脂质代谢.ppt.ppt

第八章 脂类代谢,本章的主要内容,1.了解脂类的主要生理功能,4.了解血浆脂蛋白的分类,掌握血浆脂蛋 白组成和结构及其代谢,2.掌握脂酸的-氧化、酮体的生成 与利用及其调节,3.掌握胆固醇的生物合成及其调节,脂类的概念：,脂类是脂肪和类脂的总称，不溶于水而溶于有机溶剂。,脂类(Lipids),脂肪又称三酰甘油或甘油三酯(triglyceride,TG),类脂,胆固醇(cholesterol,Ch)胆固醇酯(cholesteryl ester,CE),磷脂(phospholipid,PL),糖脂(glycolipid,GL),DG:1,2-二酰甘油or 甘油二酯,TG:三酰甘油or甘油三酯,MG:2-单酰甘油or 甘油一酯,第一节 脂类的主要生理功能,一、储能和氧化供能,1g脂肪在体内彻底氧化供能约38kJ，而1g糖彻底氧化仅供销能16.7kJ.,脂肪组织储存脂肪,约占体重1020%.,合理饮食 脂肪氧化供能占2030%,空腹 脂肪氧化供能占50%以上,禁食13天 脂肪氧化供能占85%,饱食、少动 脂肪堆积，发胖,三、参与代谢调控,花生四烯酸,前列腺素等生物活性物质,磷脂酰肌醇,三磷酸肌醇、甘油二酯（第二信使）,四、保护内脏与维持体温,至今在体内尚未发现有9以上的去饱和酶，即在第10C与碳原子之间不能形成双键。,必需脂酸 指人体不能合成，必需由食物提供的脂酸，有3种：,亚油酸(18C:2,9,12),亚麻酸(18C:3,6,9,12),花生四烯酸(18C:4,5,8,11,14)（半必需）,五、转变成多种重要的生理活性物质,胆固醇,类固醇激素、Vit D3,第二节 脂类的消化吸收,一、脂类的消化,小肠上段是主要的消化场所,脂类(TG、Ch、PL等),微团,胆汁酸盐乳化,胰脂肪酶、辅脂酶等水解,甘油一酯、溶血磷脂、长链脂酸、胆固醇等,混合微团,乳化,增加酶对脂类物质的接触面，利于酶的催化作用,二、脂类的吸收,在十二指肠下段及空肠上段吸收,消化产物乳化成混合微团,扩散,小肠粘膜细胞内,重新酯化,载脂蛋白结合,乳糜微粒,门静脉,肝脏,第七节 血浆脂蛋白代谢,一、血脂二、血浆脂蛋白的分类、组成及结构三、载脂蛋白四、血浆脂蛋白的代谢五、血浆脂蛋白代谢异常,一、血脂,1.血脂:血浆中所含脂类的总称，主要包括甘油三酯、磷脂、胆固醇、胆固醇酯及游离脂肪酸等。,由肝脏、脂肪细胞及其他组织合成后释放入血；,2.血脂来源：,肠道中食物脂类的消化吸收；,储存脂肪动员释放入血。,3.血脂的去路：与脂的功能一致,进入脂肪组织储存；,构成生物膜；,氧化供能；,转变为其他物质。,二、血浆脂蛋白的分类、组成及结构,（一）血浆脂蛋白的分类 1.电泳法,按其移动的快慢，可将脂蛋白依次分为：-脂蛋白、前-脂蛋白、-脂蛋白，乳糜微粒在原点不动,CM,前,血浆脂蛋白琼脂糖凝胶电泳图谱,-CM CM-VLDL 2-前-LDL 1-HDL A-,血清蛋白电泳 血浆脂蛋白电泳 超速离心（琼脂糖凝胶电泳）,2.超速离心法,按密度大小依次为：,HDL又可分为HDL1、HDL2、HDL3等亚类。,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）,密度,尚有脂蛋白(a)（Lp(a)）。游离脂肪酸(FFA)与清蛋白结合而运输.,颗粒,血浆脂蛋白分类示意图,(二)血浆脂蛋白的组成,主要由蛋白质、甘油三酯、磷脂、胆固醇及其酯组成，但不同的脂蛋白的蛋白质和脂类的组成比例及含量各不相同。各种脂蛋白的功能亦不相同。