1、第五章 脂 类 代 谢 Metabolism of Lipid 脂肪和类脂总称为脂类 (lipids) 。 三脂酰甘油 (triacylglycerol, TAG)， 也 称为 甘油三酯 (triglyceride, TG) 胆固醇 (cholesterol, CHOL) 胆固醇酯 (cholesterol ester, CE) 磷脂 (phospholipid, PL) 糖脂 (glycolipid) 鞘脂 (sphingolipid) n定义 : n分类 : 脂类概述 类脂 (lipoid) 脂肪 (fat) u 脂肪酸 (fatty acids) 简称脂酸 ,包括饱和脂酸 (satura
2、ted fatty acid)和 不饱和脂酸 (unsaturated fatty acid)。 后者中 多不饱和脂酸 ， 机体自身不能合成，必须 由食物提供， 是动物不可缺少的营养素，故称为 营养必需脂酸 (essential fatty acid)，包括 亚油酸 、亚麻酸和花生四烯酸 。它们是前列腺素、血栓 烷及白三烯等生理活性物质的前体。 甘油三酯 甘油磷脂 (phosphoglyceride) 胆固醇酯 FA胆固醇 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。 n脂类物质的基本构成： 甘油三脂 X=胆碱、水、乙醇
3、胺、 丝氨酸、甘 油、肌醇、磷脂 酰甘油等。 甘油磷脂 甘油 鞘 脂 鞘磷脂 鞘糖脂 FA 鞘氨醇 FA Pi X 鞘氨醇 FA 糖 鞘氨醇 分 类 含量 分布 生理功能 脂肪脂肪 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 类类 脂脂 胆 固醇及其 酯 、糖 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 不
4、饱和脂酸的命名及分类 The Classification and Naming of Unsaturated Fatty Acids 第一节 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 (C )起描述双键的取代 。 n 系统命名法 一、脂酸的系统命名遵循有机酸 命名的原则 标示脂酸的碳原子数即碳链长度和双键的位置。 哺乳 动 物不 饱 和脂酸按 (或 n)编码 体系分 类 簇 母体不 饱 和脂酸 -7(n-7) 软 油酸 (16： 1， -7) -9(n-9) 油酸 (18： 1， -9) -6(n-6) 亚 油酸 (18： 2， -6) -3(n-3)
5、-亚 麻酸 (18： 3， -3) （一）脂酸根据其碳链长度分为短链、中链 和长链脂酸 二、脂酸主要根据其碳链长度和 饱和度分类 碳链长度 10的脂酸称为 短链脂酸 将碳链长度 20的脂酸称为 长链脂酸 （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 1.饱和脂酸的碳链不含双键 饱和脂酸以乙酸 (CH3-COOH)为基本结构 ，不同的饱和脂酸的差别在于这两基团间亚甲 基 (-CH2-)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 单不饱和脂酸 (monounsaturated fatty acid) 多不饱和脂酸 (polyunsaturated fatty acid)
6、 不 饱 和脂酸的双 键 位置不同分属于 -3、 -6、 -7和 -9簇 簇 母体不 饱 和脂酸 结 构 -7 软 油酸 9-16:1 -9 油酸 9-18:1 -6 亚 油酸 9,12-18:2 -3 亚 麻酸 9,12,15-18:3 同簇的不 饱 和脂酸可由其母体代 谢产 生，如 花 生四 烯 酸 可由 -6簇母体 亚 油酸 产 生。但 -3、 -6 和 -9簇多不 饱 和脂酸在体内彼此不能相互 转 化。 动 物只能合成 -9及 -7簇的多不 饱 和脂酸，不能 合成 -6及 -3簇 多不 饱 和脂酸。 表 5-1 常 见 的脂酸 惯 名 系 统 名 碳原子数 和双 键 数 簇 分子式 饱
7、 和脂酸 月桂酸 (lauric acid) n-十二 烷 酸 12:0 CH3(CH2)10COOH 豆寇酸 (myristic acid) n-十四 烷 酸 14:0 CH3(CH2)12COOH 软 脂酸 (palmitic acid) n-十六 烷 酸 16:0 CH3(CH2)14COOH 硬脂酸 (stearic acid) n-十八 烷 酸 18:0 CH3(CH2)16COOH 花生酸 (arachidic acid) n-二十 烷 酸 20:0 CH3(CH2)18COOH 不 饱 和脂酸 棕 榈 (软 )油酸 (palmitoleic acid) 9-十六碳一 烯 酸 16
