生物化学-脂质代谢课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第七章,脂质代谢,(Lipids,Metabolism,),第七章 脂质代谢 (Lipids M,内 容 提 要,脂肪酸及常见脂类的分子组成与结构,脂肪动员、脂肪酸的-氧化,酮体的生成、利用及生理意义,脂肪酸合成的关键酶,及其调节,甘油磷脂的合成与分解,胆固醇的生物合成、转化及胆固醇的代谢调节,血浆脂蛋白的分类、组成及在脂类代谢中的作用,内 容 提 要脂肪酸及常见脂类的分子组成与结构,概 述,脂质的定义：脂质（lipids）是脂肪（fat）和类脂（lipoid）的总称。,脂质是一类结构和功能上不均一的有机化合物。,脂质的共同特征是不溶于水而溶于有机溶剂（乙醚、氯仿、苯）,概 述脂质的定义：脂质（lipids）是脂肪（fat）和类脂,脂质类别,脂质类别,第一节 脂质的组成与结构,一、脂肪酸,脂肪酸（fatty acid）是构成脂质分子的重要成分之一,第一节 脂质的组成与结构一、脂肪酸,（一）脂肪酸的分类,1.,按碳链的,长短,分：,长链脂肪酸（C20）；中链脂肪酸（10C 20）；短链脂肪酸（C 10）,2.按碳链的,饱和度,分： 饱和脂肪酸；不饱和脂肪酸（单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸）,（一）脂肪酸的分类,（二）脂肪酸的命名,1.脂肪酸系统命名和习惯命名,习惯命名,系统命名,棕榈酸,（软脂酸）,十六烷酸,CH,3,(CH,2,),12,COOH,硬脂酸,十八烷酸,CH,3,(CH,2,),16,COOH,亚油酸,9，12-十八碳二烯酸,CH,3,(CH,2,),4,CH=CHCH,2,CH=CHCH,2,(CH,2,),6,COOH,-亚麻酸,9，12，15-十八碳三烯酸,CH,3,CH,2,CH=CHCH,2,CH=CHCH,2,CH=CHCH,2,(CH,2,),6,COOH,花生四烯酸,5，8，11，14-二十碳四烯酸,CH,3,(CH,2,),4,CH,2,=CH,2,CH,2,CH=CH,2,CH,2,CH=CH,2,CH,2,CH=CH(CH,2,),3,COOH,（二）脂肪酸的命名1.脂肪酸系统命名和习惯命名习惯命名系统命,2.脂肪酸的数字命名法,体系,体系,2.脂肪酸的数字命名法体系体系,（三）人体内脂肪酸的来源,自身合成：主要在肝合成。先合成软脂酸，在此基础上产生其他饱和及不饱和脂肪酸,食物脂类消化吸收的脂肪酸,营养必需脂肪酸：人体内不能合成，必须有食物提供的脂肪酸，包括亚油酸、亚麻酸、（花生四烯酸）。,营养必需脂肪酸缺乏：可使人体皮肤鳞屑多、变薄、毛发稀疏等皮炎症状。,（三）人体内脂肪酸的来源,二、脂肪与类脂,（一）脂肪（三酰甘油/甘油三酯）,简单脂肪：三分子的脂肪酸相同,混合脂肪：三分子的脂肪酸不同,二、脂肪与类脂（一）脂肪（三酰甘油/甘油三酯）,脂肪的主要生理功用,储能与供能：38.9kJ/g脂肪； 16.7kJ/g糖；16.7kJ/g蛋白质,防止热量散失,对机体有保护作用,脂肪（可变脂、储存脂）,主要分布在脂肪组织。约占体重14%19%,脂肪的主要生理功用,（二）类脂,类脂的主要生理功用,维持生物膜的结构与功能,促进脂肪及脂溶性维生素的吸收与转运,胆固醇可转变为多种类固醇激素、活性维生素D,3,、胆汁酸,等。