異檸檬酸,進食糖類而糖代謝加強，NADPH及乙酰CoA供應(yīng)增多，有利于脂酸的合成。,大量進食糖類也能增強各種合成脂肪有關(guān)的酶活性從而使脂肪合成增加。,（四）脂酸合成的調(diào)節(jié),乙酰CoA羧化酶的共價調(diào)節(jié) 胰高血糖素：激活PKA，使之磷酸化而失活 胰島素：通過磷蛋白磷酸酶，使之去磷酸化而復(fù)活,TG合成,（二）甘油三酯的合成代謝,合成部位：肝、脂肪組織及小腸。 合成原料：甘油、脂酸主要由糖代謝提供。 合成基本過程： 甘油一酯途徑 甘油二酯途徑,甘油一酯途徑：,小腸粘膜細(xì)胞利用消化吸收的甘油一酯及脂酸再合成甘油三酯，稱甘油一酯途徑。,甘油一酯途徑,

17、甘油二酯途徑：,肝細(xì)胞、脂肪細(xì)胞主要以糖代謝產(chǎn)物為原料按此途徑合成甘油三酯。,P109,三、多不飽和脂酸的重要衍生物,花生四烯酸可轉(zhuǎn)變成 前列腺素（PG） 血栓素（TXA2） 白三烯（LT） 它們是體內(nèi)重要的生物活性物質(zhì)，在調(diào)節(jié)細(xì)胞代謝上具有重要作用。,第四節(jié)磷脂的代謝,Metabolism of Phospholipids,磷 脂,定 義 ： 含磷酸的脂類稱磷酯。,分 類 ： 甘油磷脂：由甘油構(gòu)成的磷酯（體內(nèi)含量最多的磷脂） 鞘 磷 脂：由鞘氨醇構(gòu)成的磷脂,X 指與磷酸羥基相連的取代基，包括膽堿、水、乙醇胺、絲氨酸、甘油、肌醇、磷脂酰甘油等。,一、甘油磷脂的代謝,組成：甘油、脂酸、磷脂、含氮

18、化合物,結(jié)構(gòu)：,功能：含一個極性頭、兩條疏水尾，構(gòu)成生物膜的磷脂雙分子層。,X = 膽堿、水、乙醇胺、 絲氨酸、甘油、肌醇、磷脂酰甘油等,（一）甘油磷脂的組成、分類及結(jié)構(gòu),磷脂的性質(zhì),脂質(zhì)體,雙層膜,微團,甘油磷脂的分類,二、甘油磷脂的合成代謝,1. 合成部位：全身各組織內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，肝、腎、腸最活躍。 2. 合成原料及輔因子： 脂酸、甘油：由糖代謝提供 多不飽和脂酸：從植物油攝取 磷酸鹽：由ATP提供 含氮化合物：從食物攝取或體內(nèi)合成 CTP：構(gòu)成活化的中間物 CDP-X,3. 合成過程,(1)甘油二酯合成途徑,(2)CDP-甘油二酯合成途徑,PLA2和PLA1水解甘油磷脂產(chǎn)物為脂酸和溶血磷脂。,

19、鞘脂(sphingolipids) 含鞘氨醇(sphingosine)或二氫鞘氨醇的脂類,二、鞘磷脂的代謝,（一）鞘脂化學(xué)組成及結(jié)構(gòu),X-磷脂膽堿 、 磷脂乙醇胺 單糖或寡糖,按取代基X的不同，鞘脂分為: 鞘糖酯、鞘磷脂,1. 鞘氨醇的合成 部位：全身各細(xì)胞，腦組織最活躍 細(xì)胞定位：內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 原料：軟脂酰CoA、絲氨酸、磷酸吡哆醛、NADPH+H+及FADH2,（二）鞘磷脂的代謝,2. 神經(jīng)鞘磷脂的合成,3. 神經(jīng)鞘磷脂的降解,腦、肝、腎、脾等細(xì)胞溶酶體中的 神經(jīng)鞘磷脂酶 (屬于PLC類),磷脂膽堿,N-脂酰鞘氨醇,神經(jīng)鞘磷脂,鞘磷脂的水解,第五節(jié)膽固醇代謝,Metabolism of Cholesterols,* 膽固醇(cholesterol)結(jié)構(gòu),固醇共同結(jié)構(gòu) 環(huán)戊烷多氫菲,概 述,膽固醇（cholesterol）,* 膽固醇在體內(nèi)含量及分布,含量： 約140克,分布：廣泛分布于全身各組織中，內(nèi)臟中以肝含量最多。此外，在腎上腺、卵巢等內(nèi)分泌腺中含量