教 案 首 頁
| 課程名稱 | 生物化學 | 年級 | | 專業(yè)、層次 | 本科臨床醫(yī)學類 |
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| 授課教師 | | 職稱 | | 課型（大、小) | 大 | 學時 | 6 |
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| 授課題目（章、節(jié)) | 第五章 脂類代謝 |
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| 教材名稱 | 《生物化學》第七版 |
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| 作者 | 查錫良 | 出版社 | 人民衛(wèi)生出版社 |
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| 主要參考書 （注明頁數) | 趙寶昌 主編. 生物化學(第二版). 高等教育出版社, 2009-1. 第八章 脂質代謝. |
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| 目的與要求： 1. 掌握：脂肪的氧化分解，酮體的生成和利用，脂肪酸合成的主要步驟，血漿脂蛋白和載脂蛋白的分類和生理功能。 2. 熟悉： 脂類的生理功能，甘油磷脂合成的基本過程，脂固醇合成的原料和基本過程，膽固醇的轉化。 3. 了解： 不飽和脂肪酸的分類和命名，脂類的消化吸收，甘油三酯的合成，神經鞘磷脂的代謝，血脂，血漿脂蛋白代謝，高脂蛋白血癥。 |
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| 教學內容與時間安排、教學方法： 1.教學內容與時間安排 脂類的生理功能，不飽和脂肪酸的分類和命名，脂類的消化和吸收，脂肪動員 1.0 學時 脂肪酸的β-氧化 1.0 學時 酮體的生成和利用，脂肪的合成，磷脂的合成 2.0 學時 膽固醇的合成和轉化，血脂，血漿脂蛋白和載脂蛋白的種類和功能 2.0 學時 2. 教學方法： 講授+演示+啟發(fā)+討論。 |
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| 教學重點及如何突出重點、難點及如何突破難點： 1. 重點：脂肪酸的β-氧化，酮體的生成和利用，膽固醇的合成和轉化，載脂蛋白的種類和功能。 2. 難點：脂肪酸的分解代謝和合成代謝，血漿脂蛋白代謝。 3. 課件色彩及語言強調突出重點；采用圖片及動畫演示理解難點。 |
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| 教研室審閱意見： 同意。 教研室主任簽名：李洪 2009 年2 月 28 日 |
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| 基 本 內 容 | 課堂設計和時間安排 |
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| 第五章 脂類代謝 脂類（lipids)是脂肪（fat)和類脂（lipoid)的總稱，是一大類不溶于水而易溶于有機溶劑的化合物。 ☆脂類物質的生理功用包括：① 供能貯能。② 構成生物膜。③ 協助脂溶性維生素的吸收，提供必需脂肪酸。④ 保護和保溫作用。 ☆概念：必需脂肪酸（essential fatty acid)是指機體需要，但自身不能合成，必須要靠食物提供的多不飽和脂肪酸。 