第7章脂类代谢.ppt

墨西哥男子曼努埃尔乌里韦以近公斤体重被吉尼斯世界纪录大全列为“世界上最胖的人”。,中国首胖 梁用 220公斤,哥伦比亚11个月大男婴体重达28公斤,英国监狱被迫释放国内最胖囚犯 254公斤,高脂血症,冠心病,糖尿病,脂肪肝,胆石症,阻塞性睡眠呼吸暂停综合症,肥胖,肥胖症：全身性脂肪堆积过多，导致体内一系列病理生理变化。肥胖度的衡量标准：体重指数（body mass index）BMI=体重（kg）/身高2（M2）2426：轻度肥胖 2628：中度肥胖 28：重度肥胖肥胖症常伴有高血糖、高血脂、高血压、高胰岛素血症。,第 7 章,脂类代谢,Metabolism of Lipids,第五节 血浆脂蛋白代谢,第四节 胆固醇代谢,第三节 磷脂的代谢,第二节 脂肪的代谢,第一节 脂类概述,第一节,脂 类 概 述,概念脂类的一般概念 分类 结构 必需脂肪酸脂类的分布和生理功能脂类的消化吸收,第一节 脂类的概述,什么是脂类？包括哪些成分？人体内脂类的分布？人体内主要脂类的结构？必需脂肪酸？人体内必需脂肪酸有哪些？脂类有什么生理功能？膳食中的脂类消化需要哪些条件？胆汁酸盐在脂类消化中起何作用？与其什么性质有关？小肠粘膜细胞是如何合成甘油三酯的？,Questions？,脂肪和类脂及其衍生物总称为脂类(lipids),三酰甘油(triacylglycerol,TAG)，也称甘油三酯(triglyceride,TG),胆固醇(cholesterol,CHOL)胆固醇酯(cholesterol ester,CE)磷脂(phospholipid,PL)糖脂(glycolipid)鞘脂(sphingolipid),定义:,分类:,类脂(lipoids),脂肪(fat),一、脂类的一般概念,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,甘油,脂类物质的基本构成,甘油 甘油一酯 甘油二酯 甘油三酯,MG DG TG,胆固醇(Cholesterol,Ch),甘油三酯,甘油磷脂(phosphoglyceride),胆固醇酯,X=胆碱、水、乙醇胺、丝氨酸、甘油、肌醇、磷脂酰甘油等。,常为不饱和脂肪酸,鞘 脂,鞘磷脂,鞘糖脂,按营养学角度,脂 肪 酸 的 分 类,按有无不饱和键,按碳链长度,饱和脂肪酸 不饱和脂肪酸,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（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。,不饱和脂肪酸的命名,脂肪酸碳原子的编码体系,编码体系 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1编码体系 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12,CH3 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 COOH,油酸 18:1 9,CH3（CH2）7 CH CH(CH2)7COOH,9,9,亚麻酸 18:3 3,6,9,CH3CH2CH CHCH2CH CH CH2CH CH(CH2)7COOH,3 6 9,15 12 9,哺乳动物不饱和脂肪酸按(或n)编码体系分类,常见的脂肪酸,必需FA 非必需FA,机体不能合成必须由食物供给（含两个双键以上）亚油酸，亚麻酸，花生四烯酸,机体可自身合成（饱和、单不饱和）,必需脂肪酸的功能,1）参与磷脂合成2）与胆固醇代谢关系密切3）与生殖细胞的形成及妊娠、授乳、婴儿生长发育有关4）与前列腺素的合成有关5）可以保护皮肤免受射线损伤6）维持正常的视觉功能,脂酸的来源,自身合成,食物供给,多为饱和脂酸和单不饱和脂酸。,各种脂酸，特别一些不饱和脂酸。,植物油脂,胆固醇,长链饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸相对较多,主要含多不饱和脂肪酸,动物脂肪,EPA DHA,磷脂,鱼贝类相对较多,脑 肝 肾等内脏 蛋类较高,脑 心 肝 肾 蛋黄 大豆较多,亚油酸：普遍存在亚麻酸：豆油 紫苏油较多,EPA（二十碳五烯酸）：C20：5，n-3 DHA（二十二碳六烯酸）：C22：6，n-3,脂类的主要食物来源,二、脂类的分布及生理功能,三、脂类的消化 与吸收,（一）脂类的消化 发生在脂-水界面，需脂肪酶与胆汁酸盐参与。