,血浆脂蛋白的组成、性质及功能,CM VLDL LDL HDL LP(a),蛋白质 0.52 510 2025 4550 2231,TG 8095 5070 812 36 310,PL 57 15 20 2030 1923,CE 3 1012 4042 1517 2640,Apo A C B48 C B100 E B100 A AC(a)B100,合成部位 小肠粘膜 肝细胞 血浆、肝 肝、小肠 肝细胞,功能 转运外源 转运内源 转运内源 逆向转运 抑制纤溶 甘油三脂 甘油三脂 胆固醇 胆固醇 酶原激活,(三)血浆脂蛋白的结构,三、载脂蛋白(apolipoprotein,Apo)血浆脂蛋白中的蛋白质部分。,Apo作为脂蛋白的结构成分，具有以下主要功能：,(1)结合和转运脂类；双性-螺旋结构,(2)调节酶活性；,(3)作为脂蛋白受体的配体。,Apo至少有20种，分为ApoA(A、A)、(B100、B48)、C(C、C、C)、D、E、F、J及Apo(a)。,卵磷脂胆固醇脂酰转移酶(lecithin cholesterol acyl transferase,LCAT),特殊的脂质转运蛋白（Lipid transfer protein,LTP）:,胆固醇酯转运蛋白(CETP),脂蛋白脂肪酶(lipoprotein lipase,LPL),磷脂转运蛋白(PTP),甘油三酯转运蛋白(TTP),肝脂肪酶(hepatic lipase HL),LCAT,胆固醇的酯化（血液中）,RCOSCoA 脂酰CoA,ACAT脂酰CoA:胆固醇脂酰转移酶,胆固醇的酯化（细胞中）,HSCoA,载脂蛋白对酶活性的影响,主要载脂蛋白,Apo 来 源 分 布 功 能,A1 肠、肝 HDL、CM 激活LCAT、识别HDL受体,A 肠、肝 HDL、CM 激活HL、抑制LCAT,B100 肝 LDL、VLDL 识别LDL受体,C 肝 CM VLDL HDL 激活LPL,(a)肝 Lp(a)抑制纤溶,CETP 肠 HDL 转运胆固醇,PTP 肠 HDL 抑制磷脂,E 肝 CM VLDL HDL 识别LDL受体及肝LRP,主要脂蛋白受体,受体 识别的Apo 识别的Lp,LDL受体 ApoB100,E LDL VLDL(ApoB100.E受体),ApoE受体 ApoE CM残粒,VLDL残粒 LRP(脂蛋白受体相关蛋白）,清道夫受体 修饰的ApoB100 修饰的LDL(修饰的LDL受体),四、血浆脂蛋白的代谢,（一）乳糜微粒（CM）,1.合成部位及来源:小肠粘膜细胞内合成。食物,2.主要代谢变化:新生CM从HDL获得ApoC、E转变为成熟的CM，Apo C激活肝外毛细血管内皮细胞表面的LPL，从而使CM中的TG反复水解（90%以上），表面过多的ApoA、C及磷脂、Ch转移给HDL，并从HDL处接受CE（CETP协助）。成为 富含胆固醇酯、apoB48、ApoE 的CM残粒。,*代谢变化：,新生CM（小肠）,血,成熟CM(血),CM残粒（肝摄取）,TG、Ch apoB48、A,LPL,TG、Ch apoB48、A apoC、E,CE apoB48apoE,乳糜微粒(CM)代谢过程,新生的CM,经淋巴循环，进入血液循环,CM,部分ApoA,HDL,ApoC、E,成熟CM,Apo C+,LPL将CM中的TG水解,FFA、Gly,CM表面过量的ApoA、C，PL，Fch,HDL,CEPT促进Ch酯化,CM残粒,迅速被肝清除,被LRP清除,Apo B100、E受体清除,3.清除方式:迅速被肝脏清除，一半通过LRP，另一半则通过ApoB100E受体。,4.生理功能:转运外源性TG。,CM特点:CM颗粒大能使光散射，密度小。空腹血中不含CM!饭后血清，4过夜形成奶油层。,（二）极低密度脂蛋白（VLDL）,1.合成部位及来源:主要是肝脏合成，禁食时小肠粘膜细胞少量。肝细胞内的PL、CE及ApoB100、E与新合成的TG形成新生的VLDL。,2.主要代谢变化:与CM相似。从HDL获得apoC、E转变为成熟的VLDL，Apo C激活肝外毛细血管内皮细胞表面的LPL，从而使VLDL中的TG反复水解，表面过多的ApoC及PL、Ch转移给HDL，并接受HDL的CE（CETP协助）。