第七章-脂代谢-lipid-metabolism-71脂课件

Chapter 7 lipid metabolism 第七章 脂代谢 lipid metabolism 7.1.脂的种类及生理功能 脂质（lipid，也称脂类，俗称fat），是低溶于水而高溶于非极性溶剂的生物有机分子。7.1.1.脂质的分类7.1.1.1.按化学组成分类7.1.1.2.按是否被碱水解分类 7.1.1.3.按水界面的行为分类 7.1.1.4.按是否含甘油三脂分类 真脂（甘油三酯）和类脂。Chapter 7 lipid metabolism 7.1.2.脂肪酸fatty acid 7.1.2.1.常识 7.1.2.2.生物体内脂肪酸的特点 1.不同生物脂肪酸的差异 动物的脂肪酸结构比较简单，碳骨架为线形，双键数目一般为14个，少数脂肪酸多达6个。细菌的脂肪酸绝多饱和，少数为单烯酸，多于一个双键的极少，有些含有分支的甲基，环丙烷环或环丙烯环。植物特别是高等植物中不饱和脂肪酸比饱和脂肪酸丰富，植物脂肪酸除含烯键外，可含炔键、羟基、酮基、环氧基或环戊烯基等。Chapter 7 lipid metabolism 2.碳链碳原子个数 天然脂肪酸的碳原子数目多为偶数，因体内脂肪酸是以二碳单位（乙酰CoA形式）合成的。奇数碳原子的脂肪酸在陆地生物中含量极少，但在某些海洋生物中存在。3.碳链长度 天然脂肪酸为436个碳原子，多数为1224个碳，常见16和18碳，如软脂酸、硬脂酸和油酸等，低于14碳的脂肪酸主要存在于乳脂中。Chapter 7 lipid metabolism 4.不饱和程度 多为双键，无炔类。大多数单不饱和脂肪酸双键在C9和C10之间（9），多不饱和脂肪酸中常有一双键位于9，其余双键多9和末端甲基之间，如12、15。5.双键的特点 多为非共轭系统或称1,4-戊二烯结构，如亚油酸、亚麻酸中二个双键之间插入一个亚甲基，亚甲基可直接发生化学反应，形成自由基。双键多为顺式构型，少数是反式构型，如反式异油酸、乌桕酸和-桐油酸 Chapter 7 lipid metabolism 7.1.2.3.必需脂肪酸essential fatty acid，EFA 1.概念 必需脂肪酸：人体及哺乳动物不能合成，必须从食物中摄取的超过两个双键的脂肪酸，特别是亚油酸和亚麻酸及其衍生物对人体功能必不可少。2.种类 动物中存在-6系列和-3系列。3.作用 缺乏时，除生长停止和生殖力下降外，皮肤创伤难愈合，皮屑增多，皮肤形成脓皮症，脱毛、水肿，外耳道、趾间出现湿性皮肤炎。易发黄色脂肪症，皮肤形成结节状，有痛感。Chapter 7 lipid metabolism 7.1.2.4.生物体内常见的脂肪酸生物体内常见的脂肪酸 生物体有许多常见的饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸。7.1.2.5.脂肪酸代谢产物脂肪酸代谢产物 1.萜 terpene 萜一般不含脂肪酸，不可皂化。在体内以乙酰CoA为前体合成的，含量不多，但不少是重要的活性脂质。萜分子的碳架可看作由异戊二烯单位组成，其碳原子个数为5的整数倍。Chapter 7 lipid metabolism 2.类固醇steroid 类固醇一般不含脂肪酸，不可皂化。在体内以乙酰CoA为前体合成的，体内含量不多，但不少是重要的活性脂质。3.前列腺素prostaglandin，PG 前列腺素广泛分布于人和动物组织。4.凝血噁烷thromboxane，TX 结构、合成途径和代谢性质与前列腺素相似，被认为是前列腺素的类似物。Chapter 7 lipid metabolism 5.白三烯leukotriene，LT 含3个共轭双键，从花生四烯酸形成的LT含4个双键，其中1个非共轭双键，缩写为LT4，右下标4表示碳-碳双键总数。花生四烯酸经5-脂加氧酶变为5,6-环氧化物，称LTA4。