,1.脂肪的消化速度取决于它的表面积。2.增大表面积的因素是乳化，乳化剂主要有胆汁酸盐和磷脂酰胆碱。,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,溶血磷脂+FFA,胆固醇酯,胆固醇+FFA,微团,消化脂类的酶,十二指肠下段及空肠上段。,（二）脂类的吸收,吸收部位,吸收方式,长链脂酸及2-甘油一酯,酯化成TG,胆固醇及游离脂酸,酯化成CE,溶血磷脂及游离脂酸,酯化成PL,肠粘膜细胞,甘油三酯的消化与吸收,脂肪的代谢Metabolism of Triglyceride,第二节,脂肪的分解代谢 脂肪动员 脂肪酸的氧化 脂肪酸的其他氧化方式 酮体的生成和利用 甘油进入糖代谢脂肪酸的合成代谢脂肪的合成代谢多不饱和脂肪酸的重要衍生物,本节主要内容,甘油三酯结构,甘油三酯(triglyceride)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肪酸酯化。,思 考 题,1.是不是体内脂肪的分解都称为脂肪动员？何谓脂肪动员？反应的部位？产物有哪些？关键酶？2.长链脂肪酸是机体能量的重要来源，在胞浆中活化的长链脂酰CoA如何进入线粒体氧化？3.脂肪酸的氧化为何称为-氧化？包括哪几步连续反应？产物是什么？4.临床上糖尿病病人为何会出现酮症酸中毒？5.为什么酮体可看作是肝脏输出能源的一种形式？,一、脂肪的分解代谢,定义 脂肪动员(fat mobilization)是指储存在脂肪细胞中的脂肪，被脂肪酶逐步水解为FFA及甘油，并释放入血以供其他组织氧化利用的过程。,（一）脂肪动员,受 体,肾上腺素胰高血糖素ACTHTSH,甘油三酯,甘油一酯,脂 肪 细 胞 膜,脂 肪 细 胞,脂肪动员示意图,细胞信号转导,激素敏感脂肪酶,与清蛋白结合运输,甘油三酯脂肪酶（激素敏感脂肪酶）胰岛素 肾上腺素前列腺素 去甲肾上腺素 脂解激素 胰高血糖素 禁食、饥饿 交感神经兴奋,抗脂解激素,部 位:限速酶:产 物:产物的转运:,脂肪动员小结,脂肪组织,激素敏感脂肪酶(HSL),三分子游离脂肪酸和一分子甘油,甘油可在血液循环中自由转运,脂肪酸与清蛋白结合成为复合体再 转运,组 织：除脑组织和成熟红细胞外，大多 数组织均可进行，其中肝、肌肉 组织最活跃。,亚细胞：胞液、线粒体,部位,（二）脂肪酸的氧化与分解,脂肪酸的活化（胞液）,脂肪酸的-氧化（线粒体）,乙酰CoA进入三羧酸循环彻底氧化（线粒体）,脂酰CoA进入线粒体,脂肪酸氧化的主要过程,1.脂肪酸的活化（胞液）,脂酰CoA合成酶,ATP AMP PPi,脂酰CoA是脂肪酸的活性形式，代谢活性强。,+CoA-SH,每1分子脂肪酸活化实际消耗2个高能磷酸键。,长链脂酰辅酶A如何进入线粒体?,2、脂酰CoA经肉碱转运进入线粒体（1）载体肉碱（carnitine）L-(CH2)3N+CH2CH(OH)CH2COO-L-3羟-4-三甲氨基丁酸 功能：,运载脂酰CoA进入线粒体,减肥药：左旋肉碱的作用？,是脂肪酸-氧化的主要限速步骤,2）酶：肉碱脂酰转移酶I（限速酶）肉碱脂酰转移酶 肉碱-脂酰肉碱转位酶,肉碱脂酰肉碱转位酶,肉碱脂酰转移酶 I,脂酰CoA合成酶,肉碱脂酰转移酶,肉 碱 脂酰肉碱,线粒体内膜,线粒体外膜,基 质,关键酶,3）长链脂酰CoA进入线粒体的机制,同工酶,脂酰-CoA,活化,转运,氧化,胞浆,调节：饥饿（胰岛素）肉碱脂酰转移酶 饱食（胰岛素）,丙二酰CoA,+,脂酰基进入线粒体基质后，在脂肪酸-氧化多酶复合体的催化下，从脂酰基的-碳原子开始，进行脱氢、加水、再脱氢及硫解等四步连续反应，脂酰基断裂后生成分子比原来少个碳原子的脂酰CoA及1分子乙酰 CoA的过程。,3.脂肪酸的-氧化,概念,反应部位,催化酶,产物,反应过程,（1）-氧化的发现,试验证据 1904年F.Knoop根据用苯环标记脂肪酸饲喂狗的实验结果，推导出了-氧化学说。,（2）脂肪酸-氧化的主要过程,脱氢,加水,再脱氢,硫解,软脂酸为例：脂酰CoA RCH2CH2CO-SCoA反-烯酰CoA RCH CHCO-SCoA L(+)-羟脂酰CoA RCH CH2CO-SCoA-酮脂酰CoA RC CH2CO-SCoA RCO-SCoA CH3CO-SCoA 脂酰CoA（少2C）乙酰CoA,硫解,-氧化的反应过程示意图,脂肪酸-氧化的特点,-氧化过程在线粒体基质内进行-氧化为一循环反应过程，由脂肪酸氧化酶系催化，反应不可逆 需要FAD，NAD+，CoA为辅助因子；每循环一次，生成一分子FADH2，一分子NADH+H+，一分子乙酰CoA和一分子减少两个碳原子的脂酰CoA(-2C)。