第十三章--脂類代謝

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上 第十三章 脂類代謝 第一節(jié) 概述一、生理功能（一）儲存能量，是水化糖原的6倍（二）結構成分，磷脂、膽固醇等（三）生物活性物質，如激素、第二信使、維生素等 二、消化吸收（一）消化：主要在十二指腸，胰脂肪酶有三種：甘油三酯脂肪酶，水解生成2-單脂酰甘油需膽汁和共脂肪酶激活，否則被膽汁酸鹽抑制；膽固醇酯酶，生成膽固醇和脂肪酸；磷脂酶A2，生成溶血磷脂和脂肪酸。食物中的脂肪主要是甘油三酯，與膽汁結合生成膽汁酸鹽微團，其中的甘油三酯70%被胰脂肪酶水解，20%被腸脂肪酶水解成甘油和脂肪酸。微團逐漸變小，95%的膽汁酸鹽被回腸重吸收。（二）吸收：水解產物經膽汁乳化，被動擴散進入

2、腸粘膜細胞，在光滑內質網重新酯化，形成前乳糜微粒，進入高爾基體糖化，加磷脂和膽固醇外殼，形成乳糜微粒，經淋巴系統(tǒng)進入血液。甘油和小分子脂肪酸（12個碳以下）可直接進入門靜脈血液。（三）轉運：甘油三酯和膽固醇酯由脂蛋白轉運。在脂蛋白中，疏水脂類構成核心，外面圍繞著極性脂和載脂蛋白，以增加溶解度。載脂蛋白主要有7種，由肝臟和小腸合成，可使疏水脂類溶解，定向轉運到特異組織。1. 乳糜微粒轉運外源脂肪，被脂肪酶水解后成為乳糜殘留物。2. 極低密度脂蛋白轉運內源脂肪，水解生成中間密度脂蛋白，（IDL或LDL1），失去載脂蛋白后轉變?yōu)榈兔芏戎鞍祝?. 低密度脂蛋白又稱脂蛋白，轉運膽固醇到肝臟。脂蛋白高易

3、患動脈粥樣硬化。4. 高密度脂蛋白由肝臟和小腸合成，可激活脂肪酶，有清除血中膽固醇的作用。LDL/HDL稱冠心病指數(shù)，正常值為2.0+_0.75. 自由脂肪酸與清蛋白結合，構成極高密度脂蛋白而轉運。第二節(jié) 甘油三酯的分解代謝 一、甘油三酯的水解（一）組織脂肪酶有三種，脂肪酶、甘油二酯脂肪酶和甘油單酯脂肪酶，逐步水解R3、R1、R2，生成甘油和游離脂肪酸。（二）第一步是限速步驟，腎上腺素、腎上腺皮質激素、高血糖素通過cAMP和蛋白激酶激活，胰島素和前列腺素E1相反，有抗脂解作用。二、甘油代謝 脂肪細胞沒有甘油激酶，所以甘油被運到肝臟，由甘油激酶磷酸化為3-磷酸甘油，再由磷酸甘油脫氫酶催化為磷酸二

4、羥丙酮，進入酵解或異生，并生成NADH。三、脂肪酸的氧化（一）飽和偶數(shù)碳脂肪酸的氧化1. 脂肪酸的活化：脂肪酸先生成脂酰輔酶A才能進行氧化，稱為活化。由脂酰輔酶A合成酶（硫激酶）催化，線粒體中的酶作用于4-10個碳的脂肪酸，內質網中的酶作用于12個碳以上的長鏈脂肪酸。生成脂酰AMP中間物。乙酰acetyl;脂酰acyl2. 轉運：短鏈脂肪酸可直接進入線粒體，長鏈脂肪酸需先在肉堿脂酰轉移酶I催化下與肉堿生成脂酰肉堿，再通過線粒體內膜的移位酶穿過內膜，由肉堿轉移酶II催化重新生成脂酰輔酶A。最后肉堿經移位酶回到細胞質。3. -氧化：在線粒體基質進行，每4步一個循環(huán)，生成一個乙酰輔酶A。l脫氫：在脂