第一節(jié) 不飽和脂肪酸的命名與分類 不飽和脂肪酸的命名原則：系統(tǒng)命名法：需標示脂肪酸的碳原子數和雙鍵的位置。包括ω或n編碼體系及△編碼體系。 常見的不飽和脂肪酸。 不飽和脂肪酸的分類。 第二節(jié) 脂類的消化和吸收 1. 食物脂類的消化過程。 2. 食物脂類的吸收。 第三節(jié) 甘油三酯的代謝 一、甘油三酯是甘油的脂酸酯 甘油三酯的分子結構。 二、甘油三酯的分解代謝主要是脂肪酸的氧化分解 (一) 脂肪動員（fat mobilization) ☆脂肪動員的概念。貯存于脂肪細胞中的甘油三酯（triglyceride, TG)在激素敏感脂肪酶（HSL)的催化下水解并釋放出脂肪酸，供給全身各組織細胞攝取利用的過程稱為脂肪動員。 激素敏感脂肪酶（HSL)是脂肪動員的關鍵酶。主要受共價修飾調節(jié)。調節(jié)激素。 脂肪動員的基本過程。 脂肪動員的結果是生成三分子的自由脂肪酸（free fatty acid, FFA)和一分子的甘油。甘油可在血液循環(huán)中自由轉運，而脂肪酸進入血液循環(huán)后須與清蛋白結合成為復合體再轉運。脂肪動員生成的甘油主要轉運至肝再磷酸化為3-磷酸甘油后進行代謝。
(二) 甘油經糖代謝途徑被利用(utilization of glycerol by glucose metabolism pathway) 脂肪動員生成的甘油，主要經血循環(huán)轉運至肝進行代謝。 1. 甘油在甘油磷酸激酶的催化下，磷酸化為3-磷酸甘油。 2. 3-磷酸甘油在3-磷酸甘油脫氫酶的催化下，脫氫氧化為磷酸二羥丙酮。 ☆★(三) 脂肪酸經β-氧化途徑分解供能(catabolism of fatty acid by beta-oxidation pathway) 1. 反應過程： ☆⑴ 活化：在線粒體外膜或內質網進行此反應過程。由脂肪酸硫激酶催化，消耗2個高能磷酸鍵。 ⑵ 進入：在線粒體外生成的脂酰CoA需進入線粒體基質才能被氧化分解，此過程必須要由肉堿（肉毒堿, carnitine)來攜帶脂酰基。肉堿的分子結構。 ☆借助于兩種肉堿脂肪酰轉移酶同工酶（酶Ⅰ和酶Ⅱ)催化的移換反應以及肉堿-脂酰肉堿轉位酶催化的轉運反應才能將胞液中產生的脂酰CoA轉運進入線粒體。肉堿脂肪酰轉移酶Ⅰ（carnitine acyl transferase Ⅰ)是脂肪酸β-氧化的關鍵酶。 脂酰CoA進入線粒體的過程。 ⑶ β-氧化循環(huán)： ☆β-氧化過程由四個連續(xù)的酶促反應組成：① 脫氫；② 水化；③ 再脫氫；④ 硫解。 ☆β-氧化循環(huán)的反應過程 。 ☆脂肪酸β-氧化循環(huán)的特點：① β-氧化循環(huán)過程在線粒體基質內進行；② β-氧化循環(huán)由脂肪酸氧化酶系催化，反應不可逆；③ 需要FAD，NAD+，CoA為輔助因子；④ 每循環(huán)一次，生成一分子FADH2，一分子NADH，一分子乙酰CoA和一分子減少兩個碳原子的脂酰CoA。 ⑷ 徹底氧化分解：生成的乙酰CoA進入三羧酸循環(huán)徹底氧化分解并釋放出大量能量，并生成ATP。 脂肪酸β-氧化的代謝過程。 ☆2. 脂肪酸氧化分解時的能量釋放： 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-氧化循環(huán)可生成4分子ATP。1分子乙酰CoA經徹底氧化分解可生成10分子ATP。 以16C的軟脂酸為例來計算，生成ATP的數目為108分子，減去活化時消耗的兩分子ATP，故軟脂酸徹底氧化分解可凈生成106分子ATP。 一般計算公式。 (四) 脂肪酸的其他氧化方式（other oxidations of fatty acid) 1. 不飽和脂肪酸的氧化。 2. 奇數碳脂肪酸的氧化。 (五) 酮體的生成及利用（production and utilization of ketone bodies) ☆酮體的概念：脂肪酸在肝中氧化分解所生成的乙酰乙酸（acetoacetate)、β-羥丁酸（β-hydroxybutyrate)和丙酮（acetone)三種中間代謝產物，統(tǒng)稱為酮體（ketone bodies)。 酮體的分子結構。