,定义?,以16碳软脂酸为例(16:0)经过7次-氧化 消耗 FA活化 产生 7 FADH2 7 NADH+H+8 乙酰CoA,106,-2,1.5 7=10.5,2.5 7=17.5,10 8=80,净生成ATP,4脂肪酸氧化的能量生成,-氧化次数：（n/2）-1次,乙酰CoA的数量：（n/2）个,偶数碳原子饱和长链脂肪酸氧化产能的计算公式,碳原子数 碳原子数 ATP净生成数=-1 4+10-2 2 2,软脂酸与葡萄糖在体内氧化产生ATP的比较,软脂肪 葡萄糖,以 mol 计 106 ATP 3032 ATP以 100g 计 50.4 ATP 21.1 ATP能量利用效率 33%33%,脂肪酸-氧化的生理意义,脂肪酸-氧化是体内脂肪酸分解的主要途径，脂肪酸氧化可以供应机体所需要的大量能量。脂肪酸-氧化过程中生成的乙酰CoA是一种非 常重要的中间化合物。,5、奇数碳原子脂肪酸的氧化6、不饱和脂酸的氧化 a.顺式双键需异构为反式双键进行 b.产生ATP数较少7、氧化和氧化,大多数脂肪酸含偶数碳原子，它们通过b-氧化可全部转变成乙酰CoA，但一些植物和海洋生物能合成奇数碳脂肪酸，它们在最后一轮-氧化作用后，产生丙酰CoA。丙酰CoA经过两次异构化，形成琥珀酰CoA。,5.奇数碳原子脂肪酸的氧化,奇数碳脂肪酸,CH3CH2COCoA,D-甲基丙二酰CoA,L-甲基丙二酰CoA,琥珀酰CoA,TAC,奇数碳原子脂肪酸的氧化,丙酰CoA,（5）不饱和脂酸的氧化,特殊需要酶,异构酶 差向异构酶,氧化途径与饱和脂肪酸基本相同,亚油酰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,亚油酸,八碳烯脂酰CoA（2顺）,D(+)-羟八碳脂酰CoA,L(-)-羟八碳脂酰CoA,乙酰CoA,3次氧化,-羟脂酰CoA 差相异构酶,烯脂酰CoA 水化酶,（1）脂肪酸的-氧化,4.脂肪酸的其他氧化方式,底物：动物体内中长链脂肪酸（812C）。反应部位及酶：在肝微粒体中的加单氧酶，还 P450参与。反应部位：末端碳原子，称为位。反应产物：二羧酸。最后变成琥珀酰CoA，直接进入TAC。,（2）脂肪酸的-氧化,氧化部位 哺乳动物的肝和脑组织进行。参 与 酶 微粒体氧化酶系。产 物 少一个碳原子的脂肪酸。,脂肪酸-氧化,乙酰乙酸、-羟丁酸、丙酮三者总称为酮体(acetone bodies)，是脂酸在肝脏线粒体内分解时产生的特殊中间产物。,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（心、肾、脑、骨骼肌等）线粒体,（三）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.酮体在肝细胞中生成,NAD+,NADH+H+,琥珀酰CoA,琥珀酸,CoASH+ATP,PPi+AMP,CoASH,2.酮体在肝外组织利用,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）,3.酮体生成的生理意义,酮体是脂肪酸在肝内代谢的中间代谢物，是肝脏输出能源的一种形式。长期饥饿或糖供应不足时可以代替葡萄糖成为肌肉尤其是脑组织的重要能源。,酮体生成和利用的示意图,酮体与疾病,血浆水平：0.030.5mmol/L-羟丁酸70%、乙酰乙酸30%、丙酮在某些病理条件下，或因饥饿使糖原耗尽，外源糖又供应不足时，肝脏脂肪转变成酮体的量超过肝外组织氧化酮体的能力时，可引起血中酮体升高，形成酮血症。血中酮体过多由尿排出又形成酮尿症。,酮体（-羟丁酸、乙酰乙酸）为酸性物质，若在血中含量过多，超过血液的缓冲能力时，可以引起酮症酸中毒。酮症酸中毒是糖尿病的急性并发症之一。当血酮体阳性而尿酮体阴性或反应较弱时，提示患者存在肾功能衰竭。,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。,脂肪酸氧化,抑制脂酰CoA进入线粒体,甘油直接运至肝、肾、肠等组织。在肝、肾进行糖异生。脂肪及骨骼肌等组织因甘油激酶活性很低，故不能很好利用甘油。