5、酰輔酶A脫氫酶作用下，、位生成反式雙鍵，即2反式烯脂酰輔酶A。酶有三種，底物鏈長不同，都以FAD為輔基。生成的FADH2上的氫不能直接氧化，需經電子黃素蛋白（ETF）、鐵硫蛋白和輔酶Q進入呼吸鏈。l水化：由烯脂酰輔酶A水化酶催化，生成L-羥脂酰輔酶A。此酶只催化2雙鍵，順式雙鍵生成D型產物。l再脫氫：L-羥脂酰輔酶A脫氫酶催化生成-酮脂酰輔酶A和NADH，只作用于L型底物。l硫解：由酮脂酰硫解酶催化，放出乙酰輔酶A，產生少2個碳的脂酰輔酶A。酶有三種，底物鏈長不同，有反應性強的巰基。此步放能較多，不易逆轉。 4. 要點：活化消耗2個高能鍵，轉移需肉堿，場所是線粒體，共四步。每個循環(huán)生成一個NA

6、DH和一個FADH2，放出一個乙酰輔酶A。軟脂酸經-氧化和三羧酸循環(huán)，共產生5*7+12*8-2=129個ATP，能量利用率為40%。（二）不飽和脂肪酸的氧化1. 單不飽和脂肪酸的氧化：油酸在9位有順式雙鍵，三個循環(huán)后形成3順烯脂酰輔酶A。在3順2反烯脂酰輔酶A異構酶催化下繼續(xù)氧化。這樣一個雙鍵少2個ATP。2. 多不飽和脂肪酸的氧化：亞油酸在9位和12位有兩個順式雙鍵，4個循環(huán)后生成2順烯脂酰輔酶A，水化生成D-產物，在-羥脂酰輔酶A差向酶作用下轉變?yōu)長型，繼續(xù)氧化。（三）奇數(shù)碳脂肪酸的氧化奇數(shù)碳脂肪酸經氧化可產生丙酰輔酶A，某些支鏈氨基酸也生成丙酸。丙酸有下列兩條代謝途徑：1. 丙酰輔酶A

7、在丙酰輔酶A羧化酶催化下生成D-甲基丙二酸單酰輔酶A，并消耗一個ATP。在差向酶作用下生成L-產物，再由變位酶催化生成琥珀酰輔酶A，進入三羧酸循環(huán)。需腺苷鈷胺素作輔酶。2. 丙酰輔酶A經脫氫、水化生成-羥基丙酰輔酶A，水解后在-羥基丙酸脫氫酶催化下生成丙二酸半醛，產生一個NADH。丙二酸半醛脫氫酶催化脫羧，生成乙酰輔酶A，產生一個NADPH。（四）脂肪酸的-氧化存在于植物種子、葉子，動物腦和肝臟。以游離脂肪酸為底物，涉及分子氧或過氧化氫，對支鏈、奇數(shù)和過長鏈（22）脂肪酸的降解有重要作用。哺乳動物葉綠素代謝時，經過水解、氧化，生成植烷酸，其位有甲基，需通過氧化脫羧才能繼續(xù)氧化。氧化有以下途徑：

8、1. 脂肪酸在單加氧酶作用下羥化，需Fe2+和抗壞血酸，消耗一個NADPH。經脫氫生成-酮脂肪酸，脫羧生成少一個碳的脂肪酸。2. 在過氧化氫存在下，經脂肪酸過氧化物酶催化生成D-氫過氧脂肪酸，脫羧生成脂肪醛，再脫氫產生脂肪酸或還原。（五）-氧化12個碳以下的脂肪酸可通過-氧化降解，末端甲基羥化，形成一級醇，再氧化成醛和羧酸。一些細菌可通過-氧化將烷烴轉化為脂肪酸，從兩端進行-氧化降解，速度快。四、酮體代謝乙酰輔酶A在肝和腎可生成乙酰乙酸、-羥基丁酸和丙酮，稱為酮體。肝通過酮體將乙酰輔酶A轉運到外周組織中作燃料。心和腎上腺皮質主要以酮體作燃料，腦在饑餓時也主要利用酮體。平時血液中酮體較少，有大量