LTA4加水生成5,12-二羟衍生物LTB4；或在还原型谷胱甘肽参与下打开环氧环形成LTC4。然后酶促除去谷胱甘肽的谷氨酸，变为LTD4，除去甘氨酸转变为LTE4。白三稀能促进趋化性，炎症和变态反应。LTC4和LTD4是过敏反应的慢反应物质（简称SRS或SRS-A）的活性成分，引起平滑肌收缩，微血管通透性增大（渗出液增多）和冠状动脉缩小，引起肺气管缩小（发生哮喘）的作用比组胺大1000倍。LTB4能吸引嗜中性粒细胞和嗜酸性粒细胞到炎症部位。Chapter 7 lipid metabolism 6.阿司匹林aspirin 化学组成为乙酰水杨酸，用于消炎、镇痛、退热已逾百年，但作用机制一直不清楚，直至1971年Vane J发现阿司匹林通过抑制PGH合酶（PGH synthase）关闭前列腺素的合成，抑制前列腺素合成的第一步，因此它是强抗炎药。显然阿司匹林也抑制凝血噁烷TXA2 形成，又是一种抗凝剂（antithrombotics，又称抗栓药物），被广泛地用于防止过度血凝。Chapter 7 lipid metabolism 7.1.3.三酰甘油 简单三酰甘油：三脂肪酸一样的甘油。混合三酰甘油：三脂肪酸不一样的甘油。烷醚酰基甘油：甘油的一个羟基与一个长链烷基形成醚（ether）而不是酯，如鲛肝醇，1-O-十六烷基甘油）和鲨肝醇（1-O-十八烷基甘油）都是甘油醚。常温下呈液态的酰基甘油称油（oil），呈固态的称脂（fat）。植物性酰基甘油多为油（可可脂例外），动物性酰基甘油多为脂（鱼油例外）。Chapter 7 lipid metabolism 7.1.4.蜡wax 长链脂肪酸和长链一元醇或固醇形成的酯，烃基碳数为16或16以上。含一个很弱的极性头（酯基部分）和一个非极性尾（一般为两条长烃链），故不溶于水，其硬度由烃链的长度和饱和度决定。主要有：1.蜂蜡beewax 建造蜂巢，不透水，熔点为6082，皂化时主要产生C26、C28烷酸和C30、C32醇。Chapter 7 lipid metabolism 2.白蜡Chinese wax 也称中国虫蜡，是胭脂虫属（Coccus）的一种昆虫（C.cerifera，俗称白蜡虫Lantern-fly或Lantern bug）的分泌物，白蜡虫在我国西南地区放养在女贞树上，吸食叶汁为生。白蜡的主要成分为C26醇和C26 和C28酸所成的酯，熔点为8083。胭脂虫属中的紫胶虫（C.lacca）分泌的虫蜡（lac）主要成分为C26 C34和C30 C34酸及其形成的酯。蜂蜡和虫蜡可用作涂料、润滑剂及其他化工原料。Chapter 7 lipid metabolism 3.鲸蜡spermaceti wax 为抹香鲸头部的鲸油冷却时析出的白色晶体。称巨头鲸，头部占全身总重的1/3，头部重量的90由鲸蜡器构成，其中含鲸油约4 t，它是三酰甘油和蜡的混合物。鲸蜡主要成分是由棕榈酸和鲸蜡醇（十六烷醇）形成的酯，熔点为4247。4.羊毛脂lanolin 洗涤羊毛时回收羊毛蜡，它能形成稳定的半固体乳胶，含水量达80。纯化羊毛蜡得羊毛脂，作药品和化妆品软膏的底料。使水溶性和脂溶性的物质“混溶”，被人们皮肤同化吸收。Chapter 7 lipid metabolism 5.巴西棕榈蜡carnauba wax 是天然蜡中经济价值最高的一种，巴西棕榈树（Corypha cerifera）的叶片上渗出，淡绿、淡灰或淡黄色，带油质，近於结晶，易脆裂而有乾草香味。熔点8690、硬度大和不透水，用作高级抛光剂，如汽车蜡、船蜡、地板蜡以及鞋油等。巴西棕榈蜡主要是C24和C28烷酸和C32和C34烷醇所成酯的混合物，此外还有C27 C31烃和相当量的-羟基酸。认为-羟基酸与巴西棕榈蜡的特有物理性质有关，可能是因为这种蜡以高相对分子质量聚酯形式存在的缘故。Chapter 7 lipid metabolism 7.1.5.