导图社区 脂质代谢
生物化学与分子生物学,脂质种类繁多,结构复杂,甘油三酯是机体重要的能源物质,磷脂是重要的结构成分和信号分子(生物膜,磷脂酰肌醇是第二信使的前体),胆固醇是生物膜的主要成分,作为胆汁酸和类固醇激素的前体.
编辑于2023-09-27 10:20:07 广东脂质代谢
脂质的构成、功能及分析
1、种类繁多,结构复杂
1、甘油三酯是羟基被脂肪酸酯化形成的酯
2、脂肪酸是脂肪烃的羧酸
3、磷脂分子含磷酸
1、含甘油的磷脂(磷脂酰胆碱、乙醇胺、肌醇)
2、含鞘氨醇的磷脂(神经酰胺)
4、胆固醇以环戊烷多氢菲为基本结构
2、多种生物学功能
1、甘油三酯是机体重要的能源物质
2、重要生理功能(提供必需脂肪酸;合成不饱和脂肪酸,前列腺素、血栓恶烷,白三烯,具有很强的生物活性)
3、磷脂是重要的结构成分和信号分子(生物膜,磷脂酰肌醇是第二信使的前体)
4、胆固醇是生物膜的主要成分,作为胆汁酸和类固醇激素的前体
3、分析技术复杂
有机溶剂提取、层析分离等等
甘油三酯代谢
1、脂肪动员
饥饿或交感兴奋时,脂解激素作用于白色脂肪膜受体,激活腺苷酸环化酶,激活PKA,激活下游反应。1、甘油三酯脂肪酶催化生成甘油二酯和脂肪酸;2、激素敏感性脂肪酶催化生成甘油一酯;3、最后甘油一酯脂肪酶催化生成甘油和脂肪酸
2、甘油转变为3-磷酸甘油后被利用(主要在肝内在甘油激酶催化,再转变为磷酸羟丙酮进入糖酵解或糖异生)
3、β-氧化是脂肪酸分解的核心过程
1、脂肪酸活化为脂酰CoA(线粒体外模或内质网上的脂酰CoA合成酶催化生成,需要消耗两个高能磷酸键=2ATP)
2、脂酰CoA进入线粒体:1)线粒体外膜的肉碱脂酰转移酶1催化长链脂酰CoA与肉碱合成脂酰肉碱;2)内膜上的肉碱-脂酰肉碱转位酶作用下进入基质,并将等分子的肉碱转出;3)内膜内侧的肉碱脂酰转移酶2作用下转变为脂酰CoA和肉碱。
3、脂酰CoA分解产生乙酰CoA、NADH、FADH2(1、脱氢:生成烯脂酰CoA,1FADH2;2、加水:生成羟脂酰CoA;3、再脱氢:生成β-酮脂酰CoA,1NADH;4、硫解:生成乙酰CoA和少两个碳原子的脂酰CoA)还原当量进入呼吸链,乙酰CoA主要进入TCA,在肝内部分乙酰CoA转变为酮体
4、脂肪酸氧化分解是机体ATP的重要来源:以软质酸(16C)为例,彻底氧化需要7次β-氧化,生成7NADH、7FADH2、8乙酰CoA,7×(1.5+2.5)+8×10-2=106ATP
4、脂肪酸在肝分解产生酮体
1、过程:1)两分子乙酰CoA缩合成乙酰乙酰CoA;2)乙酰乙酰CoA与乙酰CoA在HMG-CoA合酶作用下生成HMG-CoA;3)HMG-CoA在HMG-CoA裂解酶作用下产生乙酰乙酸和乙酰CoA;4)乙酰乙酸还原为β-羟丁酸(NADH供氢),少量转变为丙酮
2、酮体在肝外组织氧化利用(1、乙酰乙酸活化为乙酰乙CoA--乙酰乙酰CoA硫解为乙酰CoA;2、β-羟丁酸氧化为乙酰乙酸后再转变为乙酰CoA利用;3、丙酮很少,经肺呼出)
3、酮体是肝向肝外组织输出能量的重要形式:分子小,可透过血脑屏障,在葡萄糖供应不足时供脑组织利用。严重糖尿病人脂肪动员增强,血中酮体含量升高,导致酮症酸中毒,酮尿,呼吸烂苹果味