成为富含ApoB100、E 的VLDL残粒（旧称中间密度脂蛋白，IDL）。,*代谢变化：新生VLDL 成熟VLDL 残粒（IDL）（肝）（血）（部分肝摄取）,LPL,TG、Ch、PL、apoB100、E,TG、Ch apoB100、E、C,TG、CE apoB100、E,CE apoB100,LDL,LPL,新生VLDL,进入血液,VLDL,HDL,成熟VLDL,ApoC+,LPL水解其中的TG,FA、Gly,VLDL表面的过量的ApoC、PL及Ch,HDL,CETP促进HDL的CE到VLDL,VLDL颗粒逐渐变小，ApoB100、ApoE含量相对增多，密度逐渐增加,VLDL残粒（IDL）,小部分被肝细胞上的LRP摄取,部分被ApoB100、E受体摄取代谢,约50%被LPL、HL进一步水解去除TG，其表面的ApoE移至HDL，同时CEPT促进CE从HDL移至VLDL残粒,富含CE和ApoB100的LDL,VLDL 的代谢过程,3.清除方式:大部分通过ApoB100、E受体清除；一部分则通过LRP清除；少于50%的VLDL残粒被LPL和肝HL进一步水解，转移表面ApoE给HDL并接受CE，最后转变成为LDL。,4.生理功能:转运内源性TG。亦具逆向转运Ch功能。,VLDL亦为较大颗粒，当血中水平升高时，血清外观呈乳浊，但4过夜不形成奶油层。,（三）低密度脂蛋白（LDL）,1.合成部位及来源:一部分（约50%）由VLDL转变而来，一部分是肝脏合成。,3.清除方式:LDL的降解主要通过LDL受体途径，其中6570 血浆LDL是依赖肝脏的LDL受体途径降解。,4.生理功能:转运肝脏合成的Ch到周围组织。亦具逆向转运Ch功能。,2.主要代谢变化:接受HDL的CE。,LDL受体途径,LDL与受体结合,氨基酸,胆固醇,内质网,4.构成细胞膜,LDL受体途径的生理意义在于：,该途径能反馈抑制内源性胆固醇的合成(抑制内质网Ch合成的限速酶HMG-CoA还原酶活性)，并反馈抑制LDL受体合成（抑制其基因表达，称负调节或降调节），使细胞避免胆固醇酯的过量堆积；,受体对LDL具有高度亲和性，使细胞在血浆低浓度胆固醇条件下能得到所需的胆固醇。,脂酰CoA:胆固醇脂酰转移酶(acyl CoA:cholesterol acyl transferase,ACAT)-催化Ch酯化.,（四）高密度脂蛋白（HDL）,1.合成部位及来源:肝脏（主）；小肠（少）；血中CM、VLDL的GT被LPL降解后脱落的表面成分亦形成HDL。,表面消耗的PL、Ch从细胞膜、CM和VLDL处补充,随CE内移HDL变为球状;表面ApoC、E转移至CM、VLDL后成为成熟的HDL3。,HDL3 接受Ch并酯化内移，还接受CM、VLDL脂解后的表面成分成为HDL2。,2.主要代谢变化:新生HDL为圆盘状双脂层结构。其表面ApoA1激活LCAT水解卵磷脂，产物溶血磷脂(释放入血)和CE(转入HDL核心)；,HDL代谢过程,CM、VLDL,CM、VLDL残粒,新生HDL,LCAT,HDL3,肝 外 细 胞,Ch,CM、VLDL（细胞膜）,PLChApoAC,CE,LCAT,Ch不断得到,HDL2,LCAT,HDL1,Ch Apo E,HDLR,CE,VLDL,LDLR,CETP CE,LDL,LRP,肝外LDLR,饱和,降调节,无饱和现象,HL选择作用HDL2水解TG、PL,肝,HDL循环,小肠,HDL2与CM、VLDL的脂解（LPL活性）密切相关。如缺乏Apo C，则LPL活性降低，CM、VLDL脂解减弱，HDL2含量降低。如冠心病、糖尿病时，血浆HDL2/HDL3比值(临床评价AS和冠心病的危险性)下降。,HDL2再增加CE并从肝外组织获得ApoE，成为 HDL1，另HL选择性作用于HDL2,水解TG和PL(兼),使HDL2 转变成为HDL3。