,类脂（基本脂、固定脂）,分布全身各组织。约占体重5%,（二）类脂,1.磷脂（phospholipids, PL）,（1）甘油磷脂,1.磷脂（phospholipids, PL）,生物化学-脂质代谢课件,（2）鞘磷脂,（2）鞘磷脂,2.糖脂,（1）鞘糖脂,（2）甘油糖脂,2.糖脂,生物化学-脂质代谢课件,3.胆固醇及其酯,3.胆固醇及其酯,三、多不饱和脂肪酸衍生物,多不饱和脂肪酸衍生物（类二十碳化合物）：不同组织细胞合成的二十碳多烯脂肪酸衍生物。,主要包括前列腺素、血栓噁烷及白三烯。它们由花生四烯酸转变而来。,三、多不饱和脂肪酸衍生物多不饱和脂肪酸衍生物（类二十碳化合物,（一）前列腺素（prostaglandin,PG）结构：以前列腺酸（prostanoic acid）为基本骨架,（一）前列腺素（prostaglandin,PG）结构：以前,（二）血栓噁烷(thromboxane,TX)的结构,血栓噁烷也有前列腺酸样骨架，但分子中的五碳环被含氧的噁烷取代，如TXA,2,（二）血栓噁烷(thromboxane,TX)的结构,(三)白三烯,（leukotrienes, LTs）,的结构,白三烯也是20碳多不饱和脂肪酸衍生物,(三)白三烯（leukotrienes, LTs）的结构,前列腺素和血栓噁烷,的合成,前列腺素和血栓噁烷的合成,白三烯的合成,白三烯的合成,（四）前列腺素、血栓噁烷及白三烯的基本生理功能,多不饱和脂肪酸衍生物,生理功能,前列腺素（,PG）,PGE,2,：促进血管扩张、增加血管通透性、引起炎症,PGE,2,和PGA,2,：舒张动脉平滑肌、降血压,PGE,2,和PGI,2,：抑制胃酸分泌,（卵泡）PGE,2,：收缩卵巢平滑肌引起排卵,（子宫）PGE,2,：溶解黄体、加强子宫收缩，促进分娩,血栓噁烷（,TX）,（血小板） TXA,2,：引起血管收缩、血小板聚集、促进凝血及血栓形成。,白三烯（,LT）,LTC,4,、LTD,4,和LTE,4,：收缩支气管平滑肌,LTB,4,：调节白细胞功能,（四）前列腺素、血栓噁烷及白三烯的基本生理功能多不饱和脂肪酸,第一节 脂质的消化与吸收,一、,脂质的消化,食物中的脂质包括有三酰甘油（为主）、磷脂、胆固醇及其酯。,脂质消化主要发生在小肠上段。,脂质消化的产物：,第一节 脂质的消化与吸收一、脂质的消化,二、,脂质的吸收,主要在十二指肠下段和空肠上段。,脂质消化产物及中链脂酸(6C10C)和短链脂酸(2C4C)构成的三酰甘油乳化后直接吸收，在肠黏膜细胞内脂肪酶作用下产生脂肪酸和甘油，经门静脉入血。,长链脂酸(12C26C)和一酰甘油吸收后，在肠黏膜细胞内重新合成三酰甘油（一酰甘油合成途径），并与载脂蛋白形成乳糜微粒经淋巴入血。,二、脂质的吸收,第三节 三酰甘油代谢,一、,三酰甘油分解代谢,（一）,脂肪动员,脂解激素：,肾上腺素,去甲肾上腺素,胰高血糖素,促肾上腺皮质激素,促甲状腺素,抗脂解激素：,胰岛素,前列腺素E,2,第三节 三酰甘油代谢一、三酰甘油分解代谢脂解激素：抗脂解激,生物化学-脂质代谢课件,生物化学-脂质代谢课件,（二）甘油代谢,脂肪动员产生的甘油进入糖代谢,（二）甘油代谢,（三）脂肪酸的分解代谢,彻底氧化分解产生CO,2,、H,2,O和能量（心、肝、骨骼肌）,（三）脂肪酸的分解代谢,1.,脂肪酸的活化(胞液),1.