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第七章脂质代谢MetabolismofLipids高秀峰四川大学华西基础与法医学院华大取“猪坚强”耳组织，进行胚胎克隆，在2011年5月12日将克隆胚胎移植入两头代孕母猪体内。于2011年8月31日成功产出6头“小猪坚强”。猪也不想死,猪也有对生的渴望,正是这种渴望要让它完成了一次难以想象的自我超越。做猪要做猪坚强,要活就活出新希望。2008年9月13日，50名四川经济界的名流齐聚大邑县建川博物馆。这些平日里西装革履的大老板脱去正装，集体换上了印有珠圆玉润“猪坚强”的T恤，兴致勃勃地去“拜见”名噪一时的“猪坚强”，并振臂高呼：“我肥！我坚强”！内容第一节脂质的构成、功能及分析第二节脂类的消化和吸收第三节甘油三酯代谢甘油三酯合成代谢（甘油一酯途径，甘油二酯途径）甘油三酯分解代谢（脂肪的动员,脂酸的b-氧化,脂酸的其他氧化方式，酮体的生成、利用和调节）脂酸的合成代谢(软脂酸的合成部位,原料及反应过程,乙酰CoA羧化酶,脂肪酸链的延长,不饱和脂酸的合成,脂肪酸的合成调节)第四节磷脂代谢甘油磷脂代谢(组成,分类及结构,合成部位,原料及辅因子,合成基本过程如甘油二酯途径,CDP-甘油二酯途径及降解)鞘磷脂代谢(化学组成及结构)第五节胆固醇的代谢胆固醇合成:部位,原料,辅因子;基本过程，甲羟戊酸的合成,限速酶及调节胆固醇的转化第六节血浆脂蛋白代谢血脂(概念及主要血脂的正常含量)血浆脂蛋白的分类,组成及结构(分类,组成特点,双性a-螺旋)载脂蛋白(分类,主要载脂蛋白的功能)血浆脂蛋白代谢(各类脂蛋白的来源及主要功能)定义:脂质(lipids)是脂肪和类脂的总称。分类：脂肪(fat):三脂酰甘油(triacylglycerols)又称甘油三酯(triglyceride)第一节脂质的构成、功能及分析CH2CHCH2OOOCO(CH2)mCH3CO(CH2)kCH3CO(CH2)nCH3类脂(lipoid):胆固醇(cholesterol,Ch)胆固醇酯(cholesterolester,CE)磷脂(phospholipid,PL)：甘油磷脂鞘磷脂糖脂(glycolipid)CH2CHCH2OOOCO(CH2)mCH3CO(CH2)nCH3POOXOH甘油磷脂X:胆碱、水、乙醇胺、丝氨酸、甘油、肌醇、磷脂酰甘油等。鞘脂的化学组成和结构含鞘氨醇(sphingosine)或二氢鞘氨醇的脂类称鞘脂。是具有脂肪族长链的氨基二元醇，具有疏水的长链脂肪烃和2个羟基及1个氨基的极性头。CHOHCHCHNH2CH2OH鞘氨醇（反式）CHCH3(CH2)12CHOHCHNH2CH2OH二氢鞘氨醇CH3(CH2)14鞘磷脂结构式CHOHCHCHNHCO(CH2)nCH3CH2OX鞘氨醇（反式）CHCH3(CH2)mm:多为18；n:多在12-22之间;X:为取代基(磷酸、磷酸胆碱、磷酸乙醇胺、单糖或寡糖)脂质的分类、含量、分布及生理功能分类含量分布生理功能脂肪95%脂肪组织血浆1.储脂供能2.提供脂酸3.促进脂溶性维生素的吸收4.热垫作用5.保护垫作用6.构成血浆脂蛋白类脂5%血浆神经生物膜1.维持生物膜的结构和功能2.胆固醇可转变成类固醇类激素、维生素和胆汁酸3.构成血浆脂蛋白脂酸定义：一般是无分支的具有偶数碳原子的饱和或不饱和脂肪烃羧酸(开链的一元羧酸)。通式：CH3(CH2)nCOOH分类:根据碳原子数目:短链脂肪酸(10个碳原子)中链脂肪酸(11-20个碳原子)长链脂肪酸(20个碳原子)根据有无双键:饱和脂肪酸:烷酸类不饱和脂肪酸:单不饱和脂肪酸多不饱和脂肪酸一、脂酸的命名及分类Theclassificationandnamingoffattyacids不饱和脂酸的命名习惯命名法:常根据碳原子数目、来源或性质命名.如丁酸、油酸、软脂酸等系统命名法：则要表示出碳原子的数目和双键的位置和数目。对主链碳原子编号时要根据D编码体系和w或h编码体系。