故正常人血浆HDL1中极少，仅摄入高Ch时增加，HDL1又称HDLc。,3.清除方式:HDL主要被肝脏的HDL受体清除。,4.生理功能:胆固醇的逆向转运(reverse cholesterol transport,RCT)。被认为是抗AS性脂蛋白。,(五)脂蛋白(a)Lp(a),合成部位：肝脏代谢：独立的脂蛋白参考值：高度偏态分布 大多数血浆Lp(a)0.2g/L临床意义：血浆Lp(a)0.3g/L与As呈正相关 致As的独立危险因素 与传统的危险因素无关 与传统的抗危险因素无相关性,各型血浆脂蛋白的比较,CM VLDL LDL HDL Lp(a),来源,小肠粘膜细胞,关键酶,LPL,主要功能,肝细胞合成,LPL,血VLDL肝合成,ACAT（内质网）,转运内源性Ch,肝及小肠,LCAT,逆向转运胆固醇,转运外源性TG,转运内源性TG,肝细胞,抑制纤溶酶原激活,（六）高脂血症与高脂蛋白血症,空腹血浆中的脂类水平高于参考值上限者称为高脂血症。临床常见的有高胆固醇血症、高甘油三酯血症等。,分原发性和继发性二大类。,临床上通常将空腹血浆中一种或几种LP含量明显升高称高脂蛋白血症。诊断标准：成人 TG 2.26mmol/L 胆固醇 6.21mmol/L,世界卫生组织将高脂蛋白血症分为6型。,高脂蛋白血症分型,类型,LP变化,血脂变化,病 因,LDL受体基因(已发现200多种突变型）,受体阴性突变；受体前体加工缺陷型突变；受体结合缺陷型突变；受体内吞缺陷型突变；再循环缺陷型。,第四节 三酰甘油代谢,一、三酰甘油的合成代谢二、三酰甘油的分解代谢三、脂酸的合成代谢四、多不饱和脂酸的重要衍生物,三酰甘油(triacylglycerol,TG)或甘油三酯(triglyceride,TG)（一）部位 肝、脂肪组织和小肠（二）合成原料及酶类 原料：甘油、单酰甘油（MG)及脂酸 酶类：脂酰CoA合成酶 脂酰CoA转移酶（三）合成过程 单酰甘油（MG）途径：小肠 二酰甘油（DG）途径：肝、肾,一、三酰甘油的合成代谢,合成部位：以肝、脂肪组织及小肠为主。,脂肪细胞合成、储存、动员脂肪,小肠脂肪 CM,肌肉,肾,心,动员 FFA,肝糖 脂肪 VLDL,食物脂肪（外源）,CM,CM,VLDL,FFA,脂肪代谢概况,合成脂肪（内源）,1.甘油一酯途径,CoASH,DG,2.甘油二酯途径,葡萄糖,磷脂酸,TG,二、甘油三酯的分解代谢,（一）脂肪的动员,概念：储存于脂肪细胞中的脂肪，在3种脂肪酶作用下逐步水解为游离脂酸和甘油，释放入血供其他组织利用的过程，称脂肪的动员。,激素敏感脂肪酶(HSL):甘油三酯脂肪酶是脂肪动员的限速酶，其活性受多种激素调节，故称激素敏感脂肪酶。,脂解激素：促进脂肪动员的激素。肾上腺素、胰 高血糖素、促肾上腺皮质激素、生长素。,抗脂解激素：抑制脂肪动员的激素。胰岛素、前列腺素E1。,脂肪动员的激素调节作用,ATP,cAMP,5-AMP,TG脂肪酶,ATP,ADP,甘油三酯,甘油,脂肪酸,胰高血糖素 生长素肾上腺素,脂解激素,+,胰岛素,抗脂解激素,腺苷酸环化酶,无活性,蛋白激酶,有活性,蛋白激酶,+,无活性,有活性,+,+,甘油代谢,甘油二酯,磷脂,CO2+H2O,糖,糖异生,（二）脂酸的氧化,脂酸-氧化是在脂酰基-碳原子上进行脱氢、加水、再脱氢和与-碳原子之间断裂的过程。,饱和脂酸的-氧化,此过程是在一系列酶的催化下完成的。脂酸必须先在胞液中活化为脂酰CoA，然后进入线粒体-氧化。,Franz Knoop与脂肪酸的-氧化 Franz Knoop（18751946）德国生物化学家。在1904年他29岁时，用不能被机体分解的苯基标记脂肪酸的甲基，以此喂犬或兔后发现，如喂苯标记的偶数碳原子脂肪酸例如C6H5-CH2（CH2）2nCOOH，则主要代谢产物是苯乙酸（C6H5-CH2COOH）。