,（四）甘油的氧化分解,甘油三酯分解代谢概况,(与清Pr结合运输,至除脑外大部分组织),(运至肝脏),酮体(概念,合成原料,部位,限速酶),二、脂肪的合成代谢,（一）脂肪酸的合成,（三）脂肪的合成,（二）3-磷酸甘油的生成,（四）脂肪合成的调节,组 织：肝（主要）、脂肪、肾、脑、肺、乳腺 及等组织亚细胞：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.合成原料和部位,（一）脂肪酸的合成,合成部位,乙酰CoA、ATP、HCO3-、NADPH、Mn2+,合成原料,乙酰CoA的主要来源:,体内的乙酰CoA都是在线粒体内生成的，而脂肪酸则是在细胞液内合成的。,线粒体内生成的乙酰CoA必须进入胞液才能用于脂肪酸的合成。,？,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,苹果酸,柠檬酸穿梭系统：,NADPH的来源:,磷酸戊糖途径（主要来源）,柠檬酸-丙酮酸循环,（1）乙酰CoA羧化酶,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。,2.参与脂肪酸合成的酶,形式 单体无活性 多聚体有活性变构调节 激活柠檬酸、异柠檬酸 抑制长链脂酰CoA 磷酸化、去磷酸化,化学修饰调节,乙酰CoA羧化酶活性的调节：,H2O,柠檬酸,ATP,ADP,cAMP活化的 蛋白激酶,Pi,蛋白磷酸酶2A,单体(无活性),多聚体(有活性),动物细胞脂肪酸合成酶系由7种酶蛋白（乙酰基转移酶、丙二酰CoA酰基转移酶、-酮脂酰合酶、-酮脂酰还原酶、-羟脂酰脱水酶、烯脂酰还原酶和硫酯酶）和酰基载体蛋白（ACP）聚合在一起组成。酵母细胞中该酶系包含六个酶和ACP，定位于两条肽链上；大肠杆菌的该酶系含六个酶及ACP共七条肽链。,（2）脂肪酸合成酶系,酰基载体蛋白（ACP）是一种低分子量的蛋白质，它是脂肪酸合成过程中脂酰基的载体，脂肪酸合成的各步反应都在ACP的辅基上进行。,中心巯基,脂肪酸合成酶系结构模式,脂肪酸合成酶系结构模式,ACP,乙酰基转移酶 丙二酰基转移酶-酮脂酰合酶-酮脂酰还原酶-羟脂酰脱水酶 烯脂酰还原酶,大肠杆菌,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。,高等动物,3.软脂酸合成的过程,(1)乙酰CoA羧化为丙二酰CoA,以软脂酸（16C）为例,参与软脂酸合成的8分子乙酰CoA中，有7分子需先羧化成丙二酰CoA才能参与脂肪酸的合成。,乙酰CoA,丙二酰CoA,（2）脂肪酸的合成,从乙酰CoA及丙二酰CoA合成长链脂酸，是一个重复加成过程，每一轮的反应均需通过酰基转移、缩合、还原、脱水、再还原等步骤，每次延长2个碳原子。,各种生物合成脂酸的过程基本相似。,底物进入,软脂酸的合成过程,乙酰基转移酶,丙二酰基转移酶,乙酰-丙二酰-酶复合物,乙酰乙酰ACP,D-羟丁酰ACP,-丁烯酰ACP,丁酰ACP,转位,脂酰转移酶,丁酰基由ACP的中心巯基上转移至外周巯基上。ACP上的中心巯基再与新的丙二酰基结合。,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，最终释出软脂酸。,乙酰CoA 7丙二酰CoA 14NADPH14H+H2O,软脂酸14NADP+7CO27H2O8CoA-SH,脂肪酸合成酶系（7次循环）,软脂酸（16C）合成的总反应式：,软脂酸的合成总图,脂肪酸的从头合成与-氧化比较,返回,脂酸碳链的缩短：-氧化脂酸碳链的延长：内质网脂肪酶碳链延长酶系 线粒体延长酶系,4.脂酸碳链的缩短或延长,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，但脂酰基是在CoASH上进行反应，可延长至24碳，以18碳硬脂酸为最多（肝）。,（1）脂酸碳链在内质网中的延长,以乙酰CoA为二碳单位供体，由 NADPH+H+供氢，过程与-氧化的逆反应基本相似，需-烯酰还原酶，每一轮反应增加2个碳原子，可延长至24碳或26碳，以硬脂酸（18C）最多。,（2）脂酸碳链在线粒体中的延长,不饱和脂酸主要有：软油酸、油酸 单不饱和脂酸 亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸 多不饱和脂酸,5.不饱和脂酸的合成,亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸,人体内有4，5，8及9去饱和酶，催化饱和脂肪酸引入双键，使之转变为不饱和脂肪酸。