生物化學(xué)與分子生物學(xué)課件 脂類代謝1

脂類代謝1

第一節(jié)脂類的構(gòu)成、功能及分析第二節(jié)脂類的消化吸收第三節(jié)甘油三酯代謝

一、甘油三酯的合成代謝二、甘油三酯的分解代謝第四節(jié)磷脂的代謝第五節(jié)膽固醇代謝第六節(jié)血漿脂蛋白代謝大綱要求【掌握】1．脂肪酸的合成：原料、部位和限速酶；2.甘油三酯的合成代謝：部位、合成原料和合成過(guò)程【熟悉】【了解】1．脂類的生理功能，脂肪酸的命名、來(lái)源和分類；2．脂類的消化和吸收；執(zhí)業(yè)醫(yī)師考試西醫(yī)綜合考試1.脂類的生理功能(1)儲(chǔ)能和供能(2)生物膜的組成成分(3)脂類衍生物的調(diào)節(jié)作用(4)營(yíng)養(yǎng)必需脂酸多不飽和脂肪酸的意義2.脂類的消化與吸收(1)脂肪乳化及消化所需酶(2)甘油一酯合成途徑及乳糜微粒3.脂肪的合成代謝(1)合成的部位(2)合成的原料(3)合成的基本途徑4.脂酸的合成代謝(1)合成的部位(2)合成的原料脂肪酸的合成過(guò)程不飽和脂肪酸的生成5.脂肪的分解代謝(1)脂肪動(dòng)員(2)脂酸β-氧化的基本過(guò)程(3)酮體的生成、利用和生理意義脂肪酸分解代謝過(guò)程及能量的生成酮體的生成、利用和意義6.甘油磷脂代謝(1)甘油磷脂的基本結(jié)構(gòu)與分類(2)合成部位和合成原料磷脂的合成和分解7.膽固醇代謝(1)膽固醇的合成部位、原料和關(guān)鍵酶(2)膽固醇合成的調(diào)節(jié)(3)膽固醇的轉(zhuǎn)化及去路膽固醇的主要合成途徑及調(diào)控膽固醇的轉(zhuǎn)化膽固醇酯的生成8.血漿脂蛋白代謝(1)血脂及其組成(2)血漿脂蛋白的分類及功能(3)高脂蛋白血癥血漿脂蛋白的分類、組成、生理功用及代謝高脂血癥的類型和特點(diǎn)2015年兩大國(guó)家考試生物化學(xué)考試大綱第一節(jié)脂類的構(gòu)成、功能及分析從肥胖說(shuō)開(kāi)去從消瘦說(shuō)開(kāi)去脂類概述脂肪和類脂總稱為脂類(lipid)脂肪(fat)：

三脂酰甘油(triacylglycerols,TAG)也稱為甘油三酯(triglyceride,TG)類脂(lipoid)：膽固醇(cholesterol,CHOL)膽固醇酯(cholesterolester,CE)

磷脂(phospholipid,PL)糖脂分類定義脂類物質(zhì)的基本構(gòu)成甘油三酯甘油英文名：nonestesterifiedfattyacid；freefattyacid簡(jiǎn)稱：FFA，NEFA脂肪酸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。FFAFFAPiX

甘油FFAPiX鞘氨醇X=膽堿、水、乙醇胺、絲氨酸、甘油、肌醇、磷脂酰甘油等

甘油磷脂鞘脂鞘磷脂鞘糖脂F(xiàn)FA鞘氨醇FFAPiX鞘氨醇FFA糖鞘氨醇甘油三酯

甘油磷脂(phosphoglycerides)膽固醇酯FFA膽固醇脂類物質(zhì)的基本構(gòu)成FFAFFAFFA

甘油FFAFFAPiX

甘油X=膽堿、水、乙醇胺、絲氨酸、甘油、肌醇、磷脂酰甘油等

分類含量

分布

生理功能脂肪

甘油三酯

95﹪脂肪組織、血漿1.儲(chǔ)脂供能2.提供必需脂酸3.促脂溶性維生素吸收4.熱墊作用5.保護(hù)墊作用6.構(gòu)成血漿脂蛋白類脂糖脂、膽固醇及其酯、磷脂5﹪生物膜、神經(jīng)、血漿1.維持生物膜的結(jié)構(gòu)和功能2.膽固醇可轉(zhuǎn)變成類固醇激素、維生素、膽汁酸等3.構(gòu)成血漿脂蛋白脂類的分類、含量、分布及生理功能游離脂肪酸（脂酸）自身合成以脂肪形式儲(chǔ)存，需要時(shí)從脂肪動(dòng)員產(chǎn)生，多為飽和脂酸和單不飽和脂酸。

