脂代谢y幻灯片

1、1,第七章 脂类代谢 周口师范学院生命科学系 (2007. 09,2,第一节 生物体内的脂类 第二节 脂肪的分解代谢 第三节 脂肪的生物合成 第四节 磷脂和糖脂的代谢 第五节 胆固醇代谢 第六节 脂代谢调节,主要内容,3,脂类,单纯脂类,复合脂类,非皂化脂类,酰基甘油酯,蜡,磷脂,糖脂、硫脂,萜 类,甾醇类,含有脂肪酸,不含脂肪酸,第一节 生物体内的脂类,4,酰基甘油酯,5,几种糖脂和硫酯,2,3-双酰基-1-D-葡萄糖-D-甘油,6-亚硫酸-6-脱氧-葡萄糖甘油二酯(硫酯,2,3-双酰基-1-(-D-半乳糖基-1，6- -D-半乳糖基）-D-甘油,6,第二节 脂肪的分解代谢,一、脂肪的水解

2、二、甘油的转化 三、脂肪酸的分解代谢 四、酮体的代谢 五、乙醛酸循环,7,脂类的消化,小肠上段是主要的消化场所,脂类(TG、Ch、PL等,微团,胆汁酸盐乳化,胰脂肪酶、辅脂酶等水解,甘油一脂、溶血磷脂、 长链脂肪酸、胆固醇等,混合微团,乳化,脂类的消化吸收,返回,8,在十二指肠下段及空肠上段吸收,混合 微团,扩散,小肠粘膜 细胞内,重新酯化,载脂蛋白结合,乳糜微粒,门静脉,肝脏,脂类的吸收,返回,9,一 脂肪的酶促水解,10,脂肪动员的激素调节作用,ATP,CAMP,5-AMP,TG脂肪酶,ATP,ADP,甘油三酯,胰高血糖素 生长素 肾上腺素,脂解激素,胰岛素,抗脂解激素,腺苷酸环化酶,无活

3、性,蛋白激酶,有活性,蛋白激酶,无活性,有活性,11,二 甘 油 的 转 化,实线为甘油的分解，虚线为甘油的合成,甘油激酶,磷酸甘油脱氢酶,异构酶,磷酸酶,12,三 脂 肪 酸 的 分 解 代 谢,氧化作用,氧化作用,氧化作用,2、不饱和脂肪酸的氧化 3、奇数碳链脂肪酸的氧化,1.饱和脂肪酸的氧化分解途径,13,1.饱和脂肪酸的-氧化作用,2） -氧化过程,1） -氧化概念和实验证据,脂肪酸的活化与转运 -氧化的生化过程 -氧化的过程中能量的释放及转换效率,14,氧化作用的概念及试验证据,概 念,试验证据 1904年F.Knoop根据用苯环标记脂肪酸饲喂狗的实验结果，推导出了-氧化学说,脂肪酸

4、在体内氧化时在羧基端的-碳原子上进行 氧化，碳链逐次断裂，每次断下一个二碳单位，即乙酰CoA，该过程称作-氧化,15,脂肪酸的活化和转运,a、脂肪酸的活化,O R-C-OH,CoASH,脂酰CoA合成酶,b 酯酰CoA进入线粒体基质示意图,肉毒碱,CoASH,O R-C-OH,线粒体内膜,内侧,外侧,载体,氧化的生化历程,a、脱 氢,b、水化,c、 再脱氢,R-CH=CH-C-SCoA,R-CH2 - CH2C-SCoA,OH O R-CH-CH2CSCoA,O O R-C-CH2CSCoA,d、硫解,氧化的主要生化反应,酯酰CoA脱氢酶,2-烯酰CoA水化酶,羟脂酰CoA脱氢酶,硫解酶,H2

5、O,CoASH,氧化的生化历程,乙酰CoA,RCH2CH2CO-SCoA,脂酰CoA 脱氢酶,脂酰CoA,烯脂酰CoA 水化酶,羟脂酰CoA 脱氢酶,酮酯酰CoA 硫解酶,RCHOHCH2COScoA,RCOCH2CO-SCoA,RCH=CH-CO-SCoA,CH3COSCoA,R-COScoA,乙酰CoA,氧化过程中能量的释放及转换效率,净生成：108 2 = 106 ATP,例：软脂酸,7次-氧化,8 乙酰CoA,CH3(CH2)14COOH,7 NADH,7 FADH2,10 ATP,2.5 ATP,1.5 ATP,108 ATP,脂肪酸的-氧化作用,脂肪酸氧化作用发生在-碳原子上，分解