4、酮体生成受多因素调节:1)胰岛素,胰高血糖素;2)糖代谢;3)丙二酸单酰CoA抑制酮体生成:饱食后,柠檬酸和乙酰CoA增多别构激活乙酰CoA羧化酶,促进丙二酸单酰CoA合成,后者竞争性抑制肉碱脂酰转移酶1,阻止β-氧化,从而抑制酮体生成
5、甘油三酯在不同器官有不同的合成途径
1、甘油三酯主要在肝内合成,但却不能储存,需要载脂蛋白、磷酸、胆固醇组装成极低密度脂蛋白(VLDL)运输至肝外组织。脂肪酸必须活化为脂酰CoA才能参与甘油三酯的合成
2、小肠黏膜细胞以甘油一酯途径合成甘油三酯
3、肝和脂肪细胞以甘油二酯途径合成甘油三酯
6、内源性脂肪酸合成需先合成软质酸
乙酰CoA是合成软脂酸的的原料,乙酰CoA通过柠檬酸-丙酮酸循环运出线粒体,在胞质内的脂肪酸合酶复合体作用下合成软脂酸,另外合成软脂酸还需要ATP、NADPH、碳酸根,锰离子等原料。
乙酰CoA羧化酶是脂肪合成的关键酶,将乙酰CoA转化成丙二酸单酰CoA,以丙二酸单酰CoA为原料合成软脂酸
胆固醇代谢
1、体内胆固醇来自食物和内源性合成
1、胆固醇的主要合成场所是肝,合成酶系位于细胞质和滑面内质网
2、乙酰CoA和NADPH是胆固醇合成基本原材料(16NADPH、18乙酰CoA、36ATP)
3、胆固醇合成以HMG-CoA还原酶为关键酶(该酶受多种因素调节:昼夜节律、别构调节,化学修饰,酶含量调节;胆固醇含量;餐食状态;激素调节)
4、胆固醇的主要去路是转化为胆汁酸:胆固醇的母核在体内不能被降解,在肝内转化为胆汁酸是主要去路;胆固醇还是合成肾上腺皮质激素、性激素的原料;胆固醇在皮肤被氧化为7-脱氢胆固醇,经紫外线照射转变为VD3
血浆脂蛋白及其代谢
血浆脂蛋白是血脂的运输、代谢形式
1、根据密度可以分为:乳糜微粒(CM)、极低密度脂蛋白(VLDL)、低密度脂蛋白(LDL)、高密度脂蛋白(HDL)
2、不同脂蛋白具有相似结构:甘油三酯(TG)、胆固醇酯(CE)疏水性较强,作为脂蛋白的内核;磷脂,载脂蛋白,游离胆固醇单层分子覆盖于内核表面形成复合体,保证脂质能在血浆中正常运输。CM、VLDL主要以甘油三酯为内核;LDL、HDL主要以胆固醇酯为内核
不同来源脂蛋白具有不同功能
1、乳糜微粒主要转运外源性甘油三酯和胆固醇:小肠黏膜细胞摄取脂肪酸再合成甘油三酯,组装成乳糜微粒入血,被骨骼肌、心肌等细胞表面的脂蛋白脂肪酶(LPL)水解产生甘油、脂肪酸、溶血磷脂
2、极低密度脂蛋白主要转运内源性甘油三酯及胆固醇:肝利用葡萄糖分解代谢中间产物、食物来源脂肪酸可以合成TG,再与载脂蛋白、磷脂等组装成VLDL,和CM利用途径一样供肝外组织利用,随着LPL作用下,逐渐变为中密度脂蛋白,最后变为LDL
3、低密度脂蛋白主要转运内源性胆固醇:LDL在血浆中生成,可被大多数组织摄取、降解,50%在肝内降解,肾上腺皮质,性腺等摄取能力较强。通过LDL受体结合后,经内吞进入细胞,与溶酶体结合后水解释放胆固醇
4、高密度脂蛋白主要逆向转运胆固醇:HDL将肝外组织的胆固醇运输至肝,转化为胆汁酸排除,部分胆固醇也可随着胆汁排入肠腔
脂蛋白异常血症
1、CM升高:甘油三酯,胆固醇均升高;LDL升高:胆固醇升高;VLDL升高:甘油三酯升高;中密度脂蛋白(IDL):甘油三酯,胆固醇均升高