D编码体系:从脂酸的羧基碳起计算碳原子的顺序.w或h编码体系:从脂酸的甲基碳起计算碳原子的顺序.例如:习惯名:亚油酸系统名:十八碳二烯酸(18:2,D9,12)(18:2,w6,9)编码体系CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2COOHDw或h1098765432112345678910希腊字母表示shzedgbaiotathetaetazetaepsilondeltagammabetaalpha脂酸的系统命名法哺乳动物不饱和脂酸按w（或h）编码体系分族族母体脂酸w-7（h-7）软油酸（16:1,w-7）w-9（h-9）油酸（18:1,w-9）w-6（h-6）亚油酸（18:2,w-6,9）w-3（h-3）a-亚麻酸（18:3,w-3,6,9）同族的不饱和脂酸可由其母体代谢产生，w-3、w-6和w-9族多不饱和脂酸在体内彼此不能相互转化。动物体内只有D4、D5、D8、D9去饱和酶，缺乏D9以上的去饱和酶，只能合成ω-9及ω-7系的多不饱和脂酸，不能合成ω-6及ω-3系多不饱和脂酸。常见的不饱和脂酸习惯名系统名碳原子双键位置族分布及双键数D系w系软油酸十六碳一烯酸16:197w-7广泛油酸十八碳一烯酸18:199w-9广泛亚油酸十八碳二烯酸18:29,126,9w-6植物油a-亚麻酸十八碳三烯酸18:39,12,153,6,9w-3植物油g-亚麻酸十八碳三烯酸18:36,9,126,9,12w-6植物油花生四烯酸二十碳四烯酸20:45,8,11,146,9,12,15w-6植物油timnodonic二十碳五烯酸20:55,8,11,14,173,6,9,12,15w-3鱼油clupanodonic二十二碳五烯酸22:57,10,13,16,193,6,9,12,15w-3鱼油,脑Cervonic二十二碳六烯酸22:64,7,10,13,16,193,6,9,12,15,18w-3鱼油第二节脂质的消化和吸收digestionandabsorptionoflipids脂类消化条件1.乳化剂:胆汁酸盐2.酶类:胰脂酶(pancreaticlipase)辅脂酶(colipase)磷脂酶A2(phospholipaseA2)胆固醇酯酶(cholesterylesterase)部位主要在十二指肠下段和小肠上段胆盐在脂肪消化中的作用脂类消化过程甘油三酯胰脂酶辅脂酶2-甘油一酯+2FFA磷脂磷脂酶A2溶血磷脂1+FFA食物中的脂类乳化微团消化酶产物(更小的混合微团)胆固醇酯胆固醇酯酶胆固醇+FFA任何原因导致胆盐或消化酶减少均可导致脂肪消化不良-脂肪泻脂类的吸收部位:十二指肠的下段及空肠上段中、短链脂酸构成的TG的吸收甘油三酯乳化肠粘膜C脂肪酶甘油+FFA门静脉血循环长链脂酸构成的甘油三酯,在肠内消化吸收后,在肠粘膜C内经甘油一酯合成途径再合成甘油三酯,并且形成乳糜微粒,经淋巴进入血循环.TGapoB48PL+apoAⅠ、AⅡ、AⅣCh新生的CM长链脂酸及2-甘油一酯甘油三酯(TG)小肠粘膜细胞酯化游离脂酸及胆固醇胆固醇酯(CE)游离脂酸及溶血磷脂磷脂(PL)甘油三酯的消化与吸收第三节甘油三酯代谢Metabolismoftriglyceride主要内容甘油三酯合成代谢：甘油一酯途径甘油二酯途径脂酸的合成代谢：软脂酸的合成部位,原料反应过程乙酰CoA羧化酶脂肪酸链的延长甘油三酯分解代谢：脂肪的动员脂酸的b-氧化脂酸的其他氧化方式酮体的生成、利用和调节甘油三酯的合成代谢合成部位肝脏，脂肪组织，小肠合成原料来自葡萄糖及食物脂肪（甘油、甘油一酯、3-磷酸甘油和脂酸）合成途径甘油一酯途径（小肠粘膜细胞）甘油二酯途径（肝及脂肪细胞）甘油一酯途径在肠粘膜细胞内由甘油一酯合成脂肪的途径。部位:小肠粘膜细胞原料:来自食物脂肪的消化产物（2-甘油一酯和脂酸）酶类:脂酰CoA合成酶和脂酰CoA转移酶能量消耗:合成1分子甘油三酯消耗2分子ATP(4个高能磷酸键)运输形式:CM经淋巴入血脂酰CoA合成酶HS-CoA+RCOOHRCO~SCoAATPAMP+PPi甘油一酯途径1.