生物化學(xué)脂類(lèi)代謝

第九章脂類(lèi)代謝5/9/20241生物化學(xué)脂類(lèi)代謝第一節(jié)脂類(lèi)的消化和吸收5/9/20242生物化學(xué)脂類(lèi)代謝磷脂磷脂酶A2溶血磷脂,脂肪酸膽固醇酯膽固醇酯酶膽固醇,脂肪酸甘油三脂(90%)磷脂、膽固醇及其酯,一些游離脂肪酸膽汁酸鹽(小腸)乳化甘油三脂胰脂肪酶甘油一酯,脂肪酸膽汁混合微團(tuán)(mixedmicelles)5/9/20243生物化學(xué)脂類(lèi)代謝甘油三酯、磷脂、膽固醇酯少量膽固醇(小腸粘膜細(xì)胞)載脂蛋白(apolipoprotein)乳糜微粒(chylomicrons)血液其它細(xì)胞5/9/20244生物化學(xué)脂類(lèi)代謝5/9/20245生物化學(xué)脂類(lèi)代謝第二節(jié)脂類(lèi)的體內(nèi)貯存和運(yùn)輸一、脂類(lèi)在體內(nèi)的貯存和動(dòng)員脂類(lèi)貯存場(chǎng)所：皮下，腎周?chē)?，腸系膜脂肪動(dòng)員：脂肪脂肪酶脂肪酸＋甘油5/9/20246生物化學(xué)脂類(lèi)代謝甘油三酯膽固醇酯磷脂膽固醇載脂蛋白血液組織細(xì)胞二、脂類(lèi)的運(yùn)輸血漿脂蛋白5/9/20247生物化學(xué)脂類(lèi)代謝磷脂膽固醇甘油三酯膽固醇酯血漿脂蛋白載脂蛋白5/9/20248生物化學(xué)脂類(lèi)代謝（二）血漿脂蛋白的種類(lèi)（四）高密度脂蛋白(highdensitylipoprotein,

HDL)（一）乳糜微粒(chylomicrons,CM)（二）極低密度脂蛋白(verylowdensitylipoprotein,VLDL)（三）低密度脂蛋白(lowdensitylipoprotein,

LDL)5/9/20249生物化學(xué)脂類(lèi)代謝血漿脂蛋白的分離方法電泳法超速離心法化學(xué)沉淀法5/9/202410生物化學(xué)脂類(lèi)代謝CM原點(diǎn)βα前βVLDLLDLHDL-+血漿脂蛋白電泳圖5/9/202411生物化學(xué)脂類(lèi)代謝5/9/202412生物化學(xué)脂類(lèi)代謝CM電泳

密度

顆粒直徑（nm)

蛋白質(zhì)

甘油三酯

膽固醇磷脂原點(diǎn)VLDL前β

LDLHDLβα<0.960.96-1.0061.0631.063-1.2180-50025-8020-255-300.8-2.55-102545-5080-9550-701052-710-1545206-910-1520365/9/202413生物化學(xué)脂類(lèi)代謝主要生理功能CMVLDLLDLHDL轉(zhuǎn)運(yùn)外源性甘油三酯轉(zhuǎn)運(yùn)內(nèi)源性甘油三酯轉(zhuǎn)運(yùn)內(nèi)源性膽固醇轉(zhuǎn)運(yùn)磷脂，膽固醇5/9/202414生物化學(xué)脂類(lèi)代謝第三節(jié)脂肪的分解代謝

CH2OH

HOC-H

CH2OH+R1COOHR2COOHR3COOH甘油三脂甘油脂肪酸甘油三酯脂肪酶關(guān)鍵酶一、脂肪的水解（脂肪動(dòng)員）CH2-O-COR1R2OC-O-C-HCH2-O-COR35/9/202415生物化學(xué)脂類(lèi)代謝脂肪動(dòng)員的概念：貯存于脂肪細(xì)胞中的三脂酰甘油在激素敏感脂肪酶