磷脂phospholipid 包括甘油磷脂和鞘磷脂，主要参与细胞膜的组成，少量存在于其他部位。甘油磷脂是第一大类膜脂，鞘脂类（鞘磷脂和鞘糖脂）是第二大类膜脂。7.1.5.1.甘油磷脂的结构 也称磷酸-甘油酯，最简单的磷酸甘油酯是由sn-甘油-3-磷酸衍生而来，甘油骨架C1和C2位被脂肪酸酯化形成，1,2-二酰基-sn-甘油磷酸，称3-sn-磷脂酸。磷脂酸是甘油磷脂合成的中间物，其磷酸基进一步被极性醇酯化，形成各种甘油磷脂，如胆碱、乙醇胺、丝氨酸、肌醇、甘油和糖。磷酸基与酯化的醇部分构成极性头，两条长的烃链组成非极性尾部。Chapter 7 lipid metabolism 7.1.5.2.甘油磷脂的一般性质 纯的甘油磷脂为白色蜡状固体，暴露于空气中由于多不饱和脂肪酸的过氧化作用，磷脂颜色逐渐变暗。甘油磷脂溶于大多数含少量水的非极性溶剂，但难溶于无水丙酮，用氯仿-甲醇混合液可从细胞和组织中提取磷脂。磷脂属于两亲脂质，是成膜分子，在水中能形成双分子层的微囊。7.1.5.3.常见的甘油磷脂 7.1.5.4.醚甘油磷脂ether phosphoglyceride Chapter 7 lipid metabolism 7.1.5.5.鞘磷脂sphingomyelin 即鞘氨醇磷脂，在高等动物的脑髓鞘和红细胞膜中丰富，也存在于许多植物种子中。鞘磷脂由鞘氨醇、脂肪酸和磷酰胆碱（少数是磷酰乙醇胺）组成。已发现60多种鞘氨醇，哺乳动物常见18碳不饱和4-烯鞘氨醇（4D-鞘氨醇），其次是饱和的二氢鞘氨醇，真菌和植物常见4-羟二氢鞘氨醇（植物鞘氨醇）。神经酰胺是脂肪酸通过酰胺键与鞘氨醇的-NH2形成，是鞘脂类（鞘磷脂和鞘糖脂）共同的基本结构。鞘磷脂是神经酰胺的1-位羟基（伯醇基）被磷酰胆碱或磷酰乙醇胺酯化形成的化合物。Chapter 7 lipid metabolism 7.1.6.糖脂 糖通过半缩醛羟基以糖苷键与脂质连接形成的化合物。鞘磷脂以糖酯键与脂质相连。糖脂分为鞘糖脂、甘油糖脂（主要作为膜脂）和类固醇衍生的糖脂。7.1.7.脂的生理功能 7.1.7.1.贮存脂storage lipid 贮存脂depot fat：在体内含量变化较大的脂，多为三酰甘油和蜡。在大多数真核细胞中脂肪以微小的油滴形式存在于含水的胞质溶胶中。脊椎动物的专门的脂肪细胞贮存大量脂肪。Chapter 7 lipid metabolism 1.贮存能量 植物种子中的脂肪为发芽供能和合成前体。1g油脂在体内完全氧化产生9kcal，1 g糖或蛋白质产生4kcal能量。肥胖人积储的脂肪，1520kg足供一个月的能量，人体糖原的能量不够一天的需要。海洋的浮游生物中蜡是代谢燃料的主要贮存形式，不容易流失。脂肪分解后产生大量水分，贮存脂肪不需要携带大量水分，如骆驼就是如此。贮存多糖则必须携带大量的结合水，因此贮能的效率是脂肪的1/6。Chapter 7 lipid metabolism 2.保温 脂肪是热的不良导体，海豹、海象、企鹅和其他的南北极温血动物都填充着大量脂肪以抗寒。3.其它作用 减震：人和动物的皮下和肠系膜脂肪组织还起防震的填充物作用。减少涡流阻力：脊椎动物的某些皮肤腺分泌蜡来保护毛发和皮肤、使之柔韧、润滑并防水。鸟类，特别是水禽，尾羽腺分泌蜡使羽毛防水和减少运动阻力。防止水分蒸发：冬青、杜鹃花和许多热带植物的叶覆盖着一层蜡以防寄生物侵袭和水分的过度蒸发。Chapter 7 lipid metabolism 7.1.7.2.基本脂essential lipid 基本脂：体内含量比较稳定的脂。它们主要形成各种生物膜，因此又称为结构脂，体内含量变化不大。7.1.7.3.活性脂active lipid 活性脂：具有专一生物活性的脂，在体内的数量很少，包括数百种类固醇和萜，如性激素、肾上腺皮质激素、脂溶性维生素、多种、光合色素等。