苯乙酸以其甘氨酸结合物苯乙尿酸（C6H5-CH2CO-NHCH2COOH）从尿中排出。如喂苯标记的奇数碳原子脂肪酸例如C6H5-CH2（CH2）nCOOH，则主要代谢产物是苯甲酸（C6H5COOH），苯甲酸以其甘氨酸结合物马尿酸（C6H5CO-NH-CH2COOH）从尿中排出。,位于内质网和线粒体外膜的脂酰CoA合成酶催化脂酸与CoA-SH 生成活化的脂酰CoA。,RCOOH,+,CoASH,RCOSCoA,脂酰CoA合成酶,ATP,AMP+PPi,Mg2+,1.脂酸的活化 脂酰CoA的生成（胞液）,H2O,2Pi,反应不可逆！,脂肪酸,脂酰CoA,（二）脂酸的-氧化,脂酸氧化的酶系存在线粒体基质内，但胞液中活化的长链脂酰CoA（12C以上）却不能直接透过线粒体内膜，必须与肉碱(carnitine，L-羟-三甲氨基丁酸)结合成脂酰肉碱才能进入线粒体基质内。,RCO-SCoA,CoA-SH,肉碱脂酰转移酶,2.脂酰CoA进入线粒体,反应由肉碱脂酰转移酶(CAT-1和CAT-ll)催化：,FFA+CoASH+ATP,AMP+PPi,脂酰 SCoA,肉碱,脂酰肉碱,CoASH,脂酰肉碱,CoASH,脂酰 SCoA,肉碱,此过程为脂酸-氧化的限速步骤，CAT-l是限速酶，丙二酸单酰CoA是强烈的竞争性抑制剂。饥饿、高脂低糖膳食或糖尿病时，CAT-1活性增强。,脂酰CoA进入线粒体基质后，经脂酸-氧化酶系的催化作用，在脂酰基-碳原子上依次进行脱氢、加水、再脱氢及硫解4步连续反应，使脂酰基在与-碳原子间断裂，生成1分子乙酰CoA和少2个碳原子的脂酰CoA，,3.脂酸的-氧化,具体步骤如下:,(1)脱氢,H2O,(2)加水,(3)再脱氢,(4)硫解,(1)脱氢,CoA-SH,-酮脂酰 CoA硫解酶,1分子软脂酸(16C)活化生成的软脂酰CoA经7次-氧化.总反应式如下:,软脂酰CoA+7FAD+7NAD+7CoASH+7H2O 8乙酰CoA+7FADH2+7(NADH+H+),1分子软脂酸彻底氧化共生成:(27)+(37)+(128)=131分子ATP,4.脂酸氧化的能量生成,减去脂酸活化时消耗的2分子ATP，净生成129分子ATP。,(三)脂酸的其他氧化方式 1.不饱和脂酸的氧化,体内不饱和脂酸约占脂肪酸总量的一半以上。也在线粒体中进行氧化。在未遇双键前的反应过程与饱和脂酸的氧化完全相同。,但天然脂酸的顺式双键需经线粒体特异3-顺2-反烯酰CoA异构酶催化：(如油酸=18:1,9),多不饱和脂酸如亚油酸(18:2,9,12)的另双键还需2,4-二烯酰CoA还原酶.,异构酶,顺3-烯酰CoA,反2-烯酰CoA,2.过氧化酶体脂酸氧化,C20,C22长链脂酸,较短链脂酸,过氧化酶体,FAD,FADH2 H2O2,3.丙酸的氧化,奇数碳原子脂酸氧化后还生成1分子丙酰CoA。,丙酰CoA,瑚珀酰CoA,三羧酸循环,（四）酮体的生成及利用,脂酸在心肌、骨骼肌等组织中-氧化生成的大量乙酰CoA，通过TAC彻底氧化成CO2和H2O。然而在肝脏中脂酸氧化生成的乙酰CoA，有一部分转变成乙酰乙酸、羟丁酸及丙酮。这三种中间产物统称为酮体(ketonebodies)。-羟丁酸约70，乙酰乙酸约30，丙酮含量极微。,酮体的生成 肝细胞线粒体中含有活性较强的酮体合成的酶系。脂酸在线粒体氧化生成的乙酰CoA是合成酮体的原料。,酮体的生成途径,CoASH,乙酰乙酰CoA硫解酶,CoASH,HMG-CoA 合酶,HMG-CoA 裂解酶,NADH+H+,NAD+,-羟丁酸脱氢酶,CO2,乙酰乙酸 脱羧酶,关键酶,2.酮体的利用,酮体在肝脏合成，但肝脏缺乏利用酮体的酶，因此不能利用酮体。酮体生成后进入血液，输送到肝外组织利用。