,动物：有4、5、8、9去饱和酶，镶嵌在内质网上，催化饱和脂肪酸引入双键，使之转变为不饱和脂肪酸（至今在体内尚未发现有9以上的去饱和酶，即在第10C与甲基末端之间不能形成双键）。,植物：有9、12、15 去饱和酶。,饱和脂肪酸,不饱和脂肪酸,饱和脂肪酸经去饱和酶催化加氧去饱和生成不饱和脂肪酸,不饱和脂肪酸的转变,(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，异柠檬酸及柠檬酸堆积，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。,脂酸合成的调节,(2)激素调节,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,乙酰CoA羧化酶的共价调节：,6.多不饱和脂肪酸的重要衍生物,前列腺素(prostaglandin,PG)血栓素(thromboxane A2,TXA2)白三烯(leukotriene,LT),为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,（1）前列腺素、血栓素、白三烯的化学结构及功能,前列腺素(PG),PG根据五碳环上取代基和双键位置不同，分 9 型：,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。,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。PGI2促使血管平滑肌舒张，抑制血小板聚集。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。,PG的生理功能,有前列腺酸样骨架，但五碳环为环醚结构取代。,血栓素A2(TXA2),TX的功能,TXA2 强烈促血小板聚集，并使血管收缩，促进凝血和血栓形成（PGI2 对抗它们的作用）。TXA3促血小板聚集，较TXA2弱得多。,PGI2,TXA2,分子中有四个双键,三个共轭双键。,(LTB4),白三烯(LT),LT的功能,LTC4、LTD4及LTE4被证实是过敏反应的慢反应物质，使支气管平滑肌收缩。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。,降血脂及抗动脉粥样硬化作用。抑制血小板聚集、减少血栓形成。抗炎作用。改善脑功能，开发婴儿智力，抗衰老。,合成部位：,合成原料：,合成过程：,1.前列腺素及血栓素的合成,（二）PG、TXA2、LT的合成,PG：除红细胞外的全身各组织TX：血小板,花生四烯酸,2.白三烯的合成,花生四烯酸,氢过氧化廿碳四烯酸,脂过氧化酶（lipoxygenase）,脱水酶,白三烯(LTA4),LTB4、LTC4、LTD4及LTE4等,海洋生物“3A”EPA Eicosapentaenoic acid 二十碳五烯酸DHA Docosahexaenoic acid 二十二碳六烯酸 DPA Docosapentaenoic acid 二十二碳五烯酸,（二）3-磷酸甘油的合成,1、主要来自糖代谢,3-磷酸甘油脱氢酶,NADH+H+,NAD+,甘油激酶,ATP,ADP,3-磷酸甘油,磷酸二羟丙酮,甘油,2、甘油的再利用（磷酸化）,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。,（三）脂肪的合成,肝脏：肝内质网合成TG，组成VLDL入血。,小肠粘膜：利用脂肪消化产物再合成脂肪。,1、合成部位和原料,部位,3-磷酸甘油(主要来自于葡萄糖代谢)脂肪酸,（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）,合成原料,2、合成基本过程,又称：磷脂酸途径,2-甘油一酯,甘油三酯,（1）甘油一酯途径,甘油二酯,（2）甘油二酯途径,3.脂肪合成的调节,（1）代谢物的影响,进食糖,糖代谢,NADPH+乙酰CoA+ATP,合成脂肪有关的酶的活性,异柠檬酸 脱氢酶,(),、异柠檬酸,(+),乙酰CoA 羧化酶,柠檬酸裂解,脂肪酸合成,透出线粒体,柠檬酸,乙酰CoA,饥饿、糖供应不足,脂肪动员,（一）,脂酰CoA,乙酰CoA羧化酶活性,（胞液）,（一）,柠檬酸合酶,（线粒体）,透出线粒的柠檬酸,乙酰CoA羧化酶激活作用,生成乙酰CoA,脂肪酸的合成,（1）代谢物的影响,（2）激素调节,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,乙酰CoA羧化酶的共价调节：,胰岛素是调节脂肪合成的主要激素,乙酰CoA,柠檬酸,丙二酰CoA,软脂酰CoA,胰岛素,（+）,柠檬酸裂解酶,乙酰 CoA羧化酶,（一）,脂肪肝,脂肪肝：,是由于各种原因引起的肝细胞内脂肪堆积过多的病变，是一种常见的临床现象。