食物供給包括各種脂酸，其中一些不飽和脂酸，動(dòng)物不能自身合成，需從植物中攝取。

*必需脂酸——

亞油酸、亞麻酸、花生四烯酸等多不飽和脂酸是人體不可缺乏的營(yíng)養(yǎng)素，不能自身合成，需從食物攝取，故稱必需脂酸。來(lái)源:單不飽和脂酸多不飽和脂酸含2個(gè)或2個(gè)以上雙鍵的不飽和脂酸不飽和脂酸的分類△編碼體系（-COOH）從脂酸的羧基碳起計(jì)算碳原子的順序ω或n編碼體系（CH3-）從脂酸的甲基碳起計(jì)算其碳原子順序系統(tǒng)命名法標(biāo)示脂酸的碳原子數(shù)即碳鏈長(zhǎng)度和雙鍵的位置。不飽和脂酸命名哺乳動(dòng)物不飽和脂酸按ω（或n）編碼體系分類簇母體脂酸ω-7（n-7）軟油酸（16：1，ω-7）ω-9（n-9）油酸（18：1，ω-9）ω-6（n-6）亞油酸（18：2，ω-6，9）ω-3（n-3）α-亞麻酸（18：3，ω-3，6，9）常見(jiàn)的不飽和脂酸習(xí)慣名系統(tǒng)名碳原子及雙鍵數(shù)雙鍵位置族分布△系ω系軟油酸十六碳一烯酸16：197ω-7廣泛油酸十八碳一烯酸18：199ω-9廣泛亞油酸十八碳二烯酸18：29,126,9ω-6植物油α-亞麻酸十八碳三烯酸18：39,12,153,6,9ω-3植物油γ-亞麻酸十八碳三烯酸18：36,9,126,9,12ω-6植物油花生四烯酸廿碳四烯酸20：45,8,11,146,9,12,15ω-6植物油timnodonic廿碳五烯酸（EPA）20：55,8,11,14,173,6,9,12,15ω-3魚(yú)油clupanodonic廿二碳五烯酸（DPA）22：57,10,13,16,193,6,9,12,15ω-3魚(yú)油，腦cervonic廿二碳六烯酸（DHA）22：64,7,10,13,16,193,6,9,12,15,18ω-3魚(yú)油哺乳動(dòng)物體內(nèi)的多不飽和脂酸均由相應(yīng)的母體脂酸衍生而來(lái)。ω3、ω6及ω9三族多不飽和脂酸在體內(nèi)彼此不能互相轉(zhuǎn)化。動(dòng)物只能合成ω9及ω7系的多不飽和脂酸，不能合成ω6及ω3系多不飽和脂酸。人體不能在脂肪酸中引入C9位后的雙鍵ω-3多不飽和脂肪酸

分類、來(lái)源與疾病防治功能ω-3多不飽和脂肪酸是包含多個(gè)雙鍵的多不飽和脂肪酸，因?yàn)榈谝粋€(gè)雙鍵出現(xiàn)在碳鏈甲基端的第三位，所以稱之為ω-3脂肪酸。α-亞麻酸（ALA，C18：3ω-3）便是ω-3脂肪酸的典型代表，為包含三個(gè)雙鍵的18碳多不飽和脂肪酸。ALA是對(duì)身體健康至關(guān)重要的一種必需脂肪酸.人體可以通過(guò)ALA合成其他ω-3多不飽和脂肪酸。

幾種重要ω-3多不飽和脂肪酸

亞麻酸

AIpha-linolenicacid（ALA）亞麻酸主要有兩個(gè)異構(gòu)體：α-亞麻酸（ALA）和γ-亞麻酸（GLA）。GLA是ω-6多不飽和脂肪酸，是合成花生四烯酸（arachidonicacid，ARA）的前體；ALA則是ω-3多不飽和脂肪酸。目前，ALA的主要功能還是在于它是ω-3多不飽和脂肪酸（EPA、DHA）合成前體。二十碳五烯酸20：5ω-3（EPA）