Chapter 7 lipid metabolism 7.2.脂肪的分解 7.2.1.脂肪的水解 1.酶水解脂肪+3H2O甘油+3脂肪酸 由脂肪酶催化，先水解位的脂肪酸，最后水解位的脂肪酸。2.甘油代谢 甘油在体内可以随时被代谢。Chapter 7 lipid metabolism 7.2.2.脂肪酸氧化（饱和、偶数、大于12碳）7.2.2.1.脂肪酸的活化 发生在线粒体外，脂酰CoA合酶（脂肪酸硫激酶1）催化：脂肪酸+ATP+HS-CoA脂酰CoA+AMP+PPi 脂酰CoA贮存ATP的能量，降低脂肪酸反应的活化能。ATP分解放能G0=-7.7kcal/mol，形成脂酰CoA需要G0=7.5kcal/mol。焦磷酸很快被无机焦磷酸酶催化水解，反应不可逆。Chapter 7 lipid metabolism 7.2.2.2.进入线粒体 10碳以下的脂酰-CoA易渗透通过线粒体内膜，但更长链的脂酰-CoA则不能轻易透过内膜，需要肉碱（carnitine，L-3-羟-4-三甲基铵丁酸）分子搬运。脂酰CoA+肉碱=CoA+脂酰肉碱 线粒体内膜外的肉碱-脂酰肉碱转移酶催化，在线粒体内外进行相反的反应完成脂酰-CoA的搬运。7.2.2.3.-氧化 1.FAD脱氢 脂酰CoA+FAD2-反烯脂酰CoA+FADH2 脂酰CoA脱氢酶催化，形成2-反烯脂酰CoA，反应不可逆。Chapter 7 lipid metabolism 2.加水 2-反烯脂酰CoA+H2O-L-羟脂酰CoA 烯脂酰CoA水合酶催化，形成-L-羟脂酰CoA，可逆反应。水合酶催化反式烯脂酰CoA得到L-羟脂酰CoA，催化顺式烯脂酰CoA得到D-羟脂酰CoA。3.NAD脱氢-L-羟脂酰CoA+NAD-酮脂酰CoA+NADH2 -L-羟脂酰CoA脱氢酶催化，形成-酮脂酰CoA。该酶只对L-羟脂酰CoA脱氢。Chapter 7 lipid metabolism 4.硫解-酮脂酰CoA+CoA脂酰CoA+乙酰CoA -酮硫解酶催化，形成比开始的脂酰CoA少两个碳的脂酰CoA和一个乙酰CoA。6.2.2.4.-氧化继续进行直到分解成乙酰CoA 继续进行上述的脱氢、加水、再脱氢、硫解，一个脂酰CoA就被分解为许多个乙酰CoA。6.2.3.-氧化的能量变化 Chapter 7 lipid metabolism 7.2.4.脂肪酸其它分解途径 7.2.4.1.不饱和脂肪酸的氧化 1.双键在奇数碳原子上的不饱和脂肪酸 如油酰-CoA，经过3次-氧化后，形成3-顺-十二烯脂酰CoA，经过3-顺-2-反-烯脂酰CoA异构酶催化，形成2-反-十二烯脂酰CoA，再-氧化。2.双键在偶数碳原子上的不饱和脂肪酸 如亚油酸，经过5次-氧化后，形成2-顺-辛烯酰CoA，在差向酶的作用下，形成2-反-辛烯酰CoA，继续-氧化即可。Chapter 7 lipid metabolism 7.2.4.2.脂肪酸的-氧化（不超过12碳）脂肪酸最末端的碳先被氧化为羧基，再-氧化。动物利用低级脂肪酸、细菌利用海面的石油，都是以这种方式进行的。7.2.4.3.脂肪酸的-氧化 1.脂肪酸的奇数碳原子上有基团 如植烷酸的分解是-氧化。植烷酸-羟植烷酸（-羟化酶）-羟植烷酸CO2+-降植烷酸（脱羧酶）-降植烷酸进行-氧化分解。Chapter 7 lipid metabolism 2.过长脂肪酸（C22或C24）或支链脂肪酸 脂酸+O2+NADPH2-羟脂酸+H2O+NAD+H2O（单加氧酶）-羟脂肪酸+NAD-酮脂肪酸+NADH2（脱氢酶）-酮脂肪酸+O2+NADH2脂肪酸+CO2+H2O（脱羧酶TPP辅酶）动物体内长链脂肪酸的分解比较少见，而支链脂肪酸的分解也很少，仅在脑中见到。Chapter 7 lipid metabolism 7.2.4.4.