脂肪酸的活化(胞液),2.,脂肪酰基向线粒体内转移,关键酶,肉碱具有携带脂酰基,通过线粒体内膜的作用,2.脂肪酰基向线粒体内转移关键酶 肉碱具有携带脂酰基,3.,脂肪酸的,-氧化,实验证据：1904年，Franz Knoop,3.脂肪酸的-氧化,脂肪酸的,-氧化过程（,线粒体基质,）,脂酰CoA 脱氢酶,FADH,2,脂酰CoA,反,2,-烯脂酰CoA水化酶,H,2,O,反,2,-烯酰CoA,FAD,L(+)-羟脂酰CoA,L(+)-羟脂,酰CoA脱氢酶,NAD,+,NADH+H,+,酮脂酰CoA,-,酮脂酰CoA 硫解酶,CoA-SH,CH,3,-COSCoA,R,1,琥珀酸氧化呼吸链,NADH氧化呼吸链,三羧酸循环,循环脱氢、加水、,再脱氢、硫解,脂肪酸的-氧化过程（线粒体基质） 脂酰CoA 脱氢酶F,4.脂肪酸氧化产生的能量(以16C的软脂酸为例),4.脂肪酸氧化产生的能量(以16C的软脂酸为例),5.脂肪酸的其它氧化方式,不饱和脂肪酸的氧化分解,天然不饱和脂肪酸的双键均为顺式，氧化时会产生,3,顺式或,2,顺式的中间产物，需经转变才能进行,-氧化。,5.脂肪酸的其它氧化方式,奇数碳原子及丙酸的氧化,奇数碳原子及丙酸的氧化,偶数碳原子脂肪酸的,氧化,偶数碳原子脂肪酸的氧化,（四）酮体的生成和利用,肝外组织（心肌、骨骼肌）脂肪酸,-氧化产生的乙酰CoA进入三羧酸循环，,而脂肪酸在肝中,-氧化产生的乙酰CoA部分进入三羧酸循环，部分产生酮体（乙酰乙酸、-羟丁酸和丙酮）,正常血酮体含量为0.030.5mmol/L,（四）酮体的生成和利用,1.,酮体的生成,1.酮体的生成,2.,酮体的利用,酮体是肝向肝外组织输出能源的重要形式。,酮体是肝内生成、肝外利用,2.酮体的利用,生物化学-脂质代谢课件,3.,酮体生成的意义,3.酮体生成的意义,二、,三酰甘油合成代谢,合成三酰甘油的主要组织器官：肝、脂肪组织及小肠。细胞内部位是内质网,肝能合成脂肪，但不能储存脂肪,三酰甘油合成所需的甘油部分和脂肪酸合成的乙酰CoA主要来自糖代谢。,三酰甘油合成途径：一酰甘油途径（小肠）；二酰甘油途径（肝和脂肪组织）,二、三酰甘油合成代谢合成三酰甘油的主要组织器官：肝、脂肪组织,（一）脂肪酸的合成,细胞首先合成软脂酸，其它脂肪酸是在软脂酸基础上加长或缩短而成。,肝是脂肪酸合成的主要器官；,细胞内场所是胞液,合成脂肪酸的原料：乙酰CoA（主要来自糖代谢）,合成脂肪酸的NADPH+H,+,主要来自糖代谢,合成脂肪酸的限速酶：乙酰CoA羧化酶,脂肪酸的合成不是,-氧化的逆过程,（一）脂肪酸的合成,1.线粒体内的乙酰CoA向线粒体外的转运,柠檬酸-丙酮酸循环,1.线粒体内的乙酰CoA向线粒体外的转运柠檬酸-丙酮酸循环,2.,乙酰CoA活化生成丙二酸单酰CoA,2.乙酰CoA活化生成丙二酸单酰CoA,3.软脂酸的生成,脂肪酸合成酶系：,3.软脂酸的生成,软脂酸合成过程,软脂酸合成过程,软脂酸合成的总反应：,软脂酸合成的总反应：,（二）软脂酸碳链的延长,内质网途径,线粒体途径,（二）软脂酸碳链的延长,（三）三酰甘油的合成,1一酰甘油途径（小肠黏膜细胞）,（三）三酰甘油的合成1一酰甘油途径（小肠黏膜细胞）,2. 二酰甘油途径（肝及脂肪细胞）,2. 