8、:1 w-7 CH3(CH2)5CHCH(CH2)7COOH 油酸 (oleic acid) 9-十八碳一 烯 酸 18:1 w-9 CH3(CH2)7CHCH(CH2)7COOH 异油酸 (Vaccenic acid) 反式 11-十八碳一 烯 酸 18:1 w-7 CH3(CH2)5CHCH(CH2)9COOH 亚 油酸 (linoleic acid) 9,12-十八碳二 烯 酸 18:2 w-6 CH3(CH2)4(CHCHCH2)2(CH2)6COOH a-亚 麻酸 (a-linolenic acid) 9,12,15-十八碳三 烯 酸 18:3 w-3 CH3CH2(CHCHCH2)
9、3(CH2)6COOH g-亚 麻酸 (g-linolenic acid) 6,9,12-十八碳三 烯 酸 18:3 w-6 CH3(CH2)4(CHCHCH2)3(CH2)3COOH 花生四 烯 酸 (arachidonic acid) 5,8,11,14-二十碳四 烯 酸 20:4 w-6 CH3(CH2)4(CHCHCH2)4(CH2)2COOH timnodonic acid (EPA) 5,8,11,14,17-二十碳 五 烯 酸 20:5 w-3 CH3CH2(CHCHCH2)5(CH2)2COOH clupanodonic acid (DPA) 7,10,13,16,19-二十二
10、 碳五 烯 酸 22:5 w-3 CH3CH2(CHCHCH2)5(CH2)4COOH cervonic acid (DHA) 4, 7,10,13,16,19-二十 二碳六 烯 酸 22:6 w-3 CH3CH2(CHCHCH2)6CH2COOH 脂类的消化与吸收 Digestion and Absorption of Lipid 第二节 条件 乳化剂（胆汁酸盐、甘油一酯、甘 油二酯等 ） 的乳化作用； 酶的催化作用 部位 主要在小肠上段 一、脂类的消化发生在脂 -水界面， 且需胆汁酸盐参与 胆汁酸盐在脂肪消化中的作用 乳化 消化酶 甘油三酯 食物中的脂类 2-甘油一酯 + 2 FFA 磷脂
11、 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) 消化脂类的酶 辅脂酶是胰脂酶对脂肪消化不可缺少的蛋白 质辅因子。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后，辅脂酶酶原被胰蛋白 酶从其 N端切下一个五肽而激活。辅脂酶本身不 具脂肪酶的活性。它与脂肪及胰脂酶同时结合， 解除胆汁酸盐对胰脂酶的抑制，增加胰脂酶活性 ，促进脂肪水解。 n辅脂酶 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， 可与胆汁酸盐乳化成更小的 混合微团 (mixed micelles)，被肠粘膜细胞吸收 。 消化的产物 十二
12、指肠下段及空肠上段。 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 二、饮食脂肪在小肠被吸收 吸收部位 吸收方式 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、 A 、 A 溶血磷脂及游离脂酸 肠粘膜细胞 （酯化成 PL） CoA + RCOOH RCOCoA 脂酰 CoA合成酶 ATP AMP PPi 酯酰 CoA 转移酶 CoA R2COCoA R3COCoA C
13、oA 酯酰 CoA 转移酶 n 甘油一酯途径： 小肠粘膜细胞利用消化吸收的 甘油一酯及脂酸再合成甘油三酯。 甘油三酯的消化与吸收 甘油三酯代谢 Metabolism of Triglyceride 第三节 甘油三酯 (triacylglycerol)是非极性、不溶于 水的甘油脂酸三酯，基本结构为甘油的三个 羟基分别被相同或不同的脂酸酯化。 含有同一种脂酸的甘油三酯称为 简单甘油三 酯 (simple triacylglycerol); 含有两种或三种脂酸的甘油三酯称为 混合甘 油三酯 (mixed triacylglycerol) 。 一、甘油三酯是甘油的脂酸酯 Triglyceride (T
14、G) or triacylglycerol (TAG) Glycerol 脂酸组成的 种类 决定甘油三酯的 熔点 ，随饱 和脂酸的 链长和数目 的增加而升高。 消化吸收和内源性合成的脂酸，以游离的形 式存在较少，大多数以酯化的形式存在于甘油三 酯之中而存在于体内。 （二）甘油三酯的主要作用是为机体提供能量 （一）甘油三酯是脂酸的主要储存形式 1. 甘油三酯是机体重要的能量来源 2. 甘油三酯是机体的主要能量储存形式 男性： 21% ，女性： 26 1g TG = 38kJ 定义 脂肪动员 (fat mobilization)是指 储存在脂 肪细胞中的脂肪，被肪脂酶逐步水解为 FFA 及 甘油