丙酸的氧化 哺乳动物体内奇数碳原子脂肪酸非常罕见，但在反刍动物如牛、羊中，奇数碳链脂肪酸提供的能量占所需能量的25，如17个碳的直链脂肪酸经-氧化后形成7分子乙酰-CoA和1个丙酰-CoA。丙酰-CoA的分解方式如下：丙酰-CoA+CO2+ATP+H2OD-甲基丙二酸单酰-CoA+ADP+PPi（羧化酶）D-甲基丙二酰-CoAL-甲基丙二酰-CoA（差向酶）L-甲基丙二酸单酰-CoA琥珀酰-CoA（变位酶）琥珀酰-CoA可合成葡萄糖或分解供能。Chapter 7 lipid metabolism 7.3.脂肪酸的合成 能量需要较少时合成脂肪酸和脂肪贮存能量。7.3.1.概述 1.地点：合成发生在细胞溶胶，降解在线粒体内。2.中间体载体：合成中为ACP，降解为辅酶A。3.转运机制：合成为柠檬酸转运，降解为肉碱转运。4.二碳单位：合成为乙酰-CoA形成丙二酸单酰-CoA，但丙二酸单酰-CoA来自乙酰-CoA，加上二碳单位；降解则形成乙酰-CoA。5.开始端：合成时是从甲基端开始到羧基为止；降解则从羧基端开始。Chapter 7 lipid metabolism 6.中间物：羟酯基在合成中为D型，降解时为L型。7.辅基：合成NADPH2，降解FAD和NAD。8.循环次数：每个循环为一个二碳单位。9.酶：在动物中，合成的酶设置在单一多肽链上，此多肽链是脂肪酸合酶的一部分。肪酸降解的酶以何种程度聚合在一起，这一问题尚未弄清。7.3.2.脂肪酸合成的一般过程 7.3.2.1.合成的准备 1.原料及搬运 乙酰CoA大多在线粒体内产生，而脂肪酸的合成在线粒体外，因此需要将乙酰CoA搬出线粒体。Chapter 7 lipid metabolism 肉碱可以搬运，也可渗透出腺粒体，但速度慢、效率较低，常用柠檬酸搬运：乙酰CoA+草酰乙酸柠檬酸+CoA（线粒体内）柠檬酸+CoA+ATP乙酰CoA+草酰乙酸+ADP+Pi（线粒体外）上述搬运乙酰-CoA的体系被称为三羧酸转运体系。2.贮能 乙酰CoA在线粒体中加上CO2形成丙二酸单酰CoA贮存能量。乙酰CoA+CO2+ATP丙二酸单酰CoA+ADP+Pi（羧化酶）羧化酶以生物素为辅酶。Chapter 7 lipid metabolism 3.与脂酰载体蛋白（acyl carrier protein，ACP）结合 在线粒体中，乙酰CoA和丙二酸单酰CoA都和含巯基的ACP结合，由ACP酰基转移酶催化：乙酰CoA+ACP=乙酰ACP+CoA 丙二酸单酰CoA+ACP丙二酸单酰ACP+CoA 7.3.2.2.第一次循环 将乙酰ACP转移到脂肪酸合酶上，形成乙酰合酶。但哺乳动物不经过乙酰-ACP中间体，直接由乙酰CoA形成乙酰合酶。Chapter 7 lipid metabolism 1.缩合condensation 乙酰合酶+丙二酸单酰ACP乙酰乙酰ACP+合酶+CO2 -酮酰-ACP合酶催化，CO2丢失，反应不可逆。2.还原reduction 乙酰乙酰ACP+NADH2D-羟丁酰ACP+NADP -酮酰ACP还原酶催化。3.脱水dehydration D-羟丁酰ACP-反丁烯酰-ACP -羟脂酰-ACP脱水酶催化，形成反式结构。Chapter 7 lipid metabolism 4.还原reduction-反丁烯酰-ACP+NADH2丁酰ACP+NADP 烯脂酰ACP还原酶催化，第一个循环的最后一步，加长两个碳。7.3.2.3.继续合成到释放release 继续循环直到16碳时停止，形成软脂酰-ACP。软脂酰-ACP的去路有：1.经软脂酰-ACP硫酯酶催化，形成游离脂肪酸；2.软脂酰-ACP形成软脂酰CoA；3.直接形成磷脂；Chapter 7 lipid metabolism 合成1分子软脂酸，总反应如下所示：8乙酰CoA+14NADH2+7ATP 软脂酸+14NADH+7ADP+Pi+8CoA 如果快速合成，以三羧酸转运体系将乙酰CoA搬出线粒体，每分子乙酰CoA要消耗1分子ATP，因此脂肪酸的合成是一个高耗能过程。