6、出CO2，生成比原来少一个碳原子的脂肪酸，这种氧化作用称为-氧化作用,RCH2COOH,RCH(OH)COOH,RCOCOOH,RCOOH,CO2,O2,NAD,NADH +H,NAD,NADH +H,羟化,脂肪酸的氧化作用,脂肪酸的-氧化指脂肪酸的末端甲基（-端）经氧化转变成羟基，继而再氧化成羧基，从而形成，-二羧酸的过程,23,2.油酰基的氧化作用,油酰基CoA（ 9 18：1,CH3(CH2)7CH=CH-CH2(CH2)6CO-CoA,6CH3-CO-CoA,氧化,三次循环,烯酯酰CoA异构酶,烯酯酰CoA水化酶,再开始-氧化,ATP、CoASH,3 丙酸的代谢,甲基丙二酸单酰CoA,

7、琥珀酰CoA,硫激酶,羧化酶,变位酶,ATP、CO2 生物素,CoB12,4. 酮体的代谢,酮体的生成,酮体的分解,生成酮体的意义,脂肪酸-氧化产物乙酰CoA,在肌肉中进入三羧酸循环氧化供能，然而在肝细胞中还有另一条去路.乙酰CoA可在肝细胞形成乙酰乙酸、-羟丁酸、丙酮，这三种物质统称为酮体,酮体的生成,羟甲基戊二酸单酰CoA（HMGCoA,硫解酶,2CH3COSCoA,CH3COCH2COSCoA,乙酰乙酰CoA,HMGCoA合成酶,CH3COSCoA,CoASH,CoASH,酮体的分解,乙酰乙酰CoA,硫解酶,转移酶,琥珀酰CoA,CoASH,氧化,乙酰乙酸,脱氢酶,NADH+H,NAD,

8、乙酰CoA,2,羟丁酸,琥珀酸,28,脂肪动员的影响,饥饿或糖尿病时,胰岛素 / 胰高血糖素,肝内乙酰CoA,酮体生成,饱食及糖供应充足时，则相反,脂肪动员,肝内脂肪酸-氧化,入肝脂肪酸,酮体生成的调节,29,饱食及糖供应充足,胰岛素 / 胰高血糖素,乙酰CoA、柠檬酸,乙酰CoA羧化酶,乙酰CoA生成丙二酸单酰CoA,长链脂酰CoA入 线粒体-氧化,酮体生成,饥饿或糖尿病时，则相反,糖有氧氧化,变构激活,CAT-1,肉碱脂酰转移酶活性,30,柠檬酸合酶 的调节,饥饿或糖尿病时,胰岛素 / 胰高血糖素,肝内乙酰CoA,酮体生成,饱食及糖供应充足时，则相反,脂肪动员,肝柠檬酸合酶,肝长链脂肪酸C

9、oA,31,饱食及糖供应充足时，则相反,草酰乙酸的影响,丙酮酸,丙酮酸羧化酶,糖代谢,草酰乙酸,脂肪酸-氧化,NADH/NAD+比 值,苹果酸脱氢,草酰乙酸,苹果酸移出线粒体成为糖异生的原料,脂肪酸氧化产生的乙酰CoA不易进入TAC,酮体,32,酮体生成的生理意义,a. 酮体具水溶性，能透过血脑屏障及毛细血管壁，是输出脂肪能源的一种形式,b. 长期饥饿时，酮体供给脑组织50-70%的能量,c. 禁食、应激及糖尿病时，心、肾、骨骼肌摄取酮体代替葡萄糖供能，节省葡萄糖以供脑和红细胞所需，并可防止肌肉蛋白的过多消耗,返回,33,酮症及其产生原因,长期饥饿和糖尿病时，脂肪动员加强，酮体生成增多。当肝内