15、， 并释放入血以供其他组织氧化利用 的过程。 二、甘油三酯的分解代谢主要是 脂酸的氧化 （一）脂肪动员是甘油三酯分解的起始步骤 脂解激素 能促进脂肪动员的激素，如肾上腺素、胰高血糖 素、促肾上腺皮质激素等。 抗脂解激素 抑制脂肪动员，如胰岛素、前列腺素 E2等。 关键酶 在脂肪动员中，脂肪细胞内的甘油三酯脂肪酶是限 速酶，它受多种激素的调控，因此称为 激素敏感性甘 油三酯脂肪酶 (hormone-sensitive triglyceride lipase , HSL)。 脂肪动员 n 脂肪动员过程 脂解激素 -受体 G蛋白 AC ATP cAMP PKA+ + HSLa(无活性 ) HSLb(
16、有活性 ) TG 甘油二酯 （ DG） FFA 甘油一酯 FFA 甘油二酯脂肪酶 甘油 FFA 甘油一酯脂肪酶 （二）甘油经糖代谢途径代谢 肝 、肾、肠 等组织 部位 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 （三）脂酸经 -氧化分解供能 步骤 脂酸的活化 脂酰 CoA的生成 脂酰 CoA进入线粒体 脂酸的 -氧化 脂酸氧化的能量生成 1. 脂酸的活化形式为脂酰 CoA（ 胞液 ） 脂酰 CoA合成酶 (acyl-CoA synthetase)存在 于内质网及线粒体外膜上。 主要过程 脂酰 CoA合成酶 ATP AMP PPi + CoA
17、-SH Mg2+ 2.脂酰 CoA经肉碱 转运进入线粒体 ，是脂酸 -氧化 的主要限速步骤 肉碱脂酰转移酶 （ carnitine acyl transferase ） 是脂酸 -氧化的限速酶。 肉碱 -脂酰肉碱转位酶 3. 脂酸的 -氧化的最终产物主要是 乙酰 CoA 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 脂酰 CoA 脱氢酶 反 2-烯酰 CoA L(+)-羟脂酰 CoA脱氢酶 NAD+ NADH+H+ 2-烯脂酰 CoA 水化酶 H2O FAD FADH2 酮脂酰 CoA 硫解酶 CoA-SH CH3COSCoA
18、5 NADH + H+ FADH2 H2O 呼吸链 1.5ATP H2O 呼吸链 2.5ATP 乙酰 CoA 彻底氧化 三羧酸循环 生成酮体 肝外组织氧化利用 脂酰 CoA 脱氢酶 L(+)-羟脂酰 CoA脱氢酶 NAD+ NADH+H+ -烯酰 CoA 水化酶 2 H 2O FAD FADH2 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 1.5ATP H2O 呼吸链 2.5ATP 线 粒 体 膜 TCA循环 CH3COSCoA 活化： 消耗 2个高能磷酸键 -氧化： 每轮循环 四个重复步骤： 脱氢、水化、再脱氢
19、、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. 脂酸氧化是体内能量的重要来源 以 16碳软脂酸的氧化为例 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 810 + 72.5 + 71.5 = 108 净生成 ATP 108 2 = 106 软脂酰 CoA + 7FAD+7NAD+ + 7CoA-SH + 7H2O 8乙酰 CoA + 7FADH2 + 7(NADH + H+) 软 脂酸与葡萄糖在体内氧化 产 生 ATP的比 较 软 脂酸 (1mol) 葡萄糖
20、(1mol) ATP数目 (mol) 106 32 能量利用效率 33% 33% A grizzly bear prepares its hibernation nest, near the McNeil River in Canada. Fat Bears Carry Out Oxidation in Their Sleep 1.不饱和脂酸的氧化 不饱和脂酸 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 氧化 L(+)-羟脂酰 CoAD(-)-羟脂酰 CoA D(-)-羟脂酰 CoA 表构酶 H2O （四）脂酸的其他氧化方式 亚油
21、酰 CoA （ 9顺， 12顺）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 D(-)-羟 脂 酰 CoA 表构 酶 烯脂酰 CoA 水化酶 12CH 3 c OH O SCoA3 2.过氧化酶体的 -氧化 （线粒体） 长链脂酸 ( 22C) （过氧化酶体） 较短链脂 酸 (8C) 氧化 脂肪酸氧化酶 （ FAD为辅酶） H2O2 丙酰 CoA 丙酰 CoA 羧化酶 D