7.3.2.4.十六碳以上脂肪酸的合成 软脂酸是脂肪酸合酶作用的终点，更长链的合成发生少，无需ACP参与。Chapter 7 lipid metabolism 1.线粒体mitochondria酶系加长（线粒体外进行）：为脂肪酸分解的逆反应，但最后一步反应的供氢体是NADPH2而不是FADH2，还原酶催化。乙酰CoA+软脂酰CoA-酮硬脂酰CoA+CoA（硫解酶）-酮硬脂酰CoA+NADPH2-羟硬脂酰CoA+NADP（脱氢酶）-羟硬脂酰CoA+H2O2-反烯硬脂酰CoA（水化酶）2-反烯硬脂酰CoA+NADPH2硬脂酰CoA+NADPH（还原酶）2.内质网endoplasmic reticulum内加长 丙二酸单酰CoA+软脂酰CoA ，NADPH2供氢，缩合还原。Chapter 7 lipid metabolism 7.3.3.不饱和脂肪酸的合成 1.单烯酸 脊椎动物以微体中的单加氧酶合成棕榈酸（16：9）或油酸（18：9）：软脂酰CoA+NADPH2+O2棕榈酰CoA+2 H2O+NADP（单加氧酶）其它动物和脊椎动物肝脏以去饱和酶（含细胞色素b5）催化合成。细菌以-羟脂酰CoA脱水形成双键。2.多烯酸 哺乳动物不能合成，必须从食物中获取。植物由单加氧酶合成多个双键，反刍动物胃中细菌可合成，细菌死亡后被动物吸收。Chapter 7 lipid metabolism 7.3.4.脂肪的合成 细胞中游离脂肪酸不多，大多数脂肪酸形成脂肪或磷脂，这些反应多发生在肝细胞的内质网或脂肪细胞中。1.甘油磷酸化被激活 -磷酸甘油就是被激活的甘油，可以从糖酵解中来，也可从脂肪的分解中产生。磷酸二羟丙酮+NADPH2=-磷酸甘油+NAD 甘油+ATP-磷酸甘油+ADP Chapter 7 lipid metabolism 2.合成脂肪-Pi甘油+脂酰CoA溶血磷脂酸+CoA（酰基转移酶）溶血磷脂酸+脂酰CoA磷脂酸+CoA（酰基转移酶）磷脂酸甘油二酯+磷酸（磷酸酶）甘油二酯+脂酰CoA脂肪（酰基转移酶）溶血磷脂酸中的脂肪酸一般在位，在位也可，但很少。7.4.类脂的代谢 7.4.1.磷脂phosphoglycerides的代谢 Chapter 7 lipid metabolism 1.磷脂的水解 磷脂酶水解，产生甘油、脂肪酸、磷酸、各种氨基醇。已经发现的磷脂酶有如下几种：磷脂酶A1：广泛存在于生物界，水解脂肪酸，形成溶血磷脂酸。磷脂酶A2：存在于蛇毒、蜂毒、哺乳动物胰脏（酶原），水解脂肪酸。如东部菱背响尾蛇和印度眼镜蛇的毒液中大量含有此酶。猪、牛、马、羊、人、鼠的胰脏存在酶原。磷脂酶C：来源于细菌及其他组织（如动物脑、蛇毒等），水解甘油与磷酸形成的酯键。Chapter 7 lipid metabolism 磷脂酶D：存在于高等植物中。磷脂酶B：作用于和位的脂肪酸，目前仅在点青霉中发现，也有人认为是磷脂酶A1和磷脂酶A2的混合物。7.4.1.胆固醇cholesterol的代谢 7.4.1.1.胆固醇在体内的代谢概况 胆固醇在体内的代谢具有如下特点：1.肝脏是合成的主要部位，日合成量1.01.5g，占合成总量的75%；其次肾脏也合成一部分。Chapter 7 lipid metabolism 2.胆固醇不被降解为CO2和H2O，它形成胆酸和脱氧胆酸等胆汁酸成分，通过胆管进入十二指肠，帮助脂肪吸收，然后形成胆盐排出体外，每日约需0.8g。3.在肠道中的胆固醇和胆汁酸被细菌还原为粪固醇，直接排出体外约0.4g。4.形成维生素D。5.合成激素，如性激素、肾上腺皮质激素等。6.胆固醇是血浆脂蛋白中LDL和HDL内核的主要成分，如HDL可从肝外组织将胆固醇运到肝脏进行代谢，再排出体外，这可清除衰老细胞的胆固醇。Chapter 7 lipid metabolism 7.4.1.2.