9、乙酰輔酶A必需代謝時酮體增多，可引起代謝性酸中毒，如糖尿病。（一）合成1. 兩個乙酰輔酶A被硫解酶催化生成乙酰乙酰輔酶A。-氧化的最后一輪也生成乙酰乙酰輔酶A。2. 乙酰乙酰輔酶A與一分子乙酰輔酶A生成-羥基-甲基戊二酰輔酶A，由HMG輔酶A合成酶催化。3. HMG輔酶A裂解酶將其裂解為乙酰乙酸和乙酰輔酶A。4. D-羥丁酸脫氫酶催化，用NADH還原生成羥丁酸，反應可逆，不催化L-型底物。5. 乙酰乙酸自發(fā)或由乙酰乙酸脫羧酶催化脫羧，生成丙酮。（二）分解1. 羥丁酸可由羥丁酸脫氫酶氧化生成乙酰乙酸，在肌肉線粒體中被3-酮脂酰輔酶A轉移酶催化生成乙酰乙酰輔酶A和琥珀酸。也可由乙酰乙酰輔酶A合成酶

10、激活，但前者活力高且分布廣泛，起主要作用。乙酰乙酰輔酶A可加入-氧化。2. 丙酮代謝較復雜，先被單加氧酶催化羥化，然后可生成丙酮酸或乳酸、甲酸、乙酸等。大部分丙酮異生成糖，是脂肪酸轉化為糖的一個可能途徑。第三節(jié) 甘油三酯的合成代謝 一、軟脂酸的合成（一）乙酰輔酶A的轉運合成脂肪酸的碳源來自乙酰輔酶A，乙酰輔酶A是在線粒體形成的，而脂肪酸的合成場所在細胞質中，所以必需將乙酰輔酶A轉運出來。乙酰輔酶A在線粒體中與草酰乙酸合成檸檬酸，通過載體轉運出線粒體，在檸檬酸裂解酶催化下裂解為乙酰輔酶A和草酰乙酸，后者被蘋果酸脫氫酶還原成蘋果酸，再氧化脫羧生成丙酮酸和NADPH，丙酮酸進入線粒體，可脫氫生成乙酰

11、輔酶A，也可羧化生成草酰乙酸。（二）丙二酸單酰輔酶A的生成乙酰輔酶A以丙二酸單酰輔酶A的形式參加合成。乙酰輔酶A與碳酸氫根、ATP反應，羧化生成丙二酸單酰輔酶A，由乙酰輔酶A羧化酶催化。此反應是脂肪酸合成的限速步驟，被檸檬酸別構激活，受軟脂酰輔酶A抑制。此酶有三個亞基：生物素羧化酶（BC）、生物素羧基載體蛋白（BCCP）和羧基轉移酶（CT）。（三）脂肪酸合成酶體系有7種蛋白，以脂?；d體蛋白為中心，中間產物以共價鍵與其相連。載體蛋白含巰基，與輔酶A類似，可由輔酶A合成。（四）脂肪酸的合成1. 起始：乙酰輔酶A在ACP-酰基轉移酶催化下生成乙酰ACP，然后轉移到-酮脂酰-ACP合成酶的巰基上。2

12、. ACP與丙二酸單酰輔酶A生成丙二酸單酰ACP，由ACP：丙二酸單酰轉移酶催化。3. 縮合：-酮脂酰ACP合成酶將乙?；D移到丙二酸單?；?碳上，生成乙酰乙酰ACP，并放出CO2。所以碳酸氫根只起催化作用，羧化時儲存能量，縮合時放出，推動反應進行。4. 還原：NADPH在-酮脂酰ACP還原酶催化下將其還原為D-羥丁酰ACP。-氧化的產物是L-型。5. 脫水：羥脂酰ACP脫水酶催化生成2反丁烯酰ACP，即巴豆酰ACP。6. 再還原：烯脂酰ACP還原酶用NADPH還原為丁酰ACP。-氧化時生成FADH2，此時是為了加速反應。7. 第二次循環(huán)從丁?；D移到-酮脂酰ACP合成酶上開始。7次循環(huán)后生