二酰甘油途径（肝及脂肪细胞）,脂肪合成的3-磷酸甘油来自于糖酵解和甘油的磷酸化,脂肪细胞缺乏,脂肪合成的3-磷酸甘油来自于糖酵解和甘油的磷酸化脂肪细胞缺乏,三、三酰甘油代谢的调节,（一）激素的调节,三、三酰甘油代谢的调节（一）激素的调节,生物化学-脂质代谢课件,（二）代谢物的调节,（二）代谢物的调节,第四节 磷脂的代谢,一、甘油磷脂的代谢,（一）甘油磷脂的合成,在,内质网合成甘油磷脂,，以肝、肾及肠组织合成最为活跃,1.合成原料与辅因子,甘油磷脂的脂肪酸和甘油主要来自于糖代谢，2位碳上的脂肪酸多为花生四烯酸（来自于食物）,胆碱和肌醇可来自于食物和体内合成或转化,乙醇胺来自丝氨酸脱羧,ATP、CTP,第四节 磷脂的代谢一、甘油磷脂的代谢,2,甘,（1）,油,二,磷,酰,脂,甘,的,油,合 途,成 径,过,程,2,2.磷脂酰肌醇、磷脂酰丝氨酸及心磷脂合成,2.磷脂酰肌醇、磷脂酰丝氨酸及心磷脂合成,（2）,CDP-,二酰甘油途径,（2） CDP-二酰甘油途径,（二）甘油磷脂的分解,（二）甘油磷脂的分解,二、鞘脂质代谢,（一）鞘脂的组成与结构,鞘脂的概念：含鞘氨醇的脂质,鞘脂的结构：,鞘脂的类别：鞘磷脂和鞘糖脂,二、鞘脂质代谢（一）鞘脂的组成与结构,二、鞘脂质的代谢,（一）鞘磷脂的合成,合成的组织器官：各组织。脑组织最活跃,合成的细胞内部位：内质网,合成的基本原料：脂肪酸、丝氨酸、胆碱,辅因子：磷酸吡哆醛、NADPH、FAD、CoASH、ATP、CTP,二、鞘脂质的代谢（一）鞘磷脂的合成,鞘磷脂合成过程,鞘磷脂合成过程,（二）鞘磷脂的降解,（神经酰氨）,（二）鞘磷脂的降解（神经酰氨）,三、鞘糖脂代谢,1.,鞘糖脂的合成,三、鞘糖脂代谢1.鞘糖脂的合成,2.,鞘糖脂的降解,2.鞘糖脂的降解,第五节 胆固醇代谢,简述：,体内胆固醇来源：食物及体内合成。,合成的组织器官：全身各组织（成年脑和成熟红细胞除外）均能合成胆固醇。成人每天可合成11.5g。肝合成70%80%，小肠合成约10%。合成的细胞内部位：胞液和滑面内质网。,含量：人体约含胆固醇140g（2g/kg体重）。,主要分布：肾上腺皮质（100mg/g组织）、脑和神经组织（20mg/g组织）、肝（3mg/g组织）、骨骼肌（1mg/g组织）,存在形式：游离胆固醇及胆固醇酯,第五节 胆固醇代谢简述：,（一）胆固醇合成的基本原料乙酰CoA,18乙酰CoA+36ATP+16(NADPH+H,+,)胆固醇,（一）胆固醇合成的基本原料乙酰CoA,2.胆固醇合成的基本过程,1.甲羟戊酸的合成,2.鲨烯的合成,3.胆固醇的生成,2.胆固醇合成的基本过程1.甲羟戊酸的合成2.鲨烯的合成3.,胆固醇酯的生成,胆固醇酯是胞内储存和血浆转运的主要形式,磷脂酰胆碱-胆固醇酰基转移酶,（LCAT）（血液）,脂酰CoA-胆固醇酰基转移酶,（LCAT）（胞液）,胆固醇酯的生成磷脂酰胆碱-胆固醇酰基转移酶脂酰CoA-胆固醇,二、胆固醇的转化与排泄,（一）转变为胆汁酸：是体内胆固醇的主要去路,。,正常成人合成胆固醇1 1.5 g/d，约40%（0.40.6g）转变为胆汁酸,二、胆固醇的转化与排泄,（二）,转变为类固醇激素,胆固醇,醛固酮,（球状带）,调节水盐代谢,皮质醇，,少量皮质酮,（束状带）,调节糖、脂、,蛋白质代谢,少量,睾丸酮,雌二醇,孕酮,（网状带）,肾上腺皮质,性腺,睾丸酮,（睾丸间质细胞）,雌二醇,孕酮,（卵泡内膜,细胞及黄体）,（二）转变为类固醇激素胆固醇醛固酮调节水盐代谢皮质醇，调节糖,（三）转化为7-脱氢胆固醇,（三）转化为7-脱氢胆固醇,三、胆固醇生物合成的调节,胰高血糖素,糖皮质激素,蛋白激酶,2.HMG-CoA还原酶,化学修饰调节,磷蛋白磷酸酶,胰岛素,1.HMG-CoA变构调节,饥饿、禁食,抑制合成,3.HMG-CoA还原酶,合成的调节,诱导合成,（+）,（+）,饱食,增加活性,甲状腺素,甲状腺素,胆汁酸,促进,三、胆固醇生物合成的调节胰高血糖素蛋白激酶2.HMG-CoA,第六节 