胆固醇的合成 胆固醇的合成原料乙酰CoA，在特定器官细胞内的内质网进行。绝大多数反应是单向的，其过程可分为如下的5个阶段：乙酰CoA(C2)甲羟戊酸(C5)异戊二烯衍生物(C5)鲨烯(C30)羊毛固醇(C30)胆固醇(C27)7.5.脂代谢的调节 7.5.1.血浆脂蛋白 脂在动物的血液中是以血脂的形式存在的。Chapter 7 lipid metabolism 7.5.1.1.血脂的形式 血脂：血液中所含的脂类及脂肪酸的总称。脂肪酸：可以游离存在于血液中，形成自由脂肪酸（free fatty acid，FFA）；也可以与血清蛋白结合，形成清蛋白-脂肪酸复合体。血液中的胆固醇、磷脂、甘油酯必须与载脂蛋白结合，形成血浆脂蛋白，其蛋白质部分称载脂蛋白。7.5.1.2.血浆脂蛋白的分类 血浆脂蛋白中脂和蛋白质的含量相对固定，因此脂蛋白的密度和脂与蛋白质的相对含量有关。大多数蛋白质密度为1.31.4g/cm3，脂的密度一般为0.80.9 g/cm3，因此脂越少，血浆脂蛋白密度越大。Chapter 7 lipid metabolism 7.5.1.3.血浆脂蛋白的主要功能 1.乳糜微粒chylomicrons：小肠合成的CM通过淋巴管进入血液，在粘附脂后到达肌肉、心、脂肪组织时，apo C激活脂肪酶，几分钟内水解脂肪，随后形成富含胆固醇的CM残余，进入肝脏被吸收，其半衰期为45min。2.极低密度脂蛋白very low density lipoprotein：将肝脏合成的脂肪、磷脂、胆固醇与apo B100、apo E等结合，运到肝外贮存和利用。到达目的地后，随着脂肪被水解或释放，VLDL转变为IDL。部分IDL被肝细胞代谢，其余IDL中的脂肪被水解脱离载脂蛋白，仅剩胆固醇与apo B100结合，形成LDL。Chapter 7 lipid metabolism 3.低密度脂蛋白low density lipoprotein：LDL富含胆固醇，许多组织如肾上腺皮质、睾丸、卵巢、肝脏等能识别和代谢LDL。4.高密度脂蛋白high density lipoprotein：将胆固醇运回肝脏代谢，是机体胆固醇的清扫机。从统计的特点看，妇女的HDL高于男子，患心血管病的机会相对少。体育锻炼、适量饮酒倾向于提高HDL，吸烟减少HDL。形成血浆脂蛋白的载脂蛋白的作用，主要是作为脂的乳化剂，使其可以通过水溶性的血液运输，另外作为脂蛋白受体的识别部位（细胞导向信号）。Chapter 7 lipid metabolism 7.5.1.4.血脂代谢的异常症 1.幼体冠心病 LDL受体基因缺陷是家族性高胆固醇血症的重要原因，常在20岁前患典型的冠心病。血中VLDL、LDL急增，胆固醇含量升高，多粘性水肿、肾病、阻塞性肝病（胆结石、门静脉硬化）等。2.成年脂血症 一般20岁以上发生，血中胆固醇多，易发生血栓。7.5.2.酮体ketone body 肝脏线粒体中的脂肪酸降解生成的乙酰-CoA的一种代谢结局就是形成酮体。Chapter 7 lipid metabolism 7.5.2.1.酮体的概念 酮体：脂肪酸在分解时肝中产生的乙酰乙酸、-羟丁酸和丙酮。肝产生酮体，但肝不能利用。丙酮的生成量小，生成后即被吸收或通过肺呼吸排出体外。乙酰乙酸和-羟丁酸经血流进入肝外组织被氧化提供能量，如骨，心肌和肾皮质。脑组织一般只用葡萄糖作为燃料，但饥饿时葡萄糖供给不足，可以接受乙酰乙酸或-羟丁酸，代替25%的葡萄糖。7.5.2.2.酮体的形成 3分子乙酰CoA形成-羟-甲基戊二酸单酰CoA（HMG-CoA），进行如下的反应形成酮体：Chapter 7 lipid metabolism HMG-CoA乙酰乙酸+乙酰CoA（HMG-CoA裂解酶）乙酰乙酸丙酮+CO2 乙酰乙酸+NADH2-羟丁酸+NAD（脱氢酶）对健康人，由乙酰乙酸脱羧形成丙酮极少。7.5.2.3.