13、成軟脂酰ACP，可被硫酯酶水解，或轉移到輔酶A上，或直接形成磷脂酸。-酮脂酰ACP合成酶只能接受14碳?；?，并受軟脂酰輔酶A反饋抑制，所以只能合成軟脂酸。（五）軟脂酸的合成與氧化的區(qū)別有8點：部位、酰基載體、二碳單位、輔酶、羥脂酰構型、對碳酸氫根和檸檬酸的需求、酶系、能量變化。二、其他脂肪酸的合成（一）脂肪酸的延長1. 線粒體酶系：在基質中，可催化短鏈延長?；臼?氧化的逆轉，但第四個酶是烯脂酰輔酶A還原酶，氫供體都是NADPH。2. 內質網酶系：粗糙內質網可延長飽和及不飽和脂肪酸，與脂肪酸合成相似，但以輔酶A代替ACP?？尚纬蒀24。（二）不飽和脂肪酸的形成1. 單烯脂酸的合成：需氧生物可通

14、過單加氧酶在軟脂酸和硬脂酸的9位引入雙鍵，生成棕櫚油酸和油酸。消耗NADPH。厭氧生物可通過-羥脂酰ACP脫水形成雙鍵。2. 多烯脂酸的合成：由軟脂酸通過延長和去飽和作用形成多不飽和脂肪酸。哺乳動物由四種前體轉化：棕櫚油酸（n7）、油酸（n9）、亞油酸（n6）和亞麻酸（n3），其中亞油酸和亞麻酸不能自己合成，必需從食物攝取，稱為必需脂肪酸。其他脂肪酸可由這四種前體通過延長和去飽和作用形成。三、甘油三酯的合成：肝臟和脂肪組織（一）前體合成：包括L-磷酸甘油和脂酰輔酶A。細胞質中的磷酸二羥丙酮經-磷酸甘油脫氫酶催化，以NADH還原生成磷酸甘油。也可由甘油經甘油激酶磷酸化生成，但脂肪組織缺乏有活性的

15、甘油激酶。（二）生成磷脂酸：磷酸甘油與脂酰輔酶A生成單脂酰甘油磷酸，即溶血磷脂酸，再與脂酰輔酶A生成磷脂酸。都由甘油磷酸脂酰轉移酶催化。磷酸二羥丙酮也可先酯化，再還原生成溶血磷脂酸。（三）合成：先被磷脂酸磷酸酶水解，生成甘油二酯，再由甘油二酯轉酰基酶合成甘油三酯。四、各組織的脂肪代謝脂肪組織脂解的限速酶是脂肪酶，生成的游離脂肪酸進入血液，可用于氧化或合成，而甘油不能用于合成。肝臟可將脂肪酸氧化或合成酮體或合成甘油三酯。第四節(jié) 磷脂代謝 一、分解：（一）磷脂酶有以下4類：1. 磷脂酶A1：水解C12. 磷脂酶A2：水解C23. 磷脂酶C：水解C3，生成1，2-甘油二酯，與第二信使有關。4. 磷脂

16、酶D：生成磷脂酸和堿基5. 磷脂酶B：同時水解C1和C2，如點青霉磷脂酶。（二）溶血磷脂：只有一個脂肪酸，是強去污劑，可破壞細胞膜，使紅細胞破裂而發(fā)生溶血。某些蛇毒含溶血磷脂，所以有劇毒。溶血磷脂酶有L1和L2，分別水解C1和C2。（三）產物去向：甘油和磷酸參加糖代謝，氨基醇可用于磷脂再合成，膽堿可轉甲基生成其他物質。二、合成：（一）腦磷脂的合成：1. 乙醇胺的磷酸化：乙醇胺激酶催化羥基磷酸化，生成磷酸乙醇胺。2. 與CTP生成CDP-乙醇胺，由磷酸乙醇胺胞苷轉移酶催化，放出焦磷酸。3. 與甘油二酯生成腦磷脂，放出CMP。由磷酸乙醇胺轉移酶催化。該酶位于內質網上，內質網上還有磷脂酸磷酸酶，水解