22、-甲基丙二酰 CoA 甲基丙二酰 CoA 消旋酶 L-甲基丙二酰 CoA 甲基丙二 酰 CoA 变位酶 琥珀酰 CoA TCA循环 3.奇数碳原子脂酸的氧化 Ile Met Val 奇数碳脂酸 乙酰乙酸 (acetoacetate) 、 -羟丁酸 (- hydroxybutyrate)、 丙酮 (acetone)三者总称为 酮体 (ketone bodies)，是 脂酸在肝分解氧化时 特有的中间代谢产物。 n 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 （五）酮体的生成和利用 CO2 CoASH CoASH NAD+ NADH+H+ -羟丁酸 脱氢酶 H
23、MGCoA 合成酶 乙酰乙酰 CoA 硫解酶 HMGCoA 裂解酶 1.酮体在肝细胞中生成 2.酮体在肝外 组织利用 琥珀酰 CoA 琥珀酸 琥珀酰 CoA转硫酶 （心、肾、脑、骨 骼肌的线粒体） NAD+ NADH+H+ CoASH+ATP PPi+AMP 乙酰乙酸硫激 酶 （肾、心、脑 的线粒体） CoASH 乙酰乙酰 CoA硫解 酶 （心、肾、脑、 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 2乙酰 CoA 酮体的生成和利用的总示意图 3.酮体生成的生理意义 l酮体是 肝脏输出能源 的一种形式。并且酮体
24、可通 过血脑屏障，是 肌肉 尤其是 脑组织 的重要能源。 l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 。 l正常血酮体含量为 0.030.5mmol/L (0.35mg/dl) 。在长期饥饿、糖尿病或供糖不足情况下，肝内 生成酮体超过肝外利用能力时，会导致血中酮体 升高，导致酮症酸中毒，引起酮尿。 抑制脂解，脂肪动员 饱 食 胰岛素 进入肝的脂酸 脂酸 氧化 酮体生成 （ 1）饱食及饥饿的影响（主要通过激素的作用） 饥 饿 脂肪动员 FFA 胰高血糖素等 脂解激素 酮体生成 脂酸 氧化 （ 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
25、脂 乙酰 CoA、 柠檬酸 +乙酰 CoA羧化酶 丙二酰 CoA 反之， 糖代谢减弱 ， FFA主要进入线粒体， - 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 三、脂酸在脂酸合成酶系的催化下合成 组 织： 肝（主要） 、肾、脑、肺、乳腺及脂肪等组织 亚细胞： 胞液： 主要合成 16碳的软脂酸 肝线粒体、内质网： 碳链延长 1. 合成部位 （一）软脂酸的合成 n 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
26、催化的反应 乙酰 CoA、 ATP、 HCO3-、 NADPH、 Mn2+ 2. 合成原料 n 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） 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 CoA 乙酰乙酰 CoA ATP AMP PPi 柠檬酸裂解酶 柠檬酸 乙酰 CoA CoA 草酰乙酸 H2O 柠檬酸合酶 苹果酸 NADPH+H+ NADP+ 苹果酸酶 CO2 CO2 （ 1）丙二酰 CoA的合成 酶 -生物素 -CO2
27、 + 乙酰 CoA 酶 -生物素 + 丙二酰 CoA n 总反应式 : 丙二酰 CoA +ADP + PiATP + HCO3- + 乙酰 CoA 3. 脂酸合成酶系及反应过程 酶 -生物素 + HCO3 酶 -生物素 -CO2 ADP+Pi ATP 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。其活性受变构调 节和磷酸化、去磷酸化修饰调节 。 （ 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 。 *
28、 软脂酸合成酶 大肠杆菌 多酶体系 7种蛋白 ： 酰基载体蛋白 (ACP)、乙酰基转 移酶 (AT)、丙二酰 CoA酰基转移酶 (MT)、 酮脂酰合成酶 (缩合酶， CE)、 酮脂酰还原 酶 (KR)、 羟脂酰基脱水酶 (DH)、烯酰还原 酶 (ER) 其辅基是 4-磷酸泛酰 氨基乙硫醇 是脂酰基载体 酰基载体蛋白 (ACP) ACP和 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。 n 高等动物 TE：软脂酰 - ACP硫酯酶 * 软脂酸的合成过程 * 底物进入 乙酰 CoA E1-半胱 -S-乙酰基 (酮脂酰合成酶 ) 丙二酰 Co