二十烷類衍生物（Eicosanoid）是一類重要的多聚不飽和脂肪酸化學(xué)信使物，在免疫和炎癥反應(yīng)上起至關(guān)重要的作用。細(xì)胞膜中含有的二十碳烯酸有20：3ω-3和20：4ω-6（ARA），20：3ω-3在去飽和酶作用下進(jìn)一步生成20：5ω-3（EPA），在炎癥反應(yīng)中，ARA和EPA經(jīng)環(huán)氧化酶和脂氧化酶的作用代謝合成各種具有生物活性的二十烷類衍生物。由ARA代謝合成的二十烷類與由EPA代謝合成的二十烷類對(duì)人體具有幾乎相反的功能，總的來(lái)講，經(jīng)由EPA合成的二十烷類不易引起炎癥、血栓，具有促進(jìn)血管舒張的作用。廿二碳五烯酸（DPA）（22：5ω-3）

DPA（22：5ω-3）是EPA（20：5ω-3）經(jīng)碳鏈延長(zhǎng)酶加入一個(gè)二碳單位而成;DPA再經(jīng)去飽和酶作用在靠近羧基端引入一個(gè)雙鍵形成DHA。一般認(rèn)為，DPA是ALA在體內(nèi)生成EPA和DHA的中間產(chǎn)物，對(duì)人體而言不具有生理活性。Simon（1995）觀察到血漿磷脂中DPA的水平與冠心病的發(fā)病率呈反比，推測(cè)DPA對(duì)冠心病具有潛在的抑制作用。

廿二碳六烯酸（DHA）視網(wǎng)膜中DHA含量極其豐富，視網(wǎng)膜甚至可以在ω-3多不飽和脂肪酸攝入量非常低的情況下儲(chǔ)存和回收DHA。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)顯示，DHA是視網(wǎng)膜正常發(fā)育和發(fā)揮其正常功能所必需的。研究認(rèn)為，視網(wǎng)膜發(fā)育有一個(gè)關(guān)鍵時(shí)期，在此期間如果DHA供應(yīng)不足將會(huì)使視網(wǎng)膜功能產(chǎn)生永久缺陷。DHA對(duì)視覺(jué)色素視網(wǎng)膜紫質(zhì)的再生起至關(guān)重要的作用，而視網(wǎng)膜紫質(zhì)在從光線到視覺(jué)圖像轉(zhuǎn)換的系統(tǒng)中起關(guān)鍵作用。大腦和神經(jīng)組織中DHA含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于機(jī)體其他組織。DHA對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)可能有以下一些功能：保護(hù)神經(jīng)細(xì)胞（神經(jīng)元）避免機(jī)體細(xì)胞程序死亡,可能增強(qiáng)神經(jīng)系統(tǒng)的生存能力；影響細(xì)胞膜的物理特性，如流動(dòng)性。DHA對(duì)神經(jīng)功能發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，但其作用機(jī)理仍需進(jìn)一步明確。

ω-3多不飽和脂肪酸來(lái)源

天然食物來(lái)源

亞麻籽、胡桃仁及其種子油中含極豐富的ALA，芥末籽油、大豆油中ALA含量也較多，橄欖油以及花椰菜中含量相對(duì)較少。

魚(yú)油和較肥的魚(yú)類是EPA和DHA的主要來(lái)源。

鱈魚(yú)肝油中也含有大量EPA、DHA，同時(shí)還含有大量維生素A和維生素D。海藻類也可提供大量的DHA。

ω-3多不飽和脂肪酸來(lái)源

自身合成EPA、DHA

人類及其他哺乳動(dòng)物可以通過(guò)體內(nèi)一系列去飽和酶和碳鏈延長(zhǎng)酶反應(yīng)，利用ALA合成EPA和DHA。

嬰兒在出生的早期就可以利用ALA合成DHA，但與嬰兒需要量相比仍不足。2001年美國(guó)FDA批準(zhǔn)在嬰兒配方奶中添加DHA和ALA。一般配方奶中每千卡熱量添加DHA80～170mg或ALA160～340mg。

第二節(jié)脂類的消化與吸收DigestionandAbsorptionofLipid

脂類的消化條件

①

乳化劑（膽汁酸鹽、甘油一酯、甘油二酯等）的乳化作用；②酶的催化作用部位

主要在小腸上段

消化過(guò)程及相應(yīng)的酶乳化消化酶甘油三酯產(chǎn)物食物中的脂類2-甘油一酯+2FFA磷脂溶血磷脂+FFA磷脂酶A2膽固醇酯膽固醇酯酶膽固醇+FFA

胰脂酶

輔脂酶微團(tuán)(micelles)輔脂酶是胰脂酶對(duì)脂肪消化不可缺少的蛋白質(zhì)輔因子，分子量約10,000D。輔脂酶在胰腺泡中以酶原形式合成，隨胰液分泌入十二指腸。進(jìn)入腸腔后，輔脂酶原被胰蛋白酶從其N端切下一個(gè)五肽而被激活。輔脂酶本身不具脂肪酶的活性，但它具有與脂肪及胰脂酶結(jié)合的結(jié)構(gòu)域。它與胰脂酶結(jié)合是通過(guò)氫鍵進(jìn)行的；它與脂肪通過(guò)疏水鍵進(jìn)行結(jié)合。