10、产生酮体超过肝外组织氧化酮体的能力时，血中酮体蓄积，称为酮血症。尿中有酮体排出，称酮尿症。二者统称为酮体症(酮症).酮症可导致代谢性酸中毒，称酮症酸中毒，严重酮症可导致人死亡,34,有不少的细菌、藻类和处于一定生长阶段的高等植物（如正在萌发的油料种子），脂肪酸降解的主要产物乙酰CoA还可以通过另外一条途径 乙醛酸循环（glyoxylate cycle），将2分子乙酰CoA合成1分子四碳化合物-琥珀酸,5.乙醛酸循环,CoASH,柠檬酸合酶,顺乌头酸酶,乙醛酸循环反应历程,NAD,NADH,苹果酸脱氢酶,草酰乙酸,CoASH,O CH3-CSCoA,异柠檬酸裂解酶,苹果酸合酶,O O H-C-C

11、 OH,乙醛酸,NAD,草酰乙酸,CoASH,乙醛酸循环和三羧酸循环反应历程的 比较,柠檬酸,异柠檬酸,顺乌头酸,酮戊二酸,琥珀酸,琥珀酰CoA,草酰乙酸,苹果酸,延胡索酸,37,乙醛酸循环与三羧酸循环相比，可以看成是三羧酸循环的一个支路，它在异柠檬酸处分支，绕过了三羧酸循环的两步脱羧反应，因而不发生氧化降解。 参与乙醛酸循环的酶除了异柠檬酸裂解酶和苹果酸合酶外，其余的酶都与三羧酸循环的酶相同。 异柠檬酸裂解酶和苹果酸合酶是乙醛酸循环的关键酶,第三节 脂肪的生物合成,一、脂肪酸的生物合成,二、磷酸甘油的生物合成,三、三酰甘油的生物合成,一 脂肪酸的生物合成,1、十六碳饱和脂肪酸（软脂酸）的从头

12、合成,2、线粒体和内质网中脂肪酸碳链的延长,3、不饱和脂肪酸的合成,软脂酸的从头合成,脂肪酸合成酶复合体系和脂酰基载体蛋白 (acyl carrier protein，ACP) 乙酰CoA运转：柠檬酸循环 乙酰CoA活化： 丙二酸单酰ACP的形成 脂肪酸生物合成的反应历程,脂肪酸合成酶系结构模式,中央巯基 -SH,外围巯基SH,ACP,乙酰CoA:ACP转移酶 丙二酸单酰CoA:ACP转移酶 -酮脂酰-ACP合酶 -酮脂酰-ACP还原酶 -羟脂酰-ACP脱水酶 烯脂酰-ACP还原酶,脂酰基载体蛋白(ACP)的辅基结构,辅基：4-磷酸泛酰巯基乙胺,丙二酸单酰ACP的形成,ATP,HCO3,ADP

13、+Pi,乙酰CoA 羧化酶生物素,脂肪酸从头合成的生化历程,O CH3CSACP,CH3-CH=CH-C-SACP,CH3-CH2 - CH2 - C-SACP,O H O CH3-C-CH2 - CSACP,CO2,H,软脂酸合成的反应流程,进位,链的延伸,水解,脂肪酸生物合成的反应历程,乙酰CoA从线粒体内至胞液的运转,羧基载体蛋白上生物素转移羧基的模式图,2 线粒体和内质网中脂肪酸碳链的延长,1）线粒体脂肪酸延长酶系: 延长短链脂肪酸，其过程是-氧化逆过程,2）内质网脂肪酸延长酶系：延长饱和或不饱和长链脂肪酸，其中间过程与脂肪酸合成酶体系相似,3 不饱和脂肪酸的合成,1)需氧途径,2）厌

14、氧途径,是厌氧生物合成单不饱和脂肪酸的方式,发生在脂肪酸从头合成的过程中,当生成、 -羟葵酰-ACP时，由专一的脱水酶催化脱水，生成、 -稀葵酰-ACP，在继续参入二碳单位，就可产生不同长度的单不饱和脂肪酸,动：细胞色素b5zh植：铁硫蛋白,C16:0(软脂酸,2H,去饱和,C18:0(硬脂酸,9-C18:1(油酸,11-C20:1,6，9-C18:2,8，11-C20:2,5，8，11-C20:3,13-C22:1,15-C24:1,9-C18:1(棕榈油酸,3)多烯脂酸的形成,C2 延长,2H,去饱和,C2 延长,C2 延长,C2 延长,2H 去饱和,C2 延长,C2 延长,2H 去饱和,