29、A E2-泛 -S-丙二酰基 软脂酸 合成酶 乙酰基 （第一个） 丙二酰基 (ACP) 缩合 CO2 还 原 NADPH+H + NADP + 脱水 H2O 再还原 NADPH+H + NADP + n 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，生成软脂酰 -E2，最终 释出软酯酸。 C E S O=C CH3 A C P S C=O CH2 COO- C E
30、 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 n 软脂酸合成的总反应 CH3COSCoA + 7 HOOCH2
31、COSCoA + 14NADPH+H+ CH3(CH2)14COOH + 7 CO2 + 6H2O + 8HSCoA + 14NADP+ 软脂酸的合成总图 软 脂酸合成 软 肪酸的 -氧化 反 应 部位 起始物 原料 转 运方式 限速 酶 受 氢 体或供 氢 体 酰 基 载 体 反 应过 程 反 应产 物 循 环 的 单 位 引起反 应 增 强 HCO3- 酶 系 能量 变 化 胞液 乙 酰 CoA 柠 檬酸 -丙 酮 酸循 环 乙 酰 CoA羧 化 酶 NADPH+H+ ACP-SH 缩 合、加 氢 、脱水、再加 氢 软 脂酸 丙二 酰 CoA 高糖膳食后 需要 7种 酶 和 ACP组 成复
32、合体 消耗 7个 ATP和 14NADPH 线 粒体 脂 酰 CoA 肉碱穿梭机制 肉碱脂 酰转 移 酶 FAD、 NAD+ CoA-SH 脱 氢 、加水、再脱 氢 、硫解 乙 酰 CoA 乙 酰 CoA 饥饿 不需要 四种 酶 产 生 106个 ATP 脂肪酸从头合成与 -氧化的比较 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。 1. 脂酸碳链在内质网中的延长 （二）脂酸碳链的延长 以 乙酰 CoA为二碳单位
33、供体，由 NADPH+H+供氢，过程 与 -氧化的逆反应 基本相似 ，需 ,-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。 2. 脂酸碳链在线粒体中的延长 动物： 有 4、 5、 8、 9去饱和酶， 存在于内质网中。 植物： 有 9、 12、 15去饱和酶，不 能直接作用于游离脂酸，可作用于磷 脂类。 （三）不饱和脂酸的合成 1.代谢物的调节作用 乙酰 CoA羧化酶的变构效应剂 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，异柠檬酸及柠檬酸堆积，有利于脂酸 的合成
34、。 大量进食糖类也能增强各种脂肪合成有关的 酶活性从而使脂肪合成增加。 （四）脂酸合成的调节 2. 激素的调节作用 胰高血糖素 肾上腺素 生长素 脂酸合成 TG合成 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。 + 脂酸合成 胰岛素 乙酰 CoA羧化酶 、脂酸合成酶、 ATP-柠檬酸裂解 酶、脂蛋白脂酶 + TG合成 n乙酰 CoA羧化酶的共价调节： 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。 四、甘油和脂酸合成甘油三酯 肝脏： 肝内质网合成的 TG，组成 VLDL入血。 小肠粘膜： 利用脂肪消
35、化产物再合成脂肪，以 CM形式经淋巴入血。 （一）合成部位 甘油 和 脂酸 主要来自于葡萄糖代谢 CM中的 FFA（ 来自食物脂肪） 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 ） （二）合成原料 （三）合成基本过程 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 五、几种多不饱和脂酸衍生物具有 重要生理功能 前列腺素 (prostaglandin, PG) 血栓 烷 (thromboxane, TX) 白三烯 (leukotr
36、ienes, LTs) 具 二十碳多不饱和脂酸衍生物 ，以 前列腺酸 为 基本骨架 具一个 五碳环 和 两条侧链 花生四 烯 酸 （ 20:4 5， 8， 11， 14） 前列腺酸 （一）前列腺素、血栓烷、白三烯的化学结构 及命名 n 前列腺素 (PG) 根据五碳环上 取代基 和 双键位置 的不同， PG分 为 9 型： 根据 两条侧链中双键数目的多少 ， PG又分为 1 、 2、 3类，在字母右下角标示。 有前列腺酸样骨架，五碳环为含氧的 烷 代替。 n 血栓烷 (TX) 分子中有四个双键 , 三个共轭双键。 n 白三烯 (LT) (LTB4) OH 合成部位： 合成原料： 花生四烯酸 1.