(hormonesensitivetriglyceridelipase,HSL)的催化下水解并釋放出脂肪酸，供給全身各組織細(xì)胞攝取利用的過(guò)程稱(chēng)為脂肪動(dòng)員。即三脂酰甘油脂肪酶5/9/202416生物化學(xué)脂類(lèi)代謝二、甘油的氧化分解

甘油磷酸激酶+ADPCH2OHCHOHCH2OH甘油CHOHCH2OH

OCH2OPOHOHα-磷酸甘油甘油的氧化-經(jīng)甘油磷酸激酶（肝）作用變成α-磷酸甘油+ATP5/9/202417生物化學(xué)脂類(lèi)代謝

CH2OPOHOHCHOHCH2OHOα-磷酸甘油磷酸二羥丙酮酵解過(guò)程三羧酸循環(huán)氧化+NAD+OCH2OPOHOHC=OCH2OH甘油磷酸脫氫酶丙酮酸糖CO2+H2Oα-磷酸甘油代謝5/9/202418生物化學(xué)脂類(lèi)代謝三、脂肪酸的氧化分解(一)飽和偶數(shù)碳原子脂肪酸的β氧化分解5/9/202419生物化學(xué)脂類(lèi)代謝脂酰輔酶A合成酶脂酰輔酶A-2ATP1.脂肪酸的活化-脂酰CoA的生成場(chǎng)所：胞漿RCH2CH2COOH+ATP+AMP+PPiCoASHRCH2CH2COSCoA5/9/202420生物化學(xué)脂類(lèi)代謝2.脂酰CoA進(jìn)入線粒體脂肪酸脂酰CoA合成酶脂酰SCoAHSCoA酶I肉毒堿脂酰肉毒堿脂酰CoAHSCoA酶II線粒體基質(zhì)線粒體細(xì)胞質(zhì)線粒體內(nèi)膜外側(cè)內(nèi)側(cè)肉毒堿脂酰輔酶轉(zhuǎn)移酶(carnitineacyltransferase)Ⅰ和Ⅱ5/9/202421生物化學(xué)脂類(lèi)代謝脂肪酸β氧化學(xué)說(shuō)的發(fā)現(xiàn)：3.脂肪酸的β氧化苯基脂肪酸氧化試驗(yàn)1904年，F(xiàn)ranz.Knoop5/9/202422生物化學(xué)脂類(lèi)代謝苯基標(biāo)記含奇數(shù)碳原子的脂肪酸喂動(dòng)物苯基標(biāo)記含偶數(shù)碳原子的脂肪酸喂動(dòng)物苯甲酸衍生物（馬尿酸）測(cè)尿中代謝產(chǎn)物測(cè)尿中代謝產(chǎn)物苯乙酸衍生物（苯乙尿酸）CONHCH2COOHCH2CONHCH2COOH狗5/9/202423生物化學(xué)脂類(lèi)代謝5/9/202424生物化學(xué)脂類(lèi)代謝結(jié)論：脂肪酸的氧化是從羧基端β-碳原子開(kāi)始，每次分解出一個(gè)二碳片斷。5/9/202425生物化學(xué)脂類(lèi)代謝β氧化部位：線粒體酶--脂肪酸β-氧化多酶復(fù)合體脂酰CoA在線粒體基質(zhì)中進(jìn)行β氧化，經(jīng)過(guò)四步反應(yīng)，即脫氫、加水、再脫氫和硫解，生成一分子乙酰CoA和一個(gè)少兩個(gè)碳的新的脂酰CoA。5/9/202426生物化學(xué)脂類(lèi)代謝1.脫氫反應(yīng)RCH2CH2CH2COSCoAαγβRCH2CCCOSCoAHHFADFADH2脂酰CoA脫氫酶αβγ5/9/202427生物化學(xué)脂類(lèi)代謝2.水合反應(yīng)RCH2CCCOSCoAHHαβH2OαβΔ2反烯脂酰CoA水合酶RCH2CCH2COSCoAHOHγ5/9/202428生物化學(xué)脂類(lèi)代謝3.脫氫反應(yīng)γβRCH2CCH2COSCoAOHHαNAD+NADH+H+β-羥脂酰CoA脫氫酶RCH2CCH2COSCoAOαβγ5/9/202429生物化學(xué)脂類(lèi)代謝4.硫解反應(yīng)αβγRCH2CCH2COSCoAOHSCoACH3COSCoAαβ–酮脂酰CoA硫解酶RCH2COSCoAβγ+5/9/202430生物化學(xué)脂類(lèi)代謝（1）脫氫（2）水化（3）再脫氫（4）硫解