血浆脂蛋白代谢,一、血脂,（一）,血脂的概念,：,血浆脂质的总称,（二）正常参考值：,400700mg/dl,（三）正常成人空腹血脂组成及含量,组成,含量,（mmol/L）,含量,（mg/dl）,总脂,400700,三酰甘油,0.111.69(1.13),10150,总胆固醇,2.596.47(5.17),100250,胆固醇酯,1.815.17(3.75),70200,游离胆固醇,1.031.81(1.42),4070,总磷脂,48.4480.73(64.58),150250,卵磷脂（约70%）,16.164.6(32.3),50200,神经磷脂（约20%）,16.142.0(22.6),50130,脑磷脂（约10%）,4.813.0(6.4),1535,游离脂肪酸,0.1950.80(0.6),520,第六节 血浆脂蛋白代谢一、血脂（三）正常成人空腹血脂组成及含,二、血浆脂蛋白的分类、组成与结构,血浆脂蛋白：是血脂与蛋白质结合的产物，是血脂存在与运输的形式,载脂蛋白：血浆脂蛋白中的蛋白质,二、血浆脂蛋白的分类、组成与结构血浆脂蛋白：是血脂与蛋白质结,（一）血浆脂蛋白的分类,1.电泳法,2.超速离心法,脂,蛋,白,脂,蛋,白,前,脂,蛋,白,乳,糜,微,粒,（一）血浆脂蛋白的分类1.电泳法2.超速离心法前乳,（二）血浆脂蛋白的种类、组成及一般特性,分类,密度法,电泳法,乳糜微粒（CM）,极低密度脂蛋白（VLDL）,前,脂蛋白,低密度脂蛋白（LDL）,脂蛋白,高密度脂蛋白（HDL）,脂蛋白,性质,密度（mg/L）,400,20400,020,沉降,电泳位置,原点,2,球蛋白,球蛋白,1,球蛋白,颗粒直径（nm）,80500,2580,2025,7.510,组成%,蛋白质,0.52,510,2025,50,脂质,9899,9095,7580,50,三酰甘油,8095,5070,10,5,磷脂,57,15,20,25,胆固醇,14,15,4550,20,游离胆固醇,12,57,8,5,胆固醇酯,3,1012,4042,1517,低,高,大,小,大,小,少,多,多,少,多,少,少,多,（二）血浆脂蛋白的种类、组成及一般特性密度法极低密度脂蛋白（,（二）血浆脂蛋白的种类、组成及一般特性,分类,密度法,电泳法,乳糜微粒（CM）,极低密度脂蛋白（VLDL）,前,脂蛋白,低密度脂蛋白（LDL）,脂蛋白,高密度脂蛋白（HDL）,脂蛋白,载脂蛋白组成%,apoAI,7,1,6570,apoA,5,2025,apo,10,apoB100,2060,95,apoB48,9,apoCI,11,3,6,apoC,15,6,微量,1,apoC,41,40,4,apoE,微量,715,2.6mmol/L.,原因：胆固醇酯转移蛋白缺损，HDL内的胆固醇酯蓄积，成熟的HDL,3,增多；肝脂酶活性降低，肝细胞摄取HDL减少，使HDL,2,向HDL,3,转变减慢而堆积在血中。,现已公认：HDL具有抗动脉粥样硬化作用。但并非HDL越高越好,