脂肪酸的活化脂酰CoA转移酶甘油一酯甘油二酯甘油三酯HS-CoAR2CO~SCoA2.酯化反应TGPLCE+apoB48、CAI、AII、AIVCM小肠3.甘油三酯的运输甘油二酯途径部位:肝和脂肪细胞原料:主要来自葡萄糖、CM来自食物脂肪的消化产物（甘油和脂酸）酶类:脂酰CoA合成酶脂酰CoA转移酶磷脂酸磷酸酶能量消耗:合成1分子甘油三酯，消耗3分子ATP(6个高能磷酸键)运输形式:合成VLDL分泌入血糖酵解途径磷酸二羟丙酮CH2OHCHOHCH2OPiCH2OHC=OCH2OPi磷酸甘油脱氢酶3-磷酸甘油NADH+H+NAD+甘油二酯途径磷脂酸磷酸酶脂酰CoA转移酶CoAR2COCoA甘油三酯甘油二酯磷脂酸脂酰CoA转移酶CoA脂酰CoA转移酶R2COCoACoA3-磷酸甘油1-脂酰3-磷酸甘油R2COCoAATPADP甘油激酶CH2OHCHOHCH2OPiCH2OHCHOHCH2OH甘油激酶：主要在肝脏，其次是肾和肠脂肪和骨骼肌其活性很低。TGPLCE+apoB100、CVLDL肝脏甘油三酯的运输脂酸的合成代谢（一）软脂酸的合成合成部位组织：肝、肾、脑、肺、乳腺及脂肪等组织细胞：合成在胞液中，延长在线粒体或内质网合成原料：乙酰CoA:主要来自葡萄糖NADPH：来自磷酸戊糖途径异柠檬酸脱氢酶催化的反应苹果酸酶催化的反应Mn2+：乙酰CoA羧化酶的激活剂ATP、HCO3-生物素柠檬酸-丙酮酸循环citratepyruvatecycle苹果酸柠檬酸乙酰CoA、AMP、PPi苹果酸酶ATP、CoASH丙酮酸丙酮酸乙酰CoA苹果酸草酰乙酸草酰乙酸柠檬酸柠檬酸合酶H2OCoASHATP柠檬酸裂解酶苹果酸脱氢酶NAD+NADH+H+NADP+NADPH+H+CO2丙酮酸羧化酶丙酮酸脱氢酶ATP、CO2ADP、Pi胞浆基质软脂酸合成的反应过程1.丙二酰CoA的合成乙酰CoA羧化酶（acetylCoAcarboxylase）存在于胞液中，催化乙酰CoA羧化成丙二酰CoA，是脂酸合成的限速酶。辅基：生物素激活剂：Mn2+形式存在：单体：分子量4万，无活性多聚体：有活性，10-20个单体，分子量60-80万乙酰CoA羧化:酶-生物素+HCO3-+ATP→酶-生物素-CO2+ADP+Pi酶-生物素-CO2+乙酰CoA→酶-生物素+丙二酰CoA总反应:HCO3-+ATP+乙酰CoA→丙二酰CoA+ADP+Pi2.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的反应过程,每次延长2个碳原子.16碳的软脂酸合成需经过连续7次重复的加成反应.各种生物脂酸合成的基本过程相似.部位：细胞浆催化酶：脂酸合成酶脂肪酸合成酶大肠杆菌中是7种酶蛋白和ACP聚合在一起构成多酶体系1.乙酰转移酶(acyltransferase,AT)2.丙二酰基转移酶(malonyltransferase,MT)3.b-酮脂酰合成酶(contractenzyme,CE)4.b-酮脂酰还原酶(ketoacylreductase,KR)5.脱水酶(dehydrase,DH)6.a,b-烯脂酰还原酶(enoylreductase,ER)7.硫酯酶(thiolesterase,TE)高等动物是7种酶蛋白在一条多肽链上,由一个基因所编码属多功能酶ACPSerCH2OHO−P=OOCH2CH3−C−CH3CHOHC=OHNC=OHN(CH2)24′∣磷酸泛酰氨基乙硫醇(CH2)2泛酸乙硫醇HSACP：酰基载体蛋白由77个氨基酸残基组成.36位的丝氨酸残基连有4′磷酸泛酰氨基乙硫醇，是脂酰基的载体。*软脂酸的合成过程*底物进入乙酰CoACE-S-乙酰基(缩合酶)丙二酰CoAACP-S-丙二酰基软脂酸合成酶乙酰基（第一个）丙二酰基H2OCO2*转位丁酰基由E2-泛-SH（ACP上)转移至E1-半胱-SH（CE上）ACPSC=OCH2CH2CH3CEHSSO=CCH