,原因：,脂肪来源过多 酒精,VLDL合成障碍 肥胖，缺乏运动,临床表现:,找出病因、调整饮食结构、适当运动等,症状一般表现为食欲不振、乏力、肝区闷胀不适、呕吐等。,治疗:,预防：,燕麦 玉米 海带 大蒜 牛奶 洋葱 红薯,甘油三酯合成代谢小结,合成部位：,肝、脂肪组织,内质网,小肠粘膜细胞,合成原料：,脂酰CoA,3-磷酸甘油,脂酰CoA,甘油一酯,甘油二酯途径,合成过程：,甘油一酯途径,终产物：,甘油三酯,脂肪酸,主要由糖酵解途径中产生的磷酸二羟丙酮经还原生成,脂肪酸的合成：,合成部位：,肝脏组织,细胞液,合成原料：,乙酰CoA,NADPH+H+等,合成过程：,柠檬酸丙酮酸循环,一次循环：缩合、加氢、脱水、再加氢 延长2C,终产物：,软脂酸,糖分解,乙酰CoA丙二酰CoA（限速酶：乙酰CoA羧化酶）,多不饱和脂肪酸衍生物,第三节 磷脂的代谢 Metabolism of Phospholipid,磷脂的结构和功能甘油磷脂的合成与分解代谢鞘磷脂的合成与分解代谢,本节主要内容：,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，是生物膜的主要组分）鞘 磷 脂：由鞘氨醇构成的磷脂（是神经组织各 种膜如神经髓鞘的主要结构脂之一）,一、磷脂的分类、结构和功能,分类：,1、甘油磷脂,组成：甘油、脂酸、磷脂、含氮化合物,结构：,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。,CH2O OCH CH2O,-C-R1,R2-C-,O,O,3,-C-R1,O,TG,O P OH OH,磷脂酸,X,磷脂,胆碱,磷脂酰胆碱,胆胺,磷脂酰胆胺,丝氨酸,磷脂酰丝氨酸,甘油,磷脂酰甘油,磷脂酰甘油,二磷脂酰甘油,磷脂酰肌醇(phosphatidyl inositol),磷脂酰丝氨酸(phosphatidyl serine),二软脂酰胆碱,R1、R2为软脂酸,X为胆碱,由型肺泡上皮细胞合成，可降低肺泡表面张力。,心磷脂（二磷脂酰甘油),机体内几类重要的甘油磷脂,甘油磷脂的结构,极性的头部,疏水的尾部,磷脂双分子层的形成,极性头,疏水尾,2、鞘脂 含鞘氨醇或二氢鞘氨醇的脂类。,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,甘油磷脂的功能,含一个极性头、两条疏水尾，构成生物膜的磷脂双分子层（卵磷脂存在于细胞膜中，心磷脂是线粒体膜的主要脂质）。构成血浆脂蛋白。参与细胞信号转导（磷脂酰肌醇）。作为乳化剂，促进脂类的消化吸收与转运。,合成部位,合成原料及辅因子,二、甘油磷脂的代谢,（一）甘油磷脂的合成,全身各组织内质网，肝、肾、肠等组织最活跃。,脂肪酸、甘油、磷酸盐、胆碱、丝氨酸、肌醇、ATP、CTP等。,丝氨酸,胆碱、乙醇胺的活化,3.合成基本过程,（1）二酰甘油合成途径 脑磷脂、卵磷脂,磷脂酸,CDP-甘油二酯,磷脂酰丝氨酸,二磷脂酰甘油,磷脂酰肌醇,合成酶,（2）CDP-二酰甘油合成途径 磷脂酰肌醇、磷脂酰丝氨酸、心磷脂,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。,甘油磷脂还有其他合成方式，如：,磷脂酶(phospholipase,PLA),（二）甘油磷脂的分解,溶血磷脂2,溶血磷脂1,磷脂酶A1水解的产物：溶血卵磷脂2和游离的饱和脂肪酸。磷脂酶A2水解的产物：溶血卵磷脂1和游离的不饱和脂肪酸。磷脂酶C水解的产物：甘油二酯和磷酸含氮化合物。,各种磷脂酶水解的产物,磷脂酶D水解的产物：磷脂酸和含氮化合物。溶血磷脂磷脂酶B1水解的产物：游离的饱和脂肪酸和甘油磷酸含氮化合物。溶血磷脂磷脂酶B2水解的产物：游离的不饱和脂肪酸和甘油磷酸含氮化合物。,存在于细胞溶酶体、蛇、蜂、蝎毒。产物为溶血磷脂2。,它广泛存在于生物体内,尤其富含于哺乳动物胰脏的分泌液和蛇与昆虫的毒液中，产物为溶血磷脂1。急性胰腺炎时，组织中的溶血磷脂A2原被激活。