15、11-C18:1,顺-十八碳烯-11-酸,二十碳三烯酸,二十四碳烯酸,二. 甘 油 的 合成,实线为甘油的分解，虚线为甘油的合成,甘油激酶,磷酸甘油脱氢酶,异构酶,磷酸酶,三.三酰甘油的生物合成,磷酸甘油酯酰转移酶,磷酸甘油酯酰转移酶,二酰甘油酯酰转移酶,磷酸酶,动植物中不饱和脂肪酸合成的比较,55,脂肪酸的从头合成与氧化比较,返回,第四节 磷脂和糖脂的降解与合成,一、磷脂的结构及降解 二、磷脂的生物合成 三、糖脂的合成与分解,磷脂酰胆碱,磷脂酸,磷脂酰乙醇胺,磷脂酰肌醇,磷脂酰丝氨酸,磷脂酰甘油,58,磷脂酶的作用部位,59,甘油磷脂的降解,存在于细胞溶酶体、蛇、蜂、蝎毒。产物为溶血磷脂2,

16、存在于细胞膜及线粒体膜、蛇、蜂、蝎毒。产物为溶血磷脂1。急性胰腺炎时，组织中的溶血磷脂A2原被激活,存在于细胞膜、蛇毒及某些细菌,主要存在于高等植物，动物脑组织亦有,磷脂酶 A1,磷脂酶 A2,磷脂酶 C,磷脂酶 D,磷脂酶 B1,磷脂酶 B2,水解溶血磷脂1,水解溶血磷脂2,60,HOCH2CH2NH2,HOCH2CH2N+(CH3)3,CDPOCH2CH2NH2,CDPOCH2CH2N+(CH3)3,CDP-乙醇胺,CDP-胆碱,合成过程,61,甘油二酯途径,磷脂酸,1，2-甘油二酯,CDP-胆碱,磷脂酰胆碱,磷脂酰乙醇胺,磷脂酰 丝氨酸,磷酸乙醇胺转移酶,磷脂酰 ：乙醇胺丝氨酸转移酶,C

17、DP-乙醇胺,1、糖脂的合成,2、糖脂的分解,糖脂的代谢,63,胆固醇的分布,广泛存在于全身各组织，2gCh/1000g 体重。脑、肝、肾、肠等内脏含量较高,胆固醇的生理功能,是生物膜和神经髓鞘的重要组分，对调节膜的流动性、维持膜的结构与功能具重要作用,是合成类固醇激素、胆汁酸及维生素D3的前体,返回,第五节 胆固醇代谢,概述,64,食物胆固醇的吸收,来源,动物脑、内脏（肝）、蛋黄、肉类、鱼类等,影响胆固醇吸收的因素,A 食物胆固醇,B 胆汁酸盐,C 食物脂肪及脂肪酸,D 植物固醇,E 纤维素、果胶,F 某些药物,此外，肠道细菌能转化Ch为类固醇排出，长 期服用广谱抗生素，会增加Ch吸收,返回

18、,65,胆固醇的生物合成,合成部位,全身各组织（特别是肝）的胞液及内质网,合成原料,乙酰CoA（来自柠檬酸-丙酮酸循环）、NADPH+H+、ATP,合成的基本过程,包括近30步反应，分3个主要阶段,返回,66,1）甲羟戊酸的生成,2 CH3COSCoA,CH3COCH2COSCoA,HMG-CoA,甲羟戊酸(MVA,关键酶,67,2）鲨烯的生成,甲羟戊酸(MVA) (6C,异戊烯焦磷酸(IPP) (5C,鲨烯 (30C,68,3） 胆固醇的生成,羊毛固醇 (30C,鲨烯 (30C,胆固醇 (27C,69,4) 胆固醇合成的调节,食物种类的影响,高糖、高饱和脂肪膳食时，能诱导 肝HMG-CoA还原酶合成,糖及脂肪代谢产生的 乙酰CoA、ATP