輔脂酶脂肪與類脂的消化產(chǎn)物，包括甘油一酯、脂酸、膽固醇及溶血磷脂等以及中鏈脂酸（6～10C）及短鏈脂酸（2～4C）構(gòu)成的甘油三酯與膽汁酸鹽，形成混合微團(tuán)(mixedmicelles)，被腸粘膜細(xì)胞吸收。

脂類的吸收部位十二指腸下段及空腸上段方式中鏈及短鏈脂酸構(gòu)成的TG乳化

吸收

脂肪酶甘油+FFA門靜脈血循環(huán)腸粘膜細(xì)胞長(zhǎng)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）淋巴管血循環(huán)乳糜微粒(chylomicron,CM)TG、CE、PL+載脂蛋白(apo)B48、C、AⅠ、AⅣ溶血磷脂及游離脂酸腸粘膜細(xì)胞（酯化成PL）甘油一酯途徑：在腸粘膜細(xì)胞中，由甘油一酯合成脂肪的途徑稱為甘油一酯合成途徑CoA+RCOOHRCOCoA

脂酰CoA合成酶ATPAMPPPi

酯酰CoA

轉(zhuǎn)移酶

CoAR2COCoAR3COCoACoA

酯酰CoA

轉(zhuǎn)移酶甘油三酯的消化與吸收第三節(jié)甘油三酯的代謝

MetabolismofTriglyceride脂肪組織：主要以葡萄糖為原料合成脂肪，也利用CM或VLDL中的FFA合成脂肪。一、甘油三酯的合成代謝（一）合成部位肝臟：肝內(nèi)質(zhì)網(wǎng)主要以葡萄糖為原料合成脂

肪，以VLDL形式入血。小腸粘膜：利用脂肪消化產(chǎn)物再合成脂肪。1.

甘油和脂酸主要來(lái)自于葡萄糖代謝2.CM中的FFA（來(lái)自食物脂肪）（二）合成原料1.甘油一酯途徑（小腸粘膜細(xì)胞）2.甘油二酯途徑（肝、脂肪細(xì)胞）（三）合成基本過(guò)程甘油一酯途徑：在腸粘膜細(xì)胞中，由甘油一酯合成脂肪的途徑稱為甘油一酯合成途徑CoA+RCOOHRCOCoA

脂酰CoA合成酶ATPAMPPPi

酯酰CoA

轉(zhuǎn)移酶

CoAR2COCoAR3COCoACoA

酯酰CoA

轉(zhuǎn)移酶甘油二酯途徑酯酰CoA轉(zhuǎn)移酶

CoAR1COCoA

酯酰CoA

轉(zhuǎn)移酶

CoAR2COCoA磷脂酸磷酸酶Pi

酯酰CoA

轉(zhuǎn)移酶

CoAR3COCoA*3-磷酸甘油主要來(lái)自糖代謝。*肝、腎等組織含有甘油激酶，可利用游離甘油。肝、腎甘油激酶

ATPADP甘油一酯途徑甘油二酯途徑合成部位小腸粘膜細(xì)胞肝、脂肪組織合成原料脂酸、2-甘油一酯脂酸、3-磷酸甘油酶脂酰CoA轉(zhuǎn)移酶脂酰CoA轉(zhuǎn)移酶磷脂酸磷酸酶中間產(chǎn)物1,2-甘油二酯1-脂酰-3-磷酸甘油磷脂酸1,2-甘油二酯二、內(nèi)源性脂酸的合成代謝組織：肝（主要）、脂肪等組織亞細(xì)胞：胞液：主要合成16碳的軟脂酸（棕櫚酸）肝線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)：碳鏈延長(zhǎng)1.合成部位（一）軟脂酸的合成NADPH的來(lái)源

磷酸戊糖途徑（主要來(lái)源）

胞液中異檸檬酸脫氫酶及蘋(píng)果酸酶催化的反應(yīng)乙酰CoA、ATP、HCO3﹣、NADPH、Mn2+2.合成原料乙酰CoA的主要來(lái)源乙酰CoA全部在線粒體內(nèi)產(chǎn)生，通過(guò)檸檬酸-丙酮酸循環(huán)