17、分散在水中的磷脂酸，用于磷脂合成。肝臟和腸粘膜細胞的可溶性磷脂酸磷酸酶只能水解膜上的磷脂酸，合成甘油三酯。（二）卵磷脂合成：1. 節(jié)約利用途徑：與腦磷脂類似，利用已有的膽堿，先磷酸化，再連接CDP作載體，與甘油二酯生成卵磷脂。2. 從頭合成途徑：將腦磷脂的乙醇胺甲基化，生成卵磷脂。供體是S-腺苷甲硫氨酸，由磷脂酰乙醇胺甲基轉移酶催化，生成S-腺苷高半胱氨酸。共消耗3個供體。（三）磷脂酰肌醇的合成1. 磷脂酸與CTP生成CDP-二脂酰甘油，放出焦磷酸。由磷脂酰胞苷酸轉移酶催化。2. CDP-二脂酰甘油：肌醇磷脂酰轉移酶催化生成磷脂酰肌醇。磷脂酰肌醇激酶催化生成PIP，PIP激酶催化生成PIP2。

18、磷脂酶C催化PIP2水解生成IP3和DG，IP3使內質網釋放鈣，DG增加蛋白激酶C對鈣的敏感性，通過磷酸化起第二信使作用。（四）其他：磷脂酰絲氨酸可通過腦磷脂與絲氨酸的醇基交換生成，由磷酸吡哆醛酶催化。心磷脂的合成先生成CDP-二酰甘油，再與甘油-3-磷酸生成磷脂酰甘油磷酸，水解掉磷酸后與另一個CDP-二脂酰甘油生成心磷脂。由磷酸甘油磷脂酰轉移酶催化。第五節(jié) 鞘脂類代謝一、鞘磷脂的合成（一）合成鞘氨醇：軟脂酰輔酶A與絲氨酸經縮合、還原、氧化等一系列酶促反應形成。（二）氨基被脂酰輔酶A?；缮窠涻０?。由鞘氨醇?；D移酶。（三）神經酰胺與CDP-膽堿生成鞘磷脂，由神經酰胺膽堿磷酸轉移酶催化。二

19、、鞘糖脂的合成（一）腦苷脂：神經酰胺與UDP葡萄糖生成葡萄糖腦苷脂，由葡萄糖基轉移酶催化，是b糖苷鍵。也可先由糖基與鞘氨醇反應，再酯化。（二）腦硫脂：硫酸先與2分子ATP生成PAPS，再轉移到半乳糖腦苷脂的3位。由微粒體的半乳糖腦苷脂硫酸基轉移酶催化。（三）神經節(jié)苷脂：以神經酰胺為基礎合成，UDP為糖載體，CMP為唾液酸載體，轉移酶催化。其分解在溶酶體進行，需要糖苷酶等。酶缺乏可導致脂類沉積癥，神經發(fā)育遲緩，存活期短。第六節(jié) 膽固醇代謝一、膽固醇的合成（一）二羥甲基戊酸(MVA)的合成1. 羥甲基戊二酰輔酶A(HMG CoA)的合成：可由3個乙酰輔酶A合成，也可由亮氨酸合成。2. 二羥甲基戊酸

20、的合成：由HMG CoA還原酶催化，消耗2分子NADPH，不可逆。是酮體和膽固醇合成的分支點。此反應是膽固醇合成的限速步驟，酶有立體專一性，受膽固醇抑制。酶的合成和活性都受激素控制，cAMP可促進其磷酸化，降低活性。（二）異戊烯醇焦磷酸酯(IPP)的合成：二羥甲基戊酸經2分子ATP活化，再脫羧。是活潑前體，可縮合形成膽固醇、脂溶性維生素、萜類等許多物質。（三）生成鯊烯：6個IPP縮合生成鯊烯，由二甲基丙烯基轉移酶催化。鯊烯是合成膽固醇的直接前體，水不溶。（四）生成羊毛固醇：固醇載體蛋白將鯊烯運到微粒體，環(huán)化成羊毛固醇，需分子氧和NADPH參加。（五）生成膽固醇：羊毛固醇經切除甲基、雙鍵移位、還