37、前列腺素及 血栓烷的合成 （二） PG、 TX及 LT的合成 PG：除红细胞外的 全身各组织 TX：血小板 2.白三烯的合成 花生四烯酸 5-氢过氧化廿碳四烯酸 (5- hydroperoxy-eicotetraenoic acid, 5-HPETE) 脂氧合酶 （ lipoxygenase） 脱水酶 白三烯 (LTA4) LTB4、 LTC4、 LTD4及 LTE4等 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。 PGF2使卵巢平滑肌收缩引起排卵，使子宫体 收缩加强促进分娩。 1. PG的主要生理
38、功能 （三） PG、 TX及 LT的主要生理功能 2. TX的主要生理功能 TXA2、 PGE2强烈促血小板聚集，并使 血管收缩促进凝血和血栓形成。 PGI2 、 PGI3对抗它们的作用。 TXA3促血小板聚集，较 TXA2弱得多。 3. LT的主要生理功能 LTC4、 LTD4及 LTE4证实是过敏反应的 慢反应物质。 LTD4使毛细血管通透性增加。 LTB4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。 第四节 磷脂代谢 Metabolism of Phospholipid n 定义 ：含磷酸的脂类称磷酯。 甘油磷脂 ： 由甘油构成的磷酯（体内含量最多） 鞘磷脂： 由鞘氨醇构
39、成的磷脂 X指与磷酸羟基相连的取代基，包括水、胆碱、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 一、含磷酸的脂类被称为磷脂 n 分类 相同的 组 成成 份 (分子数 ) 不同或不尽相同的 组 成成份 磷酸 脂酸 醇 类 其他成分 甘油磷脂 1 2 甘油 胆碱、乙醇胺、 丝 氨酸、肌醇等 鞘磷脂 1 1 鞘氨醇 胆碱 甘油磷脂与鞘磷脂的分子组成 （一）由甘油构成的磷脂统称为甘油磷脂 组成： 甘油、脂酸、磷酸、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 = 水、胆碱、乙醇胺 、 丝氨酸
40、、甘油、 肌醇、磷脂酰甘油 等 磷脂酰胆碱 脂肪酸 含氮碱 甘油 磷脂双分子层的形成 机体内几类重要的甘油磷脂 (cephalin) (lecithin) 磷脂酰肌醇 (phosphatidyl inositol) 磷脂酰丝氨酸 (phosphatidyl serine) 心磷脂 (cardiolipin) (二 )由鞘氨醇或二氢鞘氨醇构成的磷脂称为 鞘磷酯 鞘脂 (sphingolipids) 含 鞘氨醇 (sphingosine)或 二氢鞘氨醇 的脂类。 鞘氨醇的氨基通过 酰胺键 与 1分子长链脂酸 相连形成 神经酰胺 (ceramide)，为鞘脂的母体 结构。 X- 磷脂胆碱 磷脂乙醇胺
41、 单糖或寡糖 按取代基 X的不同，鞘脂分为： 鞘糖酯 、鞘磷脂 人体含量最多的鞘磷脂是 神经鞘磷脂。 （四）神经鞘磷脂和卵磷脂在神经髓鞘中含 量较高 二、磷脂在体内具有重要的生理功能 （一）磷脂是构成生物膜的重要成分 卵磷脂存在于细胞膜中 心磷脂是线粒体膜的主要脂质 （二）磷脂酰肌醇是第二信使的前体 （三）缩醛磷脂存在于脑和心肌组织中 1. 合成部位 全身各组织 内质网 ， 肝 、 肾 、 肠 等组织最活跃。 三、甘油磷脂的合成与降解 （一）甘油磷脂的合成 2. 合成原料及辅因子 脂酸、甘油：由糖代谢提供 多不饱和脂酸：从植物油摄取 磷酸盐：由 ATP提供 含氮化合物：从食物摄取或体内合成 C
42、TP：构成活化的中间物 3. 合成基本过程 (1)甘油二酯合成途径 磷脂酰胆碱 和 磷脂酰乙醇胺 通过此代 谢途径合成。 合成过程中所需胆碱及乙醇胺以 CDP- 胆碱 和 CDP-乙醇胺 的形式提供。 (2)CDP-甘油二酯合成途径 磷脂酰肌醇、磷脂酰丝氨酸 和 心 磷脂 通过此途径合成。 合成过程所需甘油二酯以 CDP-甘 油二酯 的活性形式提供。 磷脂酸 胞苷酰转移酶 CTP PPi CDP-甘油二酯 肌醇 磷脂酰肌 醇合成酶 CMP 磷脂酰肌醇 磷脂酰丝氨酸 CMP 丝氨酸 磷脂酰丝氨 酸合成酶 二磷脂酰甘油 （心磷脂） CMP 心磷脂 合成酶 磷脂酰甘油 G 3-磷酸甘油 2CoA 2