,肝内生酮肝外用,CH3COCH2COOH 乙酰 乙酸,CH3COCH2COSCoA 乙酰乙酰CoA,ATP+CoASH,PPi+AMP,2 Pi,乙酰 CoA CH3COSCoA,酮体的氧化途径,-羟丁酸 CH3CH(OH)CH2COOH,-羟丁酸脱氢酶,NADH+,NADH+H+,琥珀酰CoA,琥珀酸,琥珀酰CoA-3酮 酸CoA转移酶,乙酰 乙酰 CoA合成酶,H2O,HSCoA,乙酰 乙酰CoA硫解酶,心、肾、脑和骨胳肌此酶活性高(10倍),3.酮体生成的生理意义,（1）酮体具水溶性，能透过血脑屏障及毛细血管壁。是输出脂肪能源的一种形式。,（2）长期饥饿时，酮体供脑组织5070%的能量。,（3）禁食、应激及糖尿病时，心、肾、骨骼肌摄取酮体代替葡萄糖供能，节省葡萄糖以供脑和红细胞所需。并可防止肌肉蛋白的过多消耗。,（4）长期饥饿和糖尿病时，脂肪动员加强，酮体生成增多。当肝内产生酮体超过肝外组织氧化酮体的能力时，血中酮体蓄积，称为酮血症。尿中有酮体排出，称酮尿症。二者统称为酮体症(酮症).可导致代谢性酸中毒，称酮 症酸中毒。,4.酮体生成的调节,1.饱食及饥饿的影响,饥饿或糖尿病时,胰岛素/胰高血糖素,肝内乙酰CoA,酮体生成,饱食及糖供应充足时，则相反。,脂肪动员,肝内脂酸-氧化,入肝脂酸,2.柠檬酸合酶 的调节,饥饿或糖尿病时,胰岛素/胰高血糖素,肝内乙酰CoA,酮体生成,饱食及糖供应充足时，则相反。,脂肪动员,肝柠檬酸合酶,肝长链脂酸CoA,(-),3.肉碱脂酰转移酶活性,饱食及糖供应充足,胰岛素/胰高血糖素,乙酰CoA、柠檬酸,乙酰CoA羧化酶,乙酰CoA生成丙二酸单酰CoA,长链脂酰CoA入线粒体-氧化,酮体生成,饥饿 or 糖尿病时，则相反。,糖有氧氧化,变构激活,CAT-1,(-),饱食及糖供应充足时，则相反。,4.草酰乙酸的影响,丙酮酸,丙酮酸羧化酶,糖代谢,草酰乙酸,脂酸-氧化,NADH/NAD+比值,苹果酸脱氢酶,草酰乙酸,苹果酸移出线粒体成为糖异生的原料,脂酸氧化产生的乙酰CoA不易进入TAC,酮体,三、脂酸的合成代谢,(一)、软脂酸的合成,1.合成部位,在肝、肾、脑、肺、乳腺及脂肪等多种组织的胞液中均含有从乙酰CoA 合成脂酸的酶系，称为脂酸合成酶系。肝脏是人体合成脂酸的主要部位，其合成能力最强，约比脂肪组织大89倍。,2.合成原料,脂酸合成的碳源主要来自糖氧化产生的乙酰CoA。,ATP、NADPH、HCO3-(CO2)及Mn2+等。,脂酸的合成,线粒体产生的乙酰 CoA，需通过柠檬酸-丙酮酸循环运到胞液中，才能成为脂酸合成的原料。,其中NADPH主要来自胞液中的磷酸戊糖途径，其次是柠檬酸丙酮酸循环。,柠檬酸,柠檬酸,乙酰CoA,CoASH,线粒体 内膜,线粒体外膜,ATP、CoASH,ADP+Pi,乙酰CoA,合成脂酸,NADH+H+,NAD+,苹果酸,NADP+,NADPH+H+,CO2,苹果酸酶,丙酮酸载体,苹果酸,NAD+,NADH+H+,ADP+Pi,ATP,CO2,柠檬酸丙酮酸循环,胞 液,G,aa,柠檬酸裂解酶,柠檬酸 载体,苹果酸-酮戊二酸载体,(1)丙二酸单酰CoA的合成,CH3COSCoA+HCO3-+ATP,乙酰CoA羧化酶,Mn2+、生物素,HOOC-CH2COSCoA+ADP+Pi丙二酸单酰 CoA,在胞液中进行,HCO3-+ATP,ADP+Pi,酶-生物素,酶-生物素-CO2,丙二酰单酰CoA,乙酰CoA,3.脂酸合成酶系及反应过程,机理：,关键酶,H2O,柠檬酸,乙酰CoA羧化酶活性的调节,ATP,ADP,AMP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),(2)脂酸合成,由脂酸合成酶系催化。包括7种不同功能的酶，都在一条肽链上，由一个基因编码。,活性酶是由2个相同亚基首尾相联组成的二聚体。,亚基均有酰基载体蛋白(acyl carrier protein,ACP)，其辅基为4-磷酸泛酰巯基乙胺连接在Ser残基上，称中心巯基(ACP-SH)，起结合并转运脂酰基的作用。