酮体的利用 在肝外组织中，-羟丁酸被脱氢酶氧化形成乙酰乙酸，然后以如下的方式被利用：乙酰乙酸+琥珀酰-CoA乙酰乙酰CoA+琥珀酸 乙酰乙酰CoA+CoA2乙酰CoA进入TCA 1分子乙酰-CoA可产生10个ATP（理论值为12个ATP），提供能量。Chapter 7 lipid metabolism 7.5.2.4.酮体异常症 严重饥饿或糖尿病人的血中酮体含量高，正常情况血中酮体小于3mg/100ml，每天尿的排出量小于125mg，酮尿病人或未治疗的糖尿病人的血中酮体含量可达90 mg/100ml，尿中每天排出量可达5000mg，此时称为酮尿症，也称为酮病，这使血液的pH下降（正常血液pH为7.367.44），发生酸中毒，细胞代谢失调。7.5.3.脂代谢的调节 脂代谢受许多因素的影响，主要有如下两大类：Chapter 7 lipid metabolism 7.5.3.1.神经调节 主要体现在季节变化，秋季脂肪合成增多，以利冬天保暖；春季脂肪分解增多，因要合成大量的性激素和繁育后代消耗能量。7.5.3.2.激素调节 促进脂肪分解的激素很多，如肾上腺素、生长激素、胰高血糖素、促肾上腺皮质激素、甲状腺素、促甲状腺素等；促进脂肪合成的激素有胰岛素、前列腺素。7.5.4.脂代谢异常症 脂代谢的异常症很多，常见的有如下几种：Chapter 7 lipid metabolism 7.5.4.1.脂肪肝fatty liver 正常肝脏含脂类约4%，其1/4为脂肪。脂肪含量超过10%即成为脂肪肝，这使细胞失去正常功能，接缔组织增生，造成肝硬化。肝脏过度的脂肪动员、糖尿病可导致脂肪肝，这使脂类的分解代谢加剧，引起脂肪肝。脂肪肝的发生还可受药品的影响，如四氯化碳或吡啶，它们破坏肝细胞，导致脂肪组织去取代它们，肝的功能就逐步丧失。膳食中缺乏抗脂肪肝剂，即胆碱（合成卵磷脂的原料）、甲硫氨酸（合成卵磷脂的甲基提供者）和丝氨酸（合成胆碱的原料）时，VLDL合成受阻，脂肪运出肝脏困难，导致脂肪肝的出现。Chapter 7 lipid metabolism 7.5.4.2.磷酸甘油酯酶缺乏症 肝、肾中缺乏该酶而不能水解磷脂，但肠中不缺乏该酶。由于不能水解磷脂，表现出缺钙的症状，幼体出现佝偻病，牙齿发育不全。有些个体成年后发作，表现为骨畸形，经常发生自发骨折。7.5.4.3.胰脂肪酶缺乏症 肠内不能水解摄入的脂肪，其摄入量的5080%从大便排出，因此大便呈油状，而且很臭，这容易导致脂溶性维生素的缺乏。Chapter 7 lipid metabolism 7.5.4.4.植烷酸-羟化酶缺乏症 不能水解的叶绿素形成的植烷酸，表现为末梢神经（指尖、足尖等）病，运动失调、视网膜色素沉积。7.5.4.5.脂酰-CoA脱氢酶缺欠症 婴儿突然死亡症候群sudden infant death syndrome，SIDS：新生儿一夜之间突然死亡。至少10表现为中长链脂酰脱氢酶的缺欠，比苯酮尿症更为普遍。在食物摄取即后，葡萄糖是主要的能量代谢的底物，过后，当葡萄糖浓度水平降低，脂肪酸氧化的速度随即增高。新生儿的突然死亡可能因中长链脂酰脱氢酶的缺欠，导致葡萄糖和脂肪酸氧化发生不平衡而产生的后果。Chapter 7 lipid metabolism 脂酰-CoA脱氢酶还与牙买加呕吐病（Jamaican vomiting sickness）有关。这是二种惊厥后剧烈呕吐，随后昏迷、死亡的症状。在多数情况下观察到出现低血糖。其病因是由于吃了未熟的“ackee浆果”所致，这种未熟的浆果含有一种很少见的氨基酸（降糖氨酸A，hypoglycin A），经代谢可形成甲叉环丙基乙酰-CoA（methylene cyclopropylacetyl-CoA，MCPA-CoA）。它是乙酰CoA脱氢酶的一个底物，乙酰CoA脱氢酶把它的C位的质子移去，形成一个中间体，即酶的FAD辅基被修饰，这个产物可钝化乙酰CoA脱氢酶。