课程名称

生物化学

年级

专业、层次

本科临床医学类

授课教师

职称

课型（大、小)

大

学时

6

授课题目（章、节)

第五章  脂类代谢

教材名称

《生物化学》第七版

作者

查锡良

出版社

人民卫生出版社

主要参考书

（注明页数)

赵宝昌　主编. 生物化学(第二版). 高等教育出版社, 2009-1. 第八章 脂质代谢.

目的与要求：

1. 掌握：脂肪的氧化分解，酮体的生成和利用，脂肪酸合成的主要步骤，血浆脂蛋白和载脂蛋白的分类和生理功能。

2. 熟悉： 脂类的生理功能，甘油磷脂合成的基本过程，脂固醇合成的原料和基本过程，胆固醇的转化。

3. 了解： 不饱和脂肪酸的分类和命名，脂类的消化吸收，甘油三酯的合成，神经鞘磷脂的代谢，血脂，血浆脂蛋白代谢，高脂蛋白血症。

教学内容与时间安排、教学方法：

1.教学内容与时间安排

脂类的生理功能，不饱和脂肪酸的分类和命名，脂类的消化和吸收，脂肪动员   1.0 学时

脂肪酸的β-氧化     1.0 学时

酮体的生成和利用，脂肪的合成，磷脂的合成  2.0 学时

胆固醇的合成和转化，血脂，血浆脂蛋白和载脂蛋白的种类和功能    2.0 学时

2. 教学方法：

讲授+演示+启发+讨论。

教学重点及如何突出重点、难点及如何突破难点：

1. 重点：脂肪酸的β-氧化，酮体的生成和利用，胆固醇的合成和转化，载脂蛋白的种类和功能。

2. 难点：脂肪酸的分解代谢和合成代谢，血浆脂蛋白代谢。

3. 课件色彩及语言强调突出重点；采用图片及动画演示理解难点。

教研室审阅意见：

   同意。

  教研室主任签名：李洪

  2009 年2 月 28 日

基 本 内 容

课堂设计和时间安排

第五章 脂类代谢

脂类（lipids)是脂肪（fat)和类脂（lipoid)的总称，是一大类不溶于水而易溶于有机溶剂的化合物。

☆脂类物质的生理功用包括：① 供能贮能。② 构成生物膜。③ 协助脂溶性维生素的吸收，提供必需脂肪酸。④ 保护和保温作用。

☆概念：必需脂肪酸（essential fatty acid)是指机体需要，但自身不能合成，必须要靠食物提供的多不饱和脂肪酸。

第一节  不饱和脂肪酸的命名与分类

不饱和脂肪酸的命名原则：系统命名法：需标示脂肪酸的碳原子数和双键的位置。包括ω或n编码体系及△编码体系。

常见的不饱和脂肪酸。

不饱和脂肪酸的分类。

第二节  脂类的消化和吸收

1. 食物脂类的消化过程。

2. 食物脂类的吸收。

第三节  甘油三酯的代谢

一、甘油三酯是甘油的脂酸酯

甘油三酯的分子结构。

二、甘油三酯的分解代谢主要是脂肪酸的氧化分解

(一) 脂肪动员（fat mobilization)

☆脂肪动员的概念。贮存于脂肪细胞中的甘油三酯（triglyceride, TG)在激素敏感脂肪酶（HSL)的催化下水解并释放出脂肪酸，供给全身各组织细胞摄取利用的过程称为脂肪动员。

激素敏感脂肪酶（HSL)是脂肪动员的关键酶。主要受共价修饰调节。调节激素。

脂肪动员的基本过程。

脂肪动员的结果是生成三分子的自由脂肪酸（free fatty acid, FFA)和一分子的甘油。甘油可在血液循环中自由转运，而脂肪酸进入血液循环后须与清蛋白结合成为复合体再转运。脂肪动员生成的甘油主要转运至肝再磷酸化为3-磷酸甘油后进行代谢。

(二) 甘油经糖代谢途径被利用(utilization of glycerol by glucose metabolism pathway)

脂肪动员生成的甘油，主要经血循环转运至肝进行代谢。

1. 甘油在甘油磷酸激酶的催化下，磷酸化为3-磷酸甘油。

2. 3-磷酸甘油在3-磷酸甘油脱氢酶的催化下，脱氢氧化为磷酸二羟丙酮。

☆★(三) 脂肪酸经β-氧化途径分解供能(catabolism of fatty acid by beta-oxidation pathway)