-氧化

-酮脂酰CoA

硫解酶

-羥脂酰CoA

脫氫酶?2-烯脂酰水化酶脂酰CoA脫氫酶+2ATP+3ATP5/9/202431生物化學(xué)脂類(lèi)代謝以十八個(gè)碳原子的飽和脂肪酸硬脂酸為例，其β-氧化的總反應(yīng)為：CH3(CH2)16COSCoA+8NAD++8FAD+CoASH+8H2O9CH3COSCoA+8NADH+8H++8FADH25/9/202432生物化學(xué)脂類(lèi)代謝計(jì)算1分子脂肪酸生成ATP數(shù)1分子軟脂酸（C16）生成ATP數(shù)：R（CH2CH2---）12CH2CH2-CH2-COOHCH2COSCoAR(CH2)12-CH2COSCoA+CH2COSCoA×?5/9/202433生物化學(xué)脂類(lèi)代謝1234567

-氧化5/9/202434生物化學(xué)脂類(lèi)代謝能量生成：以軟脂酸（16C）為例

7次

-氧化

7FADH2 →7×2＝ 14ATP 7(NADH+H+) →7×3＝ 21ATP

8次三羧酸循環(huán)

8CH3CO~CoA →8×12＝ 96ATP

總計(jì)

131ATP

凈生成:

131-2＝129ATP5/9/202435生物化學(xué)脂類(lèi)代謝3.β-氧化過(guò)程中有FADH2和NADH+H+生成，這些氫經(jīng)呼吸鏈傳遞給氧生成水β-氧化是需氧的過(guò)程脂肪酸的β-氧化過(guò)程小結(jié)1.脂肪酸活化生成脂酰CoA(耗能)2.長(zhǎng)鏈脂酰CoA由肉毒堿轉(zhuǎn)運(yùn)到線粒體β-氧化反應(yīng)在線粒體內(nèi)進(jìn)行5/9/202436生物化學(xué)脂類(lèi)代謝

脂肪酸β-氧化的生理意義

是體內(nèi)脂肪酸分解的主要途徑，脂肪酸氧化可以供應(yīng)機(jī)體所需要的大量能量5/9/202437生物化學(xué)脂類(lèi)代謝（二）脂肪酸的其他氧化方式

α

α氧化（微粒體氧化酶系）RCH2COOH單加氧酶RCHCOOHOH[O]脫氫酶NAD+NADH+H+RCCOOHO脫羧酶NAD+NADH+H+-ATPRCOOH+CO2腦，肝5/9/202438生物化學(xué)脂類(lèi)代謝ω氧化（微粒體氧化酶系）短鏈脂肪酸(C<12)CH3(CH2)nCOOH單加氧酶[O]NADPHOH-CH2(CH2)nCOOHHOOC(CH2)nCOOH5/9/202439生物化學(xué)脂類(lèi)代謝奇數(shù)碳原子脂肪酸的氧化產(chǎn)物：乙酰CoA丙二酰CoA琥珀酰CoATCA+CO2+H2O5/9/202440生物化學(xué)脂類(lèi)代謝偶數(shù)碳飽和脂肪酸的氧化分解在線粒體進(jìn)行