此为整个合成体系的中心。,4-磷酸泛酰巯基乙胺,7种不同功能的酶,乙酰基转移酶(AT)丙二酰基转移酶(MT)-酮脂酰合成酶:又称缩合酶（condensing enzyme,CE）含半胱氨酸残基-酮脂酰还原酶(KR)-羟脂酰脱水酶(DH)2-烯脂酰还原酶(ER)长链脂酰硫酯酶(TE),丙二酸单酰CoA转变为软脂酸,转移,缩合脱羧,还原、脱水、再还原,脱水酶,CH3CH2(CH2)13COOH,+,再经6次循环,软脂酸,软脂酸（16C）合成的总反应式：,乙酰CoA7丙二酸单酰CoA14NADPH14H+,软脂酸14NADP+7CO26H2O8CoASH,脂酸合成酶系（7次循环）,(二)脂酸碳链的延长,软脂酰CoA或软脂酸生成后，可在滑面内质网及线粒体经脂酸碳链延长酶系的催化作用下，形成更长碳链的饱和脂酸。,(三)不饱和脂酸的合成,人体内有4，5，8及9去饱和酶，催化饱和脂酸引入双键，使之转变为不饱和脂酸。,至今在体内尚未发现有9以上的去饱和酶，即在第10C与碳原子之间不能形成双键。,必需脂酸 指人体不能合成，必需由食物提供的脂酸，有3种：,亚油酸(18C:2,9,12),亚麻酸(18C:3,6,9,12),花生四烯酸(18C:4,5,8,11,14)（半必需）,(四)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,(),柠檬酸、异柠檬酸,(+),乙酰CoA 羧化酶,柠檬酸裂解,脂酸合成,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,脂酸的合成,2.激素的调节,胰岛素是调节脂肪合成的主要激素。,乙酰CoA,柠檬酸,丙二酸单酰CoA,软脂酰CoA,胰岛素,（+）,柠檬酸裂解酶,乙酰 CoA羧化酶,四、多不饱和脂酸的重要衍生物,是指由廿碳多不饱和脂肪酸（主要是花生四烯酸）衍生的一类活性物质，重要的有前列腺素(PG)、凝血口恶烷A2(TXA2)及白鲨烯(LTs).,1.化学结构及命名（略）,2.生物合成（略）,3.生物功能,PG:是一类局部生物作用多样性且复杂的激素样活性物质。对平滑肌的收缩和舒张的明显影响，广泛参与心血管疾病、肿瘤、炎症及免疫等病理过程。,TXA2：是最强的缩血管物质和血小板聚集剂，可影起凝血和血栓形成。,PG2是体内已知最强的血小板聚集抑制剂和血管扩张剂。,正常生理条件下，TXA2/PG2维持动态平衡。,LT：主要与白细胞（或单核细胞）趋化（粘附）性、炎症及变态反应有关。,阿斯匹林能使TXA2/PG2，用作心脑血管疾病的防治。,海鱼含丰富的多不饱和脂肪酸如廿碳五烯酸(EPA)、廿二碳六烯酸(DHA)对人体有益。,第五节 磷脂的代谢,磷脂,甘油磷脂（磷脂酰甘油）由甘油构成的磷脂。是生物膜的主要组分。,鞘氨醇磷脂（鞘磷脂）含鞘氨醇而不含甘油的磷脂。是神经组织各种膜（如神经髓鞘）的主要结构脂之一。,分子中含磷酸的复合脂,一、甘油磷脂的代谢,(一)甘油磷脂的组成、分类及结构,甘油磷脂的分子结构：,磷脂酰胆碱(卵磷脂)(PC),磷脂酰乙醇胺(脑磷脂)(PE),磷脂酰丝氨酸(PS),X=-CH2CH2N+(CH3)3,X=-CH2CH2NH3+,X=-CH2CH2NH2COOH,X=-肌醇 磷脂酰肌醇（PI）,(二)甘油磷脂的合成,1.合成部位,2.合成原料,*甘油、脂肪酸、磷酸盐、胆碱、乙醇胺,丝氨酸、食物,糖代谢,食物,*CTP、ATP、丝氨酸、肌醇等,3.合成过程,全身各组织，肝、肾、肠最活跃。,（1）甘油二酯合成途径 1.CDP-胆碱、CDP-乙醇胺的生成,HOCH2CH2NH2,HOCH2CH2N+(CH3)3,CDPOCH2CH2NH2,CDPOCH2CH2N+(CH3)3,CDP-乙醇胺,CDP-胆碱,2.