☆1. 酮體的生成： ☆酮體主要在肝細胞線粒體中生成。酮體生成的原料為乙酰CoA。 ⑴ 兩分子乙酰CoA在乙酰乙酰CoA硫解酶的催化下，縮合生成一分子乙酰乙酰CoA。 ⑵ 乙酰乙酰CoA再與1分子乙酰CoA縮合，生成β-羥-β-甲基戊二酸單酰CoA（HMG-CoA)。HMG-CoA合酶是酮體生成的關鍵酶。 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-羥丁酸脫氫酶的催化下，加氫還原為β-羥丁酸。 ⑸ 乙酰乙酸自發(fā)脫羧或由酶催化脫羧生成丙酮。 酮體生成的過程。 2. 酮體的利用： ☆利用酮體的酶有兩種，即琥珀酰CoA轉硫酶（主要存在于心、腎、腦和骨骼肌細胞的線粒體中)和乙酰乙酸硫激酶（主要存在于心、腎、腦細胞線粒體中)。 酮體利用的基本過程： ⑴ β-羥丁酸在β-羥丁酸脫氫酶的催化下脫氫，生成乙酰乙酸。 ⑵ 乙酰乙酸在琥珀酰CoA轉硫酶或乙酰乙酸硫激酶的催化下轉變?yōu)橐阴Ｒ阴oA。 ⑶ 乙酰乙酰CoA在乙酰乙酰CoA硫解酶的催化下，裂解為兩分子乙酰CoA。 ⑷ 乙酰CoA進入三羧酸循環(huán)徹底氧化分解。 酮體利用的過程。 ☆能量計算。當由琥珀酰CoA轉硫酶催化進行氧化利用時，乙酰乙酸可凈生成20分子ATP，β-羥丁酸可凈生成22.5分子ATP；而由乙酰乙酸硫激酶催化進行氧化利用時，乙酰乙酸則可凈生成18分子ATP，β-羥丁酸可凈生成20.5分子ATP 。 ☆3．酮體生成及利用的生理意義： ⑴ 在正常情況下，酮體是肝輸出能源的一種重要的形式； ⑵ 在饑餓或疾病情況下，酮體可為心、腦等重要器官提供必要的能源。 三、甘油三酯的合成代謝是甘油與脂肪酸的縮合過程 肝、小腸和脂肪組織是主要的合成脂肪的組織器官，其合成的亞細胞部位主要在胞液。 ★(一) 軟脂酸的合成（synthesis of palmitic acid) ☆脂肪酸合成的原料是葡萄糖氧化分解后產生的乙酰CoA。其合成過程由胞液中的脂肪酸合成酶系催化。脂肪酸合成的直接產物是軟脂酸(palmitate)。 1. 乙酰CoA轉運出線粒體。 2. 丙二酸單酰CoA的合成： ☆在關鍵酶乙酰CoA羧化酶的催化下，將乙酰CoA羧化為丙二酸單酰CoA。 ☆乙酰CoA羧化酶的變構調節(jié)。 3. 脂肪酸合成循環(huán)： 脂肪酸合成時碳鏈的縮合延長過程是一循環(huán)反應過程。每經過一次循環(huán)反應，延長兩個碳原子。合成反應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種由1分子脂酰基載體蛋白（acyl carrier protein, ACP)和7種酶單體所構成的多酶復合體。 原核生物的脂肪酸合成酶系。酰基載體蛋白(ACP)。高等生物的脂肪酸合成酶系。 脂肪酸合成循環(huán)。 ☆脂肪酸合成的特點：① 合成所需原料為乙酰CoA，直接生成的產物是軟脂酸，合成1分子軟脂酸，需7分子丙二酸單酰CoA和1分子乙酰CoA；② 在胞液中進行，關鍵酶是乙酰CoA羧化酶；③ 合成為耗能過程，每合成1分子軟脂酸，需消耗15分子ATP（8分子用于轉運，7分子用于活化)；④ 需NADPH作為供氫體，對糖的磷酸戊糖旁路有依賴性。 (二) 軟脂酸的碳鏈延長和不飽和脂肪酸的生成(carbon chain elongation of palmitic acid and production of unsaturated fatty acid) 此過程在線粒體/微粒體內進行。使用丙二酸單酰CoA與軟脂酰CoA縮合，使碳鏈延長，最長可達二十四碳。不飽和鍵由脂類加氧酶系催化形成。 (三) 3-磷酸甘油的生成（production of glycerol -3-phosphate) 1. 由糖代謝生成（脂肪細胞、肝)。 2. 由脂肪動員生成（肝)。 (四) 甘油三酯的合成（synthesis of triglyceride) 基本過程。 第四節(jié) 磷脂的代謝 一、甘油磷脂的代謝(metabolism of glycerophosphatide) (一) 甘油磷脂的基本結構（basic structure of glycerophosphatide) 體內幾種重要的甘油磷脂。 (二) 甘油磷脂的合成代謝（anabolism of glycerophosphatide) 1. 甘油二酯合成途徑(synthetic pathway of diacylglycerol)： ☆磷脂酰膽堿和磷脂酰乙醇胺通過此代謝途徑合成。合成過程中所需膽堿及乙醇胺以CDP-膽堿和CDP-乙醇胺的形式提供。 甘油二酯合成途徑。 (二) CDP-甘油二酯合成途徑(synthetic pathway of CDP-diacylglycerol)： ☆磷脂酰肌醇、磷脂酰絲氨酸和心磷脂通過此途徑合成。合成過程所需甘油二酯以CDP-甘油二酯的活性形式提供。 CDP-甘油二酯合成途徑。 (三) 甘油磷脂的分解代謝（catabolism of glycerophosphatide) 甘油磷脂的分解靠存在于體內的各種磷脂酶將其分解為脂肪酸、甘油、磷酸等，然后再進一步降解。 二、鞘磷脂的代謝(metabolism of sphingomyelin) (一) 鞘氨醇與N-脂酰鞘氨醇的結構 鞘氨醇可在全身各組織細胞的內質網合成，合成所需的原料主要是軟脂酰CoA和絲氨酸，并需磷酸吡哆醛、NADPH及FAD等輔助因子參與。 (二) 鞘磷脂的代謝 體內含量最多的鞘磷脂是神經鞘磷脂。 神經鞘磷脂合成時，在相應轉移酶的催化下，將CDP-膽堿或CDP-乙醇胺攜帶的磷酸膽堿或磷酸乙醇胺轉移至N-脂酰鞘氨醇上，生成神經鞘磷脂。 神經鞘磷脂的分解由神經鞘磷脂酶催化，產物為磷酸膽堿（磷酸乙醇胺)及N-脂酰鞘氨醇。
第五節(jié) 膽固醇的代謝 一、膽固醇的結構及其酯化(structure and its esterification of chzxtf.net.cn/sanji/olesterol) ☆膽固醇的分子結構及原子編號。 ☆膽固醇（cholesterol)的酯化在C3位羥基上進行，由兩種不同的酶催化。存在于血漿中的是卵磷脂膽固醇酰基轉移酶（LCAT)。 ☆存在于組織細胞中的是脂肪酰CoA膽固醇酰基轉移酶（ACAT)。 二、膽固醇的合成(synthesis of cholesterol) (一) 膽固醇合成的部位和原料（location and materials of cholesterol synthesis) ☆膽固醇合成部位主要是在肝和小腸的胞液和微粒體。其合成所需原料為乙酰CoA。乙酰CoA經檸檬酸-蘋果酸穿梭轉運出線粒體而進入胞液，此過程為耗能過程。每合成一分子的膽固醇需18分子乙酰CoA，36分子ATP和16分子NADPH。 ☆(二) 膽固醇合成的基本過程（basic process of cholesterol synthesis) 1. 乙酰CoA縮合生成甲羥戊酸（MVA)：此過程在胞液和微粒體進行。HMG-CoA還原酶（HMG-CoA reductase)是膽固醇合成的關鍵酶。 2. 