-氧化在微粒體進(jìn)行-氧化和ω-氧化

-氧化發(fā)生在哺乳動(dòng)物的肝臟和腦組織微粒體，長(zhǎng)鏈脂肪酸-碳羥基化,生成-羥脂酸。長(zhǎng)鏈-羥脂酸是腦苷脂的主要成分。ω-氧化發(fā)生在動(dòng)物體內(nèi)肝臟微粒體,十二碳以下的短鏈脂肪酸ω-碳連續(xù)進(jìn)行羥化、羧化，生成二羧酸。

-氧化和ω-氧化的產(chǎn)物都可以繼續(xù)進(jìn)行徹底氧化。5/9/202441生物化學(xué)脂類(lèi)代謝奇數(shù)碳飽和脂肪酸的氧化分解人體內(nèi)有極少量的奇數(shù)碳脂肪酸奇數(shù)碳脂肪酸經(jīng)過(guò)(n-1)÷2-1次

-氧化后除了生成(n-1)÷2-1分子的乙酰CoA之外，還又1分子的丙酰CoA。丙酰CoA經(jīng)丙酰CoA羧化酶、異構(gòu)酶和甲基丙二酸單酰CoA變位酶催化，最終可以轉(zhuǎn)變?yōu)殓牾oA，進(jìn)入TCA徹底氧化。5/9/202442生物化學(xué)脂類(lèi)代謝不飽和脂肪酸的氧化分解不飽和脂肪酸的氧化途徑基本上是飽和脂肪酸的

-氧化當(dāng)

-氧化進(jìn)行到不飽和脂肪酸的順式雙鍵時(shí)，即Δ3順式烯脂酰CoA時(shí)，在異構(gòu)酶的作用下轉(zhuǎn)變?yōu)棣?反式烯脂酰CoA，就可以繼續(xù)進(jìn)行

-氧化多部飽和脂肪酸氧化分解還需要差向異構(gòu)酶的作用，才能夠順利地徹底氧化分解。5/9/202443生物化學(xué)脂類(lèi)代謝四、酮體(Ketonebodies)的生成和利用乙酰乙酸(acetoaceticacid)約占30%β-羥丁酸(β-hydroxybutyricacid)約占70%丙酮(acetone)極少量的脂肪酸氧化分解的中間產(chǎn)物，包括乙酰乙酸，β-羥丁酸，丙酮酮體5/9/202444生物化學(xué)脂類(lèi)代謝

1.酮體的生成場(chǎng)所：肝細(xì)胞線粒體原料：乙酰CoA5/9/202445生物化學(xué)脂類(lèi)代謝1）2CH3COSCoA乙酰乙酰CoA硫解酶2)CH3COCH2COSCoA+CH3COSCoA羥甲基戊二酸單酰CoA合成酶HMGCoAHMGCoA裂解酶CH3COCH2COSCoAHOOCCH2-C-CH2COSCoAOHCH33）HOOCCH2-C-CH2COSCoAOHCH3CH3COCH2COOH+CH3COSCoA乙酰乙酰CoA乙酰乙酸（HMGCoA合成酶）5/9/202446生物化學(xué)脂類(lèi)代謝β-羥丁酸脫氫酶乙酰乙酸脫羧酶4）CH3COCH2COOHCH3CHOHCH2COOHβ-羥丁酸5）CH3COCH2COOH丙酮CH3COCH3NAD+NADH+H+5/9/202447生物化學(xué)脂類(lèi)代謝2CH3COSCoACH3COCH2COOHNADH+H+NAD+CH3COSCoAHMGCoAHMGCoA合成酶酮體肝臟線粒體脂肪酸β-氧化乙酰乙酰CoAβ-羥丁酸丙酮5/9/202448生物化學(xué)脂類(lèi)代謝乙酰CoAG,GnFFA生酮氨基酸FFA酮體膽固醇CO2+H2O有氧氧化β氧化5/9/202449生物化學(xué)脂類(lèi)代謝3.酮體生成的意義(3)節(jié)省葡萄糖，供腦和紅細(xì)胞利用