甘油二酯途径,磷脂酸,1，2-甘油二酯,CDP-胆碱,磷脂酰胆碱,磷脂酰乙醇胺,磷脂酰丝氨酸,磷酸乙醇胺转移酶,：磷脂酰 乙醇胺 丝氨酸转移酶,CDP-乙醇胺,（2）CDP-甘油二酯途径,磷脂酸,CDP-甘油二酯,磷脂酰丝氨酸,二磷脂酰甘油(心磷脂),磷脂酰肌醇,合成酶,(三)甘油磷脂的降解,磷脂酶 A1,磷脂酶 A2,磷脂酶 C,存在于细胞溶酶体、蛇、蜂、蝎毒。产物为溶血磷脂2。,存在于细胞膜及线粒体膜、蛇、蜂、蝎毒。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,磷脂酶 D,主要存在于高等植物，动物脑组织亦有。,磷脂酶 B1 水解溶血磷脂1,磷脂酶 B2 水解溶血磷脂2,二、鞘磷脂的代谢,(一)鞘脂的化学组成及结构,CH3(CH2)14CHOH,鞘氨醇,二氢鞘氨醇,CO(CH2)n(CH2)3,O,X,鞘脂的化学结构通式m多为12;n多在1222之间,(二)鞘磷脂的代谢,CO(CH2)n(CH2)3,鞘氨醇,鞘磷脂,神经酰胺,神经鞘磷脂,1.鞘氨醇的合成,(1)合成部位:全身各组织（尤其脑）内质网。,(2)合成原料:软脂酸CoA、丝氨酸、磷酸吡 哆醛、NADPH+H+、FAD、VitB6、Mg2+。,（3）合成过程,软脂酰CoA,二氢鞘氨醇,丝氮酸,鞘氨醇,-二氢鞘氨醇,2.神经酰胺的合成,鞘氨醇,神经酰胺,3.鞘磷脂的合成,鞘磷脂,神经酰胺,(三)鞘磷脂的降解(略),第六节 胆固醇的代谢,胆固醇的分布,广泛存在于全身各组织，人体约含胆固醇140g。脑、肝、肾、肠等内脏含量较高。,所有固醇均具有环戊烷多菲烃的共同结构。植物不含胆固醇但含植物固醇，以-谷固醇为最多。,酵母含麦角固醇。,一、胆固醇的合成,(一)合成部位,全身各组织（特别是肝）的胞液及内质网。,(二)合成原料,乙酰CoA（来自柠檬酸-丙酮酸循环）、NADPH+H+、ATP,(三)合成的基本过程,包括近30步反应，分3个主要阶段。,1.甲羟戊酸的合成,2 CH3COSCoA,CH3COCH2COSCoA,HMG-CoA,甲羟戊酸(MVA),关键酶,2.鲨烯的生成,甲戊酸(MVA)(6C),异戊烯焦磷酸(IPP)(5C),鲨烯(30C),羊毛固醇(30C),3.胆固醇的生成,鲨烯(30C),胆固醇(27C),(四)胆固醇合成的调节,1.饱食与饥饿,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,2.胆固醇,食物Ch有限地反馈抑制HMG-CoA合成(25%).,3.激素的影响,胰高血糖素,胰岛素,甲状腺素,胆固醇合成,胆固醇合成,胆固醇合成,无Ch摄入时解除此种抑制，故适量的Ch摄入有利于此反馈抑制作用。,二、胆固醇的转化与排泄,胆固醇在体内不能被彻底分解为CO2和H2O，其代谢去路是转变为胆汁酸、类固醇激素及维生素D3,胆汁酸,维生素D3,胆固醇,孕烯醇酮,皮质酮,孕酮,皮质醇,（糖皮质激素）,醛固酮,（盐皮质激素）,睾丸酮,雌二醇（性激素）,粪便排出,思考题,1.脂类、脂肪和类脂各包含什么？2.脂类的主要生理功能？3.血脂主要包括哪些成分？4.什么是氧化？它在哪种细胞器中进行？5.酮体包括哪些物质及生成部位与亚细胞定位？6.酮体生成的生理意义？7.脂肪酸合成的部位、原料及关键酶？,8.脂肪的合成部位、全成过程及合成的调节？9.甘油磷脂合成部位、合成原料？10.胆固醇的合成部位、合成原料及合成产关键 酶？11.胆固醇合成调节？12.胆固醇在体内能否能彻底氧化？其代谢去路？13.用电泳法和超速离心法将血浆脂蛋白分为哪几种？,14.脂蛋白中的载脂蛋白主要有哪些功能？15.CM、VLDL、LDL和HDL的生成部位和主要的生理功能？16.简述LDLR途径的生理意义？17.型和型高脂蛋白血症的脂蛋白变化和血脂变化？,