1. 反应过程：

☆⑴ 活化：在线粒体外膜或内质网进行此反应过程。由脂肪酸硫激酶催化，消耗2个高能磷酸键。 

⑵ 进入：在线粒体外生成的脂酰CoA需进入线粒体基质才能被氧化分解，此过程必须要由肉碱（肉毒碱, carnitine)来携带脂酰基。肉碱的分子结构。

☆借助于两种肉碱脂肪酰转移酶同工酶（酶Ⅰ和酶Ⅱ)催化的移换反应以及肉碱-脂酰肉碱转位酶催化的转运反应才能将胞液中产生的脂酰CoA转运进入线粒体。肉碱脂肪酰转移酶Ⅰ（carnitine acyl transferase Ⅰ)是脂肪酸β-氧化的关键酶。

脂酰CoA进入线粒体的过程。

⑶ β-氧化循环：

☆β-氧化过程由四个连续的酶促反应组成：① 脱氢；② 水化；③ 再脱氢；④ 硫解。 

☆β-氧化循环的反应过程 。

☆脂肪酸β-氧化循环的特点：① β-氧化循环过程在线粒体基质内进行；② β-氧化循环由脂肪酸氧化酶系催化，反应不可逆；③ 需要FAD，NAD⁺，CoA为辅助因子；④ 每循环一次，生成一分子FADH₂，一分子NADH，一分子乙酰CoA和一分子减少两个碳原子的脂酰CoA。

⑷ 彻底氧化分解：生成的乙酰CoA进入三羧酸循环彻底氧化分解并释放出大量能量，并生成ATP。

脂肪酸β-氧化的代谢过程。

☆2. 脂肪酸氧化分解时的能量释放：

1分子FADH₂可生成1.5分子ATP，1分子NADH可生成2.5分子ATP，故一次β-氧化循环可生成4分子ATP。1分子乙酰CoA经彻底氧化分解可生成10分子ATP。

以16C的软脂酸为例来计算，生成ATP的数目为108分子，减去活化时消耗的两分子ATP，故软脂酸彻底氧化分解可净生成106分子ATP。

一般计算公式。

 (四) 脂肪酸的其他氧化方式（other oxidations of fatty acid)

1. 不饱和脂肪酸的氧化。

2. 奇数碳脂肪酸的氧化。

(五) 酮体的生成及利用（production and utilization of ketone bodies)

☆酮体的概念：脂肪酸在肝中氧化分解所生成的乙酰乙酸（acetoacetate)、β-羟丁酸（β-hydroxybutyrate)和丙酮（acetone)三种中间代谢产物，统称为酮体（ketone bodies)。

酮体的分子结构。

☆1. 酮体的生成：

☆酮体主要在肝细胞线粒体中生成。酮体生成的原料为乙酰CoA。

⑴ 两分子乙酰CoA在乙酰乙酰CoA硫解酶的催化下，缩合生成一分子乙酰乙酰CoA。

⑵ 乙酰乙酰CoA再与1分子乙酰CoA缩合，生成β-羟-β-甲基戊二酸单酰CoA（HMG-CoA)。HMG-CoA合酶是酮体生成的关键酶。

⑶ HMG-CoA裂解生成1分子乙酰乙酸和1分子乙酰CoA。

⑷ 乙酰乙酸在β-羟丁酸脱氢酶的催化下，加氢还原为β-羟丁酸。

⑸ 乙酰乙酸自发脱羧或由酶催化脱羧生成丙酮。

酮体生成的过程。

2.  酮体的利用：

☆利用酮体的酶有两种，即琥珀酰CoA转硫酶（主要存在于心、肾、脑和骨骼肌细胞的线粒体中)和乙酰乙酸硫激酶（主要存在于心、肾、脑细胞线粒体中)。

酮体利用的基本过程：

⑴ β-羟丁酸在β-羟丁酸脱氢酶的催化下脱氢，生成乙酰乙酸。

⑵ 乙酰乙酸在琥珀酰CoA转硫酶或乙酰乙酸硫激酶的催化下转变为乙酰乙酰CoA。

⑶ 乙酰乙酰CoA在乙酰乙酰CoA硫解酶的催化下，裂解为两分子乙酰CoA。

⑷ 乙酰CoA进入三羧酸循环彻底氧化分解。

酮体利用的过程。

☆能量计算。当由琥珀酰CoA转硫酶催化进行氧化利用时，乙酰乙酸可净生成20分子ATP，β-羟丁酸可净生成22.5分子ATP；而由乙酰乙酸硫激酶催化进行氧化利用时，乙酰乙酸则可净生成18分子ATP，β-羟丁酸可净生成20.5分子ATP 。