甲羥戊酸縮合生成鯊烯：此過程在胞液和微粒體進行。 3. 鯊烯環(huán)化為膽固醇：此過程在微粒體進行。鯊烯結合在胞液的固醇載體蛋白（sterol carrier protein, SCP)上，由微粒體酶進行催化，經一系列反應環(huán)化為27碳膽固醇。 ☆(三) 膽固醇合成的調節(jié)（regulation of cholesterol synthesis) 1. 膳食因素：饑餓或禁食可抑制HMG-CoA還原酶的活性，使膽固醇的合成減少；攝取高糖、高飽和脂肪膳食后，HMG-CoA還原酶活性增加而導致膽固醇合成增多。 2. 膽固醇及其衍生物的變構調節(jié)：膽固醇及其氧化產物，如7β-羥膽固醇，25-羥膽固醇等可反饋抑制HMG-CoA還原酶的活性。 3. 共價修飾調節(jié)：HMG-CoA還原酶可被AMP依賴的蛋白激酶（AMPK)磷酸化修飾而轉變?yōu)闊o活性型。 4. 激素的調節(jié)：胰島素和甲狀腺激素可通過誘導HMG-CoA還原酶的合成而使酶活性增加；胰高血糖素和糖皮質激素則可抑制HMG-CoA還原酶的活性。 ☆三、膽固醇的轉化(transformation of cholesterol) (一) 轉化為膽汁酸（transforming into bile acids) 膽固醇在肝中轉化為膽汁酸是膽固醇主要的代謝去路。初級膽汁酸是以膽固醇為原料在肝中合成的。主要的初級膽汁酸是膽酸和鵝脫氧膽酸。 (二) 轉化為類固醇激素（transforming into steroid hormones) 1. 腎上腺皮質激素的合成：腎上腺皮質球狀帶可合成醛固酮，又稱鹽皮質激素，可調節(jié)水鹽代謝；腎上腺皮質束狀帶可合成皮質醇和皮質酮，合稱為糖皮質激素，可調節(jié)糖代謝。 2. 雄激素的合成：睪丸間質細胞可以膽固醇為原料合成睪酮。 (三) 轉化為維生素D3（transforming into vitamin D3) ☆膽固醇經7位脫氫而轉變?yōu)?-脫氫膽固醇，后者在紫外光的照射下，B環(huán)發(fā)生斷裂，生成Vit-D3。 Vit-D3在肝被羥化為25-(OH) D3，再在腎被羥化為1,25-(OH)2 D3。 第六節(jié) 脂蛋白代謝 一、血脂(blood lipids) 血漿中所含脂類物質統(tǒng)稱為血脂。 血漿中的脂類物質主要有：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，少量溶血磷脂酰膽堿，磷脂酰乙醇胺及神經磷脂等；③ 膽固醇（Ch)及膽固醇酯（ChE)；④ 自由脂肪酸（FFA)。 正常血脂有以下特點：① 血脂水平波動較大，受膳食因素影響大；② 血脂成分復雜；③ 通常以脂蛋白的形式存在，但自由脂肪酸是與清蛋白構成復合體而存在。 二、血漿脂蛋白的分類、組成與結構(classification, composition and structure of lipoprotein) ☆(一) 血漿脂蛋白的分類（types of lipoprotein) 1. 電泳分類法：根據電泳遷移率的不同進行分類，可分為四類：乳糜微�！�-脂蛋白→ 前β-脂蛋白→β-脂蛋白。 2. 超速離心法：按脂蛋白密度高低進行分類，也分為四類：CM → VLDL → LDL → HDL。 (二) 血漿脂蛋白的組成（composition of lipoprotein) 血漿脂蛋白均由蛋白質（載脂蛋白，apo)、甘油三酯(TG)、磷脂(PL)、膽固醇(Ch)及其酯(ChE)所組成。 不同的脂蛋白僅有含量上的差異而無本質上的不同。 ☆乳糜微粒中，含TG90%以上； VLDL中的TG也達50%以上；LDL主要含Ch及ChE，約占40%～50%；HDL中載脂蛋白（主要為apoAⅠ)的含量則占50%，此外，Ch、ChE及PL的含量也較高。 (三) 血漿脂蛋白的結構（structure of lipoprotein) 血漿脂蛋白顆粒通常呈球形。其中所含的載脂蛋白多數具有雙極性α-螺旋。脂蛋白的結構 。 三、載脂蛋白(apolipoprotein) (一) 載脂蛋白的分類和命名（classification and nomenclature of apolipoprotein) ⑴ apoA：目前發(fā)現有四種亞型，即apoAⅠ，apoAⅡ，apoAⅣ，apoAⅤ。 ⑵ apoB：有兩種亞型，即在肝細胞內合成的apoB100；小腸粘膜細胞內合成的apoB48。 ⑶ apoC：有四種亞型，即apoCⅠ，apoCⅡ，apoCⅢ，apoCⅣ。 ⑷ apoD：只有一種。 ⑸ apoE：常見為apoE3。 ☆(二) 載脂蛋白的功能（function of apolipoprotein) ⑴ 轉運脂類物質。 ⑵ 作為脂類代謝酶的調節(jié)劑：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 作為脂蛋白受體的識別標記：apoB可被細胞膜上的apoB，E受體（LDL受體)所識別；apoE可被細胞膜上的apoB，E受體和apoE受體（LDL受體相關蛋白，LRP)所識別。apoAⅠ參與HDL受體的識別。 ⑷ 參與脂質交換。 ⑸ 作為連接蛋白。 人血漿載脂蛋白的結構、功能及含量。 ★四、血漿脂蛋白的代謝和功能(metabolism and function of lipoprotein) (一) 乳糜微粒的代謝（metabolism of CM) 將食物中的甘油三酯轉運至肝和脂肪組織（轉運外源性甘油三酯)。 (二) VLDL的代謝（metabolism of VLDL) 將肝合成的甘油三酯轉運至肝外組織（轉運內源性甘油三酯)。 (三) LDL的代謝（metabolism of LDL) 將膽固醇由肝轉運至肝外組織。 (四) HDL的代謝（Metabolism of HDL) 將膽固醇由肝外組織轉運至肝（膽固醇的逆向轉運，RCT)。
| ☆——重點 ★——難點 1.0 學時 重點強調+設問
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| 小 結 | 1. 脂類的生理功能。 2. 甘油三酯的分解代謝及能量計算。 3. 甘油三酯的合成代謝。 4. 甘油磷脂的代謝。 5. 膽固醇的代謝過程。 6. 血漿脂蛋白的種類、組成結構、生理功能和代謝過程。
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| 復 習 思 考 題 、作 業(yè) 題 | 一、名詞解釋 1. 必需脂肪酸；2.脂肪動員；3. 脂肪酸-氧化；4. 酮體；5. 激素敏感脂肪酶；6. 脂蛋白；7. 載脂蛋白；8. �；d體蛋白(ACP)。 二、問答題 1. 論述脂肪氧化分解的代謝過程，并計算1分子硬脂酸徹底氧化分解凈生成的ATP數目。 2. 論述脂蛋白和載脂蛋白的生理功能。
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| 下 次 課 預 習 要 點 | 第 六章 生物氧化 1. 生物氧化的概念，生物氧化與一般物質氧化過程的異同點。 2. 呼吸鏈的概念及其組成。構成呼吸鏈的復合體的結構與功能。 3. 呼吸鏈的種類。呼吸鏈遞氫體和遞電子體的排列順序。
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| 實 施 情 況 及 分 析 | | |||||||||||