(1)酮體易運(yùn)輸(2)易利用5/9/202450生物化學(xué)脂類(lèi)代謝2.酮體的利用心，腎，腦，骨骼肌CH3COCH2COOH+乙酰乙酸HOOCCH2CH2COSCoA琥珀酰CoACH3COCH2COSCoA乙酰乙酰CoA+HOOCCH2CH2COOH琥珀酸琥珀酰轉(zhuǎn)硫酶5/9/202451生物化學(xué)脂類(lèi)代謝CH3COCH2COSCoA乙酰乙酰CoA硫解酶2CH3COSCoACH3COCH2COOH乙酰乙酸硫激酶(心，腎，腦）HSCoA5/9/202452生物化學(xué)脂類(lèi)代謝CH3CHOHCH2COOHβ-羥丁酸脫氫酶CH3COCH2COOH乙酰乙酸硫激酶CH3COCH2COSCoA乙酰乙酰CoA硫解酶2CH3COSCoAβ-羥丁酸5/9/202453生物化學(xué)脂類(lèi)代謝2.酮體的利用+琥珀酰CoA琥珀酰CoA轉(zhuǎn)硫酶乙酰乙酰SCoA+琥珀酸乙酰乙酰SCoA硫解酶2乙酰SCoATCA乙酰乙酸SCoA硫激酶丙酮酸β羥丁酸乙酰乙酸丙酮肝外組織5/9/202454生物化學(xué)脂類(lèi)代謝血液中酮體的濃度過(guò)量導(dǎo)致體內(nèi)酸堿平衡紊亂，出現(xiàn)酸中毒，即酮癥酸中毒。

5/9/202455生物化學(xué)脂類(lèi)代謝第四節(jié)脂肪的合成代謝+脂肪酸脂肪α–磷酸甘油HOCOR1

CH2OHCHOHCH2OHHOCOR2HOCOR3

CH2OCOR1CHOCOR2CH2OCOR35/9/202456生物化學(xué)脂類(lèi)代謝一、α–磷酸甘油的合成GNAD+Gly-α-PGlyα-磷酸甘油脫氫酶NADH+H+DHAP甘油激酶(肝)ATPADP5/9/202457生物化學(xué)脂類(lèi)代謝二、脂肪酸的生物合成合成部位：胞漿原料：乙酰CoA5/9/202458生物化學(xué)脂類(lèi)代謝合成過(guò)程1.乙酰CoA：線粒體胞漿檸檬酸-丙酮酸循環(huán)5/9/202459生物化學(xué)脂類(lèi)代謝檸檬酸-丙酮酸循環(huán)PA乙酰CoA蘋(píng)果酸檸檬酸CO2CoA檸檬酸草酰乙酸草酰乙酸PA乙酰CoACO2G基質(zhì)胞液線粒體內(nèi)膜-ATP5/9/202460生物化學(xué)脂類(lèi)代謝2.丙二酰CoA的合成乙酰CoA+CO2乙酰CoA羧化酶丙二酸單酰CoA+ADP+Pi(AcetylCoAcarbosylase)輔酶：生物素+ATP（胞液）5/9/202461生物化學(xué)脂類(lèi)代謝3.脂肪酸合成乙酰CoA+丙二酸單酰CoA脂肪酸合成酶+ACP脂肪酸ACP：?；d體蛋白