(citratepyruvatecycle)出線粒體。乙酰CoA氨基酸葡萄糖（主要）線粒體膜胞液線粒體基質(zhì)丙酮酸丙酮酸蘋(píng)果酸草酰乙酸檸檬酸檸檬酸乙酰CoANADPH+H+

NADP+蘋(píng)果酸酶CoA乙酰CoAATPAMPPPiATP檸檬酸裂解酶CoA草酰乙酸H2O檸檬酸合酶蘋(píng)果酸CO2CO2檸檬酸-丙酮酸循環(huán)在乙酰CoA羧化酶的催化下，將乙酰CoA羧化為丙二酸單酰CoA。乙酰CoA羧化酶存在于胞液中，輔基是生物素，Mn2+是激活劑，它是脂肪酸合成的限速酶。乙酰CoA羧化酶受檸檬酸和異檸檬酸的變構(gòu)激活，受長(zhǎng)鏈脂酰CoA的變構(gòu)抑制。CH3CO~SCoA+HCO3-+H++ATPHOOC-CH2-CO~SCoA+ADP+Pi

乙酰CoA羧化酶（生物素）3.丙二酸單酰CoA的合成4．脂肪酸合成循環(huán)從乙酰CoA及丙二酸CoA合成長(zhǎng)鏈脂酸，是一個(gè)重復(fù)加成過(guò)程，每次延長(zhǎng)2個(gè)碳原子。合成反應(yīng)由脂肪酸合成酶系催化。各種生物合成脂酸的過(guò)程基本相似。*軟脂酸合成酶（脂肪酸合成酶系）大腸桿菌有7種酶蛋白（脂肪酰基轉(zhuǎn)移酶、丙二酰CoA酰基轉(zhuǎn)移酶、β酮脂肪酰合成酶、β酮脂肪酰還原酶、β羥脂?；撍浮⒅＿€原酶和硫酯酶），聚合在一起構(gòu)成多酶體系。?；d體蛋白(ACP)，即脂肪?；D(zhuǎn)移酶，其輔基是4′-磷酸泛酰氨基乙硫醇，是脂酰基載體,可與脂?；噙B，用E2-泛-SH表示?！涓叩葎?dòng)物7種酶活性都在一條多肽鏈上，屬多功能酶，由一個(gè)基因編碼；有活性的酶為兩相同亞基首尾相連組成的二聚體。每一個(gè)亞基都有一個(gè)ACP結(jié)構(gòu)域。此外，在軟脂酸合成酶系中，還有酮脂酰合成酶，其結(jié)構(gòu)域中有一個(gè)半胱氨酸殘基的SH基亦很重要，它也能與脂?；噙B，用E1-半胱SH表示。*軟脂酸的合成過(guò)程*底物進(jìn)入

乙酰CoACE-S-乙?；?/p>

(縮合酶)丙二酰CoAACP-S-丙二酰基軟脂酸合成酶乙?；ǖ谝粋€(gè)）丙二?；；d體蛋白(ACP)酮脂酰合成酶縮合CO2還原NADPH+H+NADP+脫水H2O再還原NADPH+H+NADP+*轉(zhuǎn)位丁?；蒃2-泛-SH（ACP上)轉(zhuǎn)移至E1-半胱-SH（CE上）ACPSC=OCH2CH2CH3CEHSSO=CCH2CH2CH3CEACPHS轉(zhuǎn)位經(jīng)過(guò)7輪循環(huán)反應(yīng)，每次加上一個(gè)丙二?；?，增加兩個(gè)碳原子，最終釋出軟酯酸。CESO=CCH3ACPSC=OCH2—COO-CESO=C

CH2

CH2CH2CH2CH3ACPSC=OCH2—COO-

CESO=C

CH2

CH2

CH2

CH2

CH2CH2

CH3

ACPSC=OCH2—COO-

O-O=CCH2CH2CH2CH2CH2CH2CH3

CH2CH2

CH2CH2

CH2

CH2

CH2CH2

CEACPHSHS+4H++4e-CO2CESO=C

CH2

CH2

CH3

ACPSC=OCH2—COO-

4H++4e-CO24H++4e-CO2軟脂酸合成的總反應(yīng)

CH3COSCoA

+7HOOCCH2COSCoA

+

14NADPH+H+CH3(CH2)14COOH+7CO2

+6H2O+8HSCoA

+14NADP+軟脂酸的合成總圖酮脂酰合成酶脂肪?；D(zhuǎn)移酶ACP脂肪酸合成的特點(diǎn)：

①合成所需原料主要為乙酰CoA(所需C原子全部來(lái)自乙酰CoA)，直接生成的產(chǎn)物是軟脂酸，合成一