,存在于细胞膜、蛇毒及某些细菌。,主要存在于高等植物，动物脑组织亦有。,磷脂酶 A1:,磷脂酶 A2:,磷脂酶 C:,磷脂酶 D:,磷脂酰胆碱,磷脂酶A2,溶血磷脂酰胆碱1,表面活性强，引起溶血或细胞坏死。,三、鞘磷酯的代谢,（一）鞘磷脂的合成,2.合成原料,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+及FADH2,3.合成过程,脂酰基转移酶,（神经酰胺）,CDP-胆碱,脑、肝、肾、脾等细胞溶酶体中的 鞘磷脂酶(属于PLC类),磷脂胆碱,神经酰胺,神经鞘磷脂,（二）神经鞘磷脂的分解,尼曼-匹克病（Nicmann-Pick病）由于缺乏神经鞘磷脂酶，未水解的神经鞘磷脂逐渐沉积于肝、脾、神经系统等器官的巨噬细胞内，形成Nicmann-Pick细胞。病变可累及全身各器官。,第四节胆固醇代谢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,（一）胆固醇(cholesterol)结构：,固醇共同结构：环戊烷多氢菲,一、胆固醇概述,动物胆固醇(27碳),RCOO-,胆固醇酯,植物(29碳),酵母(28碳),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,（二）胆固醇在体内的分布和生理功能,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。,（三）胆固醇的消化吸收,自身合成（700mg/d）食物（内脏、蛋黄、奶油、肉）,胆固醇,游离胆固醇胆固醇酯 游离胆固醇,胰胆固醇酯酶,吸收,来源：,影响胆固醇吸收的因素,1.食物胆固醇,2.胆汁酸盐,3.食物脂肪及脂肪酸,4.植物固醇,5.纤维素、果胶,6.某些药物,此外，肠道细菌能转化Ch为类固醇排出，长期服用广谱抗生素，会增加Ch吸收。,二、胆固醇的生物合成,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、滑面内质网,（一）合成部位,1分子胆固醇,18乙酰CoA+36ATP+16(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,（三）合成基本过程,甲羟戊酸的合成,鲨烯的合成,胆固醇的合成,甲羟戊酸的合成,鲨烯的合成,胆固醇的合成,羊毛固醇(30C),鲨烯(30C),胆固醇(27C),胆固醇的酯化,（1）细胞内胆固醇的酯化,脂酰CoA胆固醇脂酰转移酶,胆固醇 胆固醇酯,（2）血浆中胆固醇的酯化,LCAT(卵磷脂胆固醇脂酰转移酶),限速酶HMG-CoA还原酶,（四）胆固醇合成受多种因素调节,1.激素,胰高血糖素及皮质醇,HMG-CoA还原酶,甲状腺素还促进胆固醇在肝转变为胆汁酸。,胰岛素及甲状腺素,胆固醇,2.食物种类的影响,高糖、高饱和脂肪膳食时，能诱导肝HMG-CoA还原酶合成。,糖及脂肪代谢产生的乙酰CoA、ATP、NADPH+H+等增多,过多的蛋白质，因丙氨酸及丝氨酸等代谢提供了原料乙酰CoA,胆固醇合成增加,胆固醇可反馈抑制肝胆固醇的合成。它主要抑制HMG-CoA还原酶的合成。,3.胆固醇,三、胆固醇在体内的转变和排泄,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）胆固醇转变为胆汁酸,胆固醇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（40%)。,（二）胆固醇可转化为类固醇激素,（三）胆固醇可转化为维生素D3的前体,胆固醇的排泄,肠道细菌还原,大部分胆固醇,胆汁酸,肝,肠,胆汁酸的肠肝循环,小部分胆固醇：,胆固醇,粪固醇 排泄,构成身体的脂质,疏水,头部亲水尾部疏水,亲水部分和疏水部分,储能供能、维持体温恒定,构成生物膜的主要成分,动物细胞膜的重要成分、合成部分激素和维生素的原料,第五节,Metabolism of Lipoprotein,血浆脂蛋白代谢,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,本节主要内容,一、血脂,血浆中所含的脂类统称血脂，包括：甘油三酯、磷脂、胆固醇及其酯以及游离脂酸。,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,定义,来源,（一）血脂的组成及含量,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。