☆3．酮体生成及利用的生理意义：

⑴ 在正常情况下，酮体是肝输出能源的一种重要的形式；

⑵ 在饥饿或疾病情况下，酮体可为心、脑等重要器官提供必要的能源。

三、甘油三酯的合成代谢是甘油与脂肪酸的缩合过程

肝、小肠和脂肪组织是主要的合成脂肪的组织器官，其合成的亚细胞部位主要在胞液。

★(一) 软脂酸的合成（synthesis of palmitic acid)

☆脂肪酸合成的原料是葡萄糖氧化分解后产生的乙酰CoA。其合成过程由胞液中的脂肪酸合成酶系催化。脂肪酸合成的直接产物是软脂酸(palmitate)。

1. 乙酰CoA转运出线粒体。

2. 丙二酸单酰CoA的合成：

☆在关键酶乙酰CoA羧化酶的催化下，将乙酰CoA羧化为丙二酸单酰CoA。

☆乙酰CoA羧化酶的变构调节。

3. 脂肪酸合成循环：

脂肪酸合成时碳链的缩合延长过程是一循环反应过程。每经过一次循环反应，延长两个碳原子。合成反应由脂肪酸合成酶系催化。 在低等生物中，脂肪酸合成酶系是一种由1分子脂酰基载体蛋白（acyl carrier protein, ACP)和7种酶单体所构成的多酶复合体。

原核生物的脂肪酸合成酶系。酰基载体蛋白(ACP)。高等生物的脂肪酸合成酶系。

脂肪酸合成循环。

☆脂肪酸合成的特点：① 合成所需原料为乙酰CoA，直接生成的产物是软脂酸，合成1分子软脂酸，需7分子丙二酸单酰CoA和1分子乙酰CoA；② 在胞液中进行，关键酶是乙酰CoA羧化酶；③ 合成为耗能过程，每合成1分子软脂酸，需消耗15分子ATP（8分子用于转运，7分子用于活化)；④ 需NADPH作为供氢体，对糖的磷酸戊糖旁路有依赖性。

 (二) 软脂酸的碳链延长和不饱和脂肪酸的生成(carbon chain elongation of palmitic acid and production of unsaturated fatty acid)

此过程在线粒体/微粒体内进行。使用丙二酸单酰CoA与软脂酰CoA缩合，使碳链延长，最长可达二十四碳。不饱和键由脂类加氧酶系催化形成。

(三) 3-磷酸甘油的生成（production of glycerol -3-phosphate)

1. 由糖代谢生成（脂肪细胞、肝)。

2. 由脂肪动员生成（肝)。

(四) 甘油三酯的合成（synthesis of triglyceride)

基本过程。

第四节  磷脂的代谢

一、甘油磷脂的代谢(metabolism of glycerophosphatide)

(一) 甘油磷脂的基本结构（basic structure of glycerophosphatide)

 体内几种重要的甘油磷脂。

(二) 甘油磷脂的合成代谢（anabolism of glycerophosphatide)

1. 甘油二酯合成途径(synthetic pathway of diacylglycerol)：

☆磷脂酰胆碱和磷脂酰乙醇胺通过此代谢途径合成。合成过程中所需胆碱及乙醇胺以CDP-胆碱和CDP-乙醇胺的形式提供。

甘油二酯合成途径。

(二) CDP-甘油二酯合成途径(synthetic pathway of CDP-diacylglycerol)：

☆磷脂酰肌醇、磷脂酰丝氨酸和心磷脂通过此途径合成。合成过程所需甘油二酯以CDP-甘油二酯的活性形式提供。

CDP-甘油二酯合成途径。

(三) 甘油磷脂的分解代谢（catabolism of glycerophosphatide)

甘油磷脂的分解靠存在于体内的各种磷脂酶将其分解为脂肪酸、甘油、磷酸等，然后再进一步降解。 

二、鞘磷脂的代谢(metabolism of sphingomyelin)

(一) 鞘氨醇与N-脂酰鞘氨醇的结构

鞘氨醇可在全身各组织细胞的内质网合成，合成所需的原料主要是软脂酰CoA和丝氨酸，并需磷酸吡哆醛、NADPH及FAD等辅助因子参与。

(二) 鞘磷脂的代谢

体内含量最多的鞘磷脂是神经鞘磷脂。 神经鞘磷脂合成时，在相应转移酶的催化下，将CDP-胆碱或CDP-乙醇胺携带的磷酸胆碱或磷酸乙醇胺转移至N-脂酰鞘氨醇上，生成神经鞘磷脂。