43、RCOCoA 脂酰 CoA转移酶 甘油磷脂合成还有其他方式，如 磷脂酰胆碱可由磷脂酰乙醇胺从 S-腺 苷甲硫氨酸获得甲基生成。 磷脂酰丝氨酸可由磷脂酰乙醇胺羧化 或其乙醇胺与丝氨酸交换生成。 PLA1 PLA2 PLC PLD PLB2 磷脂酶 (phospholipase , PLA) （二）甘油磷脂的降解 PLB1 四、鞘磷酯的代谢 （一） 鞘氨醇的合成 2. 合成原料 1. 合成部位 全身各细胞 内质网 ， 脑组织 最活跃。 软脂酰 CoA、丝氨酸 磷酸吡哆醛、 NADPH+H+、 FAD （二）神经鞘磷脂的合成 二氢鞘氨醇 2HN 鞘氨醇 FAD FADH2 CDP-胆碱 脂酰转移酶
44、合成过程 肝、脑、脾、肾等细胞 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 （三）神经鞘磷脂的降解 第五节 胆固醇代谢 Metabolism of Cholesterol n 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 ) A B C1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 D 环戊烷 多氢菲 14 植物固醇 (29碳 ) 酵母 (28碳 ) n 胆固醇在体内含量及分布 含量 ： 约 140克 分布：
45、 广泛分布于全身各组织中 , 大约 分布在 脑、神经组织； 肝、肾、肠等内脏及皮肤 、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 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 。 一、胆固醇的合成原料为乙酰 CoA和 NADPH 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 1分子胆固醇 18乙酰 CoA + 36ATP + 1
46、6(NADPH+H+) 葡萄糖有氧氧化 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 胆固醇合成 的限速酶 1. 甲羟戊酸 的合成 （三）合成基本 过程 2. 鲨烯的合成 3. 胆固醇的合成 1. 限速酶 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 （四）胆固醇合成受多种因素调节 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。 胆固醇可反馈抑制肝胆固醇的合成。它主要 抑制 HMG-C
47、oA还原酶的合成。 2. 饥饿与饱食 3. 胆固醇 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 。 4. 激素 二、转化成胆汁酸及类固醇激素是 体内胆固醇的主要去路 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。 （一）胆固醇可转变为胆汁酸 胆固醇在在 肝细胞 中转化成 胆汁酸 (bile acid)，随胆汁经胆管排入十二指肠，是体内代 谢的主要去路。 （二）胆固醇可转化为类固醇激素 器官 合成的 类 固醇激素 肾 上腺 皮 质 球状 带 醛 固 酮 皮 质 束状 带 皮 质 醇 皮 质 网状 带 雄激素 睾丸 间质细 胞 睾丸 酮 卵巢 卵泡内膜 细 胞 雌二醇、孕 酮 黄体 （三）胆固醇可转化为维生素 D3的前体 7-脱氢胆固醇 第六节 血浆脂蛋白代谢 Metabolism of Lipoprotein 一、血脂是血浆所含脂类的统称 血浆所含脂类统称 血脂 ，包括：甘油三 酯、磷脂、胆固醇及其酯、游离脂酸等。 外源性 从食物中摄取