acylcarrierprotein脂肪酸合成酶六個(gè)酶，一個(gè)酰基載體蛋白5/9/202462生物化學(xué)脂類(lèi)代謝軟脂酸的生成是一個(gè)重復(fù)循環(huán)的過(guò)程1分子乙酰CoA與7分子丙二酰CoA，經(jīng)轉(zhuǎn)移、縮合、加氫、脫水和再加氫重復(fù)過(guò)程，每一次使碳鏈延長(zhǎng)兩個(gè)碳，共7次重復(fù)，最終生成含十六碳的軟脂酸5/9/202463生物化學(xué)脂類(lèi)代謝乙酰CoA+7丙二酰CoA+14NADPH+14H++7ATP脂肪酸合成酶復(fù)合體軟脂酸+8CoASH+14NADP++7ADP+7Pi+7H2O+7CO25/9/202464生物化學(xué)脂類(lèi)代謝乙酰CoA羧化酶催化的反應(yīng)為脂肪酸合成過(guò)程中的限速步驟脂肪酸合成調(diào)節(jié)：激活劑：檸檬酸，異檸檬酸，胰島素抑制劑：長(zhǎng)鏈脂肪酸，胰高血糖素及腎上腺素5/9/202465生物化學(xué)脂類(lèi)代謝

二、脂肪的合成

CH2OHCHOHCH2-O-Pα-磷酸甘油溶血磷脂酸α-磷酸甘油二酯甘油二酯脂肪

CH2OCOR1CHOCOR2CH2-OH

CH2OCOR1CHOHCH2-O-P

CH2OCOR1CHOCOR2CH2-O-P+R1COCoA+R2COCoA+H2O+R3COCoA

CH2OCOR1CHOCOR2CH2OCOR35/9/202466生物化學(xué)脂類(lèi)代謝脂肪酸合成脂肪酸分解部位原料能量產(chǎn)物氫載體胞漿線粒體乙酰CoA脂酰CoA脂肪酸乙酰CoANADPHNADH+H+，F(xiàn)ADH2-ATP+ATP5/9/202467生物化學(xué)脂類(lèi)代謝第四節(jié)膽固醇的代謝（一）膽固醇生物合成1.合成部位:主要肝臟2.原料:乙酰輔酶A，NADPH作用:細(xì)胞生物膜的構(gòu)成成分類(lèi)固醇類(lèi)激素、膽汁酸及維生素D的前體物質(zhì)5/9/202468生物化學(xué)脂類(lèi)代謝5/9/202469生物化學(xué)脂類(lèi)代謝3.合成基本過(guò)程合成部位：胞液乙酰CoA：線粒體胞漿檸檬酸-丙酮酸循環(huán)5/9/202470生物化學(xué)脂類(lèi)代謝1）2CH3COSCoA乙酰乙酰CoA硫解酶2)CH3COCH2COSCoA+CH3COSCoA羥甲基戊二酸單酰CoA合成酶HMGCoAHMGCoA還原酶CH3COCH2COSCoAHOOCCH2-C-CH2COSCoAOHCH33）HOOCCH2-C-CH2COSCoAOHCH3甲羥戊酸（MVA）乙酰乙酰CoA（HMGCoA合成酶）NADPH+H+關(guān)鍵酶5/9/202471生物化學(xué)脂類(lèi)代謝（4）MVA﹍﹍膽固醇5/9/202472生物化學(xué)脂類(lèi)代謝

4.膽固醇合成的調(diào)節(jié)

膽固醇合成限速酶：HMGCoA還原酶1.激素的調(diào)節(jié)胰高血糖素HMGCoA還原酶胰島素HMGCoA還原酶HMGCoA還原酶2膽固醇濃度的調(diào)節(jié)膽固醇5/9/202473生物化學(xué)脂類(lèi)代謝(二)膽固醇的轉(zhuǎn)化

膽固醇腎上腺皮質(zhì)激素膽汁酸細(xì)胞膜性激素維生素D35/9/202474生物化學(xué)脂類(lèi)代謝高脂血癥與降脂藥物5/9/202475生物化學(xué)脂類(lèi)代謝血漿脂蛋白的代謝和功能LPLApoB48ApoEApoB48ApoCIIApoETG成熟CM游離脂肪酸(肝外組織利用)CMR肝細(xì)胞攝取ApoB100ApoCIIApoETG，CE成熟VLD