神经鞘磷脂的分解由神经鞘磷脂酶催化，产物为磷酸胆碱（磷酸乙醇胺)及N-脂酰鞘氨醇。

第五节  胆固醇的代谢

一、胆固醇的结构及其酯化(structure and its esterification of chwww.med126.com/sanji/olesterol)

☆胆固醇的分子结构及原子编号。

☆胆固醇（cholesterol)的酯化在C3位羟基上进行，由两种不同的酶催化。存在于血浆中的是卵磷脂胆固醇酰基转移酶（LCAT)。

☆存在于组织细胞中的是脂肪酰CoA胆固醇酰基转移酶（ACAT)。

二、胆固醇的合成(synthesis of cholesterol)

(一) 胆固醇合成的部位和原料（location and materials of cholesterol synthesis)

☆胆固醇合成部位主要是在肝和小肠的胞液和微粒体。其合成所需原料为乙酰CoA。乙酰CoA经柠檬酸-苹果酸穿梭转运出线粒体而进入胞液，此过程为耗能过程。每合成一分子的胆固醇需18分子乙酰CoA，36分子ATP和16分子NADPH。

☆(二) 胆固醇合成的基本过程（basic process of cholesterol synthesis)

1. 乙酰CoA缩合生成甲羟戊酸（MVA)：此过程在胞液和微粒体进行。HMG-CoA还原酶（HMG-CoA reductase)是胆固醇合成的关键酶。

2. 甲羟戊酸缩合生成鲨烯：此过程在胞液和微粒体进行。

3. 鲨烯环化为胆固醇：此过程在微粒体进行。鲨烯结合在胞液的固醇载体蛋白（sterol carrier protein, SCP)上，由微粒体酶进行催化，经一系列反应环化为27碳胆固醇。

☆(三) 胆固醇合成的调节（regulation of cholesterol synthesis)

1. 膳食因素：饥饿或禁食可抑制HMG-CoA还原酶的活性，使胆固醇的合成减少；摄取高糖、高饱和脂肪膳食后，HMG-CoA还原酶活性增加而导致胆固醇合成增多。

2. 胆固醇及其衍生物的变构调节：胆固醇及其氧化产物，如7β-羟胆固醇，25-羟胆固醇等可反馈抑制HMG-CoA还原酶的活性。

3. 共价修饰调节：HMG-CoA还原酶可被AMP依赖的蛋白激酶（AMPK)磷酸化修饰而转变为无活性型。

4. 激素的调节：胰岛素和甲状腺激素可通过诱导HMG-CoA还原酶的合成而使酶活性增加；胰高血糖素和糖皮质激素则可抑制HMG-CoA还原酶的活性。

☆三、胆固醇的转化(transformation of cholesterol)

(一) 转化为胆汁酸（transforming into bile acids)

胆固醇在肝中转化为胆汁酸是胆固醇主要的代谢去路。初级胆汁酸是以胆固醇为原料在肝中合成的。主要的初级胆汁酸是胆酸和鹅脱氧胆酸。

(二) 转化为类固醇激素（transforming into steroid hormones)

1. 肾上腺皮质激素的合成：肾上腺皮质球状带可合成醛固酮，又称盐皮质激素，可调节水盐代谢；肾上腺皮质束状带可合成皮质醇和皮质酮，合称为糖皮质激素，可调节糖代谢。

2. 雄激素的合成：睾丸间质细胞可以胆固醇为原料合成睾酮。

3. 雌激素的合成：雌激素主要有孕酮和雌二醇两类。

(三) 转化为维生素D₃（transforming into vitamin D₃)

☆胆固醇经7位脱氢而转变为7-脱氢胆固醇，后者在紫外光的照射下，B环发生断裂，生成Vit-D₃。 Vit-D₃在肝被羟化为25-(OH) D₃，再在肾被羟化为1,25-(OH)₂ D₃。

第六节  脂蛋白代谢

一、血脂(blood lipids)

血浆中所含脂类物质统称为血脂。 血浆中的脂类物质主要有：① 甘油三酯（TG)及少量甘油二酯和甘油一酯；② 磷脂（PL)，主要是卵磷脂，少量溶血磷脂酰胆碱，磷脂酰乙醇胺及神经磷脂等；③ 胆固醇（Ch)及胆固醇酯（ChE)；④ 自由脂肪酸（FFA)。

正常血脂有以下特点：① 血脂水平波动较大，受膳食因素影响大；② 血脂成分复杂；③ 通常以脂蛋白的形式存在，但自由脂肪酸是与清蛋白构成复合体而存在。

二、血浆脂蛋白的分类、组成与结构(classification, composition and structure of lipoprotein)

☆(一) 血浆脂蛋白的分类（types of lipoprotein)