21、原等步驟生成膽固醇。需固醇載體蛋白，7脫氫膽固醇是中間物之一。二、膽固醇酯的合成膽固醇酯主要存在于脂蛋白的脂類核心中?？捎陕蚜字耗懝檀减；D移酶催化，將卵磷脂C2的不飽和脂肪酸轉移到膽固醇3位羥基上。此酶存在于高密度脂蛋白中，在細胞中還有脂酰輔酶A：膽固醇脂酰轉移酶，也可合成膽固醇酯。三、膽汁酸的合成包括游離膽酸和結合膽酸，前者有膽酸、脫氧膽酸等，后者是他們與牛磺酸或甘氨酸以酰胺鍵結合的產物。其結構的特點是24位有羧基，3、7、12位有a羥基，在同側，形成一個極性面，是很好的乳化劑。肝臟由膽固醇合成膽酸，先由7a羥化酶形成7a膽固醇，是限速步驟。此酶是單加氧酶，存在于微粒體，需NADPH和分

22、子氧。膽酸先形成膽酰輔酶A，再與牛磺酸等結合。四、類固醇激素的合成（一）孕酮的合成：膽固醇先在20位羥化，由20a羥化酶催化，是限速步驟。然后在22位羥化，切除6個碳，生成孕烯醇酮和異己醛。孕烯醇酮在3b脫氫酶催化下生成孕酮，是許多激素的共同前體。（二）腎上腺皮質有21羥化酶，可合成皮質醇、皮質酮和醛固酮。性腺有碳鏈裂解酶，可生成雄烯二酮，再經17b脫氫酶生成睪酮。卵巢和胎盤還有芳香酶系，可產生苯環(huán)，生成雌酮和雌二醇。五、維生素D的合成7脫氫膽固醇經紫外線照射可生成前維生素D，再生成維生素D3。所以維生素D不是必須的。麥角固醇可轉變?yōu)榫S生素D2。第七節(jié) 前列腺素代謝 一、分類（一）天然的前列腺

23、素有19種，根據(jù)五元環(huán)的結構可分為AI等9類，根據(jù)雙鍵數(shù)可分為1、2、3三類。由花生四烯酸合成的有2個雙鍵，即2系，最常見。前列腺素的功能主要有兩個，一是影響平滑肌的收縮強烈作用于腸道、血管、支氣管、子宮等：二是改變腺苷酸環(huán)化酶的活性，一般是促進，但在脂肪組織是抑制，所以有抗脂解作用。（二）凝血惡烷酸A2(TXA2)：由血小板合成，有一個含氧的六元雜環(huán)，環(huán)中還有一個氧?？纱龠M血小板凝集，與PGI2相拮抗。（三）白三烯(LTs)：由白細胞制造，有三個共軛雙鍵，故名。其分子中沒有環(huán)，可有多個雙鍵?？煞譃锳BCDE等類。與化學趨化性、炎癥和變態(tài)反應有關。二、合成主要由花生四烯酸合成。鈣濃度升高使磷脂

24、酶A2活化，水解膜磷脂，放出花生四烯酸。脂肪酸環(huán)加氧酶在9位和11位引入過氧化物，再環(huán)化，生成PGG2，然后酶促形成其他前列腺素和TX。脂加氧酶可由花生四烯酸合成白三烯。三、調控脂肪酸環(huán)加氧酶可自溶，存在時間短，不依賴反饋調節(jié)，而是由酶量調節(jié)。其活性被酚類促進，被某些藥物及花生四烯酸、乙炔類似物抑制。第八節(jié) 脂類代謝調控 一、脂解的調控脂解是脂類分解代謝的第一步，受許多激素調控，激素敏感脂肪酶是限速酶。腎上腺素、去甲腎上腺素和胰高血糖素通過環(huán)AMP激活，作用快。生長激素和糖皮質激素通過蛋白合成加速反應，作用慢。甲狀腺素促進脂解的原因一方面是促進腎上腺素等的分泌，另一方面可抑制cAMP磷酸二酯酶，延長其作用時間。甲基黃嘌呤（茶堿、咖啡堿）有類似作用，所以使人興奮。胰島素、PGE、煙酸和腺苷可抑制腺苷酸環(huán)化酶，起抑制脂解作用。胰島素還可活化磷酸二酯酶，并促進脂類合成，具體是提供原料和活化有關的酶，如促進脂肪酸和葡萄糖過膜，加速酵解和戊糖支路，激活乙酰輔酶A羧化酶等。二、脂肪酸代謝調控（一）分