,正常成人空腹血脂的组成及含量,(二)血脂的来源和去路,血脂,食物中脂类体内合成脂类脂库动员释放,氧化供能进入脂库储存构成生物膜转变成其他物质,脂蛋白,血脂+载脂蛋白质,游离脂肪酸+清蛋白,复合体,（疏水）（亲水）,（亲水）,二、血浆脂蛋白（lipoprotein）,血脂与血浆中的蛋白质结合而形成的颗粒状亲水复合体称为血浆脂蛋白(lipoprotein)，是血脂在血浆中存在及运输的主要形式。,分类方法：超速离心法电泳法,（一）血浆脂蛋白的分类,各种脂蛋白所含脂类及蛋白质不同，其密度、颗粒大小、表面电荷、电泳行为等不同。,1.超速离心法：各种脂蛋白因所含脂类及蛋白质的质和量不同而导致其密度大小不同。,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),密度 颗粒,乳糜微粒(CM)极低密度脂蛋白（VLDL）低密度脂蛋白（LDL）高密度脂蛋白（HDL）,超速离心法：,2.电泳法,原理：各类脂蛋白的表面电荷不同、颗粒大小差异,在电场中迁移率不同而达到分离,（二）血浆脂蛋白的组成,各种脂蛋白的组成CM:LDL:VLDL:HDL:,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）脂蛋白的结构,1984年 Brown和Goldstein提出的LDL结构,apoA-,apoC-,游离胆固醇,磷 脂,apoB-100,apoB-48,磷脂单分子层,胆固醇酯,脂蛋白疏水核心,甘油三酯,CM VLDL:TG LDL HDL:CE,载脂蛋白(apolipoprotein,apo)指血浆脂蛋白中的蛋白质部分。,apo A:A、A、Aapo B:B100、B48apo C:C、C、Capo Dapo E,（四）载脂蛋白,定义：,种类,血浆脂蛋白的组成,调节脂蛋白代谢关键酶活性,A激活LCAT(卵磷酯胆固醇脂转移酶)C激活LPL(脂蛋白脂肪酶)A辅助激活LPLC抑制LPLA激活HL(肝脂肪酶),A识别HDL受体B100，E 识别LDL受体,参与脂蛋白的合成和分泌 结合和转运脂质，稳定脂蛋白的结构 介导脂蛋白与脂蛋白受体的识别结合,功能：,依据结构决定功能的思想，你能否猜测出脂蛋白具有怎样的功能吗？,运输脂类物质，与血脂的代谢关系密切。,（一）血浆脂蛋白代谢中的主要酶1.LPL（脂蛋白脂酶）存在于组织毛细血管内皮细胞表面作用：使CM中的TG、磷脂逐步水解，产生甘油、脂肪酸及溶血磷脂等，供细胞代谢或储存。Apo C是其激活剂。,三、血浆脂蛋白代谢,2.HL（肝脂肪酶）部位：主要在肝细胞合成 功能：水解脂蛋白中的TG和磷脂 参与细胞对脂蛋白的结合和摄取,3.LCAT（卵磷脂胆固醇脂酰转移酶）部位：肝脏合成，在血液中发挥作用。功能：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 使胆固醇酯进入HDL内核逐渐增多 促进新生HDL成熟，参与胆固醇的逆向转运,脂蛋白代谢三种关键酶的比较,来源：,1.乳糜微粒（CM）,血浆脂蛋白是血脂的运输形式，但代谢和功能各异。,（二）血浆脂蛋白代谢,小肠黏膜细胞合成,组成：,代谢：,成熟,ApoE,运输外源性TG及胆固醇。,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）,CM的生理功能：,合成部位：小肠粘膜细胞主要物质：甘油三酯约90%功能：运输外源性甘油三酯和胆固醇半衰期短（515min），空腹血浆不含CMCM，高脂血症，血浆浑浊,乳糜微粒CM代谢小结,来源：,+apo B100、E,肝细胞合成的TG磷脂、胆固醇,以肝脏为主，小肠可合成少量。,2.极低密度脂蛋白（VLDL）,组成：,代谢：,PL C,极低密度脂蛋白（VLDL）代谢小结,合成部位：肝脏主要物质：甘油三酯约60%血浆中的半衰期：612h功能：运输内源性甘油三酯及胆固醇VLDL，高脂蛋白血症,来源：在血浆中由VLDL转变而来。,代谢：,3.低密度脂蛋白（LDL）,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。,（1）LDL受体代谢途径,代谢过程,（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。,LDL的非受体代谢途径,