1. 电泳分类法：根据电泳迁移率的不同进行分类，可分为四类：乳糜微粒→α-脂蛋白→ 前β-脂蛋白→β-脂蛋白。

2. 超速离心法：按脂蛋白密度高低进行分类，也分为四类：CM → VLDL → LDL → HDL。

(二) 血浆脂蛋白的组成（composition of lipoprotein)

血浆脂蛋白均由蛋白质（载脂蛋白，apo)、甘油三酯(TG)、磷脂(PL)、胆固醇(Ch)及其酯(ChE)所组成。 不同的脂蛋白仅有含量上的差异而无本质上的不同。

☆乳糜微粒中，含TG90%以上； VLDL中的TG也达50%以上；LDL主要含Ch及ChE，约占40%～50%；HDL中载脂蛋白（主要为apoAⅠ)的含量则占50%，此外，Ch、ChE及PL的含量也较高。

(三) 血浆脂蛋白的结构（structure of lipoprotein)

血浆脂蛋白颗粒通常呈球形。其中所含的载脂蛋白多数具有双极性α-螺旋。脂蛋白的结构 。

三、载脂蛋白(apolipoprotein)

(一) 载脂蛋白的分类和命名（classification and nomenclature of apolipoprotein)

⑴ apoA：目前发现有四种亚型，即apoAⅠ，apoAⅡ，apoAⅣ，apoAⅤ。

⑵ apoB：有两种亚型，即在肝细胞内合成的apoB₁₀₀；小肠粘膜细胞内合成的apoB₄₈。

⑶ apoC：有四种亚型，即apoCⅠ，apoCⅡ，apoCⅢ，apoCⅣ。

⑷ apoD：只有一种。

⑸ apoE：常见为apoE₃。

☆(二) 载脂蛋白的功能（function of apolipoprotein)

⑴ 转运脂类物质。

⑵ 作为脂类代谢酶的调节剂：LCAT可被apoAⅠ激活。LpL（脂蛋白脂肪酶)可被apoCⅡ所激活；也可被apoCⅢ所抑制。

⑶ 作为脂蛋白受体的识别标记：apoB可被细胞膜上的apoB，E受体（LDL受体)所识别；apoE可被细胞膜上的apoB，E受体和apoE受体（LDL受体相关蛋白，LRP)所识别。apoAⅠ参与HDL受体的识别。

⑷ 参与脂质交换。

⑸ 作为连接蛋白。

人血浆载脂蛋白的结构、功能及含量。

★四、血浆脂蛋白的代谢和功能(metabolism and function of lipoprotein)

(一) 乳糜微粒的代谢（metabolism of CM)

将食物中的甘油三酯转运至肝和脂肪组织（转运外源性甘油三酯)。

(二) VLDL的代谢（metabolism of VLDL)

将肝合成的甘油三酯转运至肝外组织（转运内源性甘油三酯)。

(三) LDL的代谢（metabolism of LDL)

将胆固醇由肝转运至肝外组织。

(四) HDL的代谢（Metabolism of HDL)

将胆固醇由肝外组织转运至肝（胆固醇的逆向转运，RCT)。

☆——重点

★——难点

1.0 学时

重点强调+设问

重点强调

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演示

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总结

设问

总结+动画演示

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2.0 学时

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2.0 学时

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重点强调+举例

重点强调

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列表总结+举例

图片展示+对比

列表总结+对比

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小  结

1. 脂类的生理功能。

2. 甘油三酯的分解代谢及能量计算。

3. 甘油三酯的合成代谢。

4. 甘油磷脂的代谢。

5. 胆固醇的代谢过程。

6. 血浆脂蛋白的种类、组成结构、生理功能和代谢过程。

复 习 思 考 题 、作 业 题

一、名词解释

1. 必需脂肪酸；2.脂肪动员；3. 脂肪酸-氧化；4. 酮体；5. 激素敏感脂肪酶；6. 脂蛋白；7. 载脂蛋白；8. 酰基载体蛋白(ACP)。

二、问答题

1. 论述脂肪氧化分解的代谢过程，并计算1分子硬脂酸彻底氧化分解净生成的ATP数目。

2. 论述脂蛋白和载脂蛋白的生理功能。

下 次 课 预 习 要 点

第 六章 生物氧化

1. 生物氧化的概念，生物氧化与一般物质氧化过程的异同点。

2. 呼吸链的概念及其组成。构成呼吸链的复合体的结构与功能。

3. 呼吸链的种类。呼吸链递氢体和递电子体的排列顺序。

实 施 情 况 及 分 析