第十章脂质代谢

1、第十章脂质代谢l 单纯脂质：甘油三酯，蜡。 l 复合脂质：磷脂，糖脂等。 l 衍生脂质：固醇类等。 脂代谢与人类的某些疾病有关如：冠心病、脂肪肝、胆病、肥胖病等有密切关系，对动物的催肥也有重要的意义。 工业和环保应用。脂质代谢讲授的主要内容:第一节脂质的分解代谢一. 甘油三脂的分解代谢 . 体内甘油三脂的分解：甘油三酯 + 水 脂肪酶 甘油 + 脂肪酸 . 甘油的代谢甘油三脂、磷脂、重要脂肪酸的分解和合成。 脂肪组织缺乏甘油激酶; 甘油 血液肝脏中分解甘油 + ATP 甘油激酶 甘油-3-P + ADP 甘油-3-P + NAD+ 磷酸甘油 脱氢酶 磷酸二羟丙酮 +NADH磷酸二羟丙酮 3-磷

2、酸甘油醛 酵解l . 脂肪酸的氧化l 脂肪酸的氧化发生在原核生物的细胞溶胶和真核生物的线粒体基质l 1、脂肪酸活化l RCOO + ATP + HS-COA 脂酰CoA合成酶 RCOSCoA + AMP +PPi 无机焦磷酸酶(G<<0 ) 2Pil 脂酰¨CCoA 合成酶(脂肪酸硫激酶）:依据催化脂肪酸链的长度不同,至少有三种,存在内质网膜或线粒体外膜。 脂肪酸转入线粒体。 线粒体外膜上有脂酰- CoA 分子的通道。 短或中长链的脂酰-CoA 分子(10碳原子)容易渗透通过线粒体内膜。 饱和脂肪酸的-氧化l (1)脂酰CoA的 、脱氢l 脂酰CoA + FAD 脂酰&#

3、161;ªCoA 脱氢酶 反式-2-烯脂酰CoA +FADH2 ; l 脂酰-CoA脱氢酶,至少有三种,根据脂酰-CoA碳链长度不同，C4C8，C8C12，C8C16有各自特殊的酶，该酶缺乏,能引起脂肪酸代谢异常。l (2)反式烯酰-CoA水化l 反式-2-烯酰CoA + H2O 烯酰CoA水合酶 L-3-羟脂酰-CoA; l 反式双键进行催化反应，形成L型。 l （3）脱氢l L-3-羟脂酰-CoA +NAD+ L -3-羟脂酰-CoA脱氢酶 3-酮脂酰-CoA+NADH; L -3-羟脂酰-CoA脱氢酶只对L型起作用 l （4）硫解l L-3-酮脂酰CoA +CoASH 硫解酶

4、乙酰CoA + 脂酰-CoA l （比原来少2C）小结：-氧化要点 a.脂肪酸只需一次活化,消耗 ATP的两个高能磷酸键，在线粒体外。 b.进入线粒体基质需肉碱携带（<10C，渗透）c.所有的酶都是线粒体酶。d.脱氢（氧化）、水化、脱氢、硫解四步。l 例软脂酸氧化能量释放l 软脂酸活化: 消耗两分子高能磷酸键l 氧化: 产生8个乙酰-CoA 7分子FADH2 ,7分子NADH 12 ×8 + 7 ×2 +7 ×3 ¨C2=129 ATP问题：硬脂酸氧化产生多少ATP？ l 不饱和脂肪酸的氧化l (1)单不饱和脂肪酸: 氧化步骤外,需要烯酰-CoA异

5、构酶催化的双键异构(顺式-反式）l (2)多不饱和脂肪酸: 氧化步骤外,需要烯酰-CoA异构酶催化的双键异构及烯酰-CoA还原酶或羟脂酰-CoA差向酶存在争议。 l 奇数碳原子脂肪酸的氧化l 反刍动物如牛、羊中存在，少见 。l 丙酰 -CoA 琥珀酰-CoA TCA循环 l 5. 脂肪酸的.氧化l 氧化占比例大 ，氧化必不可少 。l 人类若缺乏氧化，造成体内植烷酸积聚，导致外周神经炎类型的运动失调及视网膜炎症。l 鼠肝微粒体中氧化，中、长链脂肪酸末端 CH3氧化l 两端羧基都能与 CoA 结合，并进行氧化，加速了脂肪酸降解速度。l 酮体l 肝脏线粒体中乙酰-CoA 的去路: l 进入柠檬酸循环

6、;l 用来合成胆固醇;l 出线粒体进入细胞质,重新合成脂肪酸;l 转化为乙酰乙酸,D-羟丁酸和丙酮，肝脏中酮体的形成;肝脏中合成,肝外组织进行氧化; l 酮体：乙酰-CoA 可生成乙酰乙酸、 ,D-羟丁酸、丙酮三种物质统称为酮体。l 酮体多了，酸中毒，过高导致昏迷，甚至死亡。 二. 磷酸甘油脂的分解代谢l 降解磷酯的酶称为磷酯酶，磷酯酶根据裂解酯键位置不同名称各异。l 磷酯水解后，脂肪酸进入氧化，甘油、磷酸进入糖代谢。l 不同生物中，磷脂分解的途径不同。l 如卵磷脂代谢：第二节脂质的合成  l 一. 脂肪酸的来源:l 食物来源，脂类分解生成脂肪酸，脂肪酸合成。 l 二. 脂肪酸的合成

7、l 脂肪酸的合成不是降解的逆过程，合成与分解的部位不同。 l . 软脂酸的生物合成l 脂肪酸合成主要场所:细胞溶胶,肝脏组织,脂肪组织和乳腺组织为主;植物种子和果实等器官。 l 合成的原料: 脂肪酸氧化,丙酮酸氧化脱羧等生成的乙酰CoA(线粒体),乙酰CoA不能透过线粒体内膜进入细胞溶胶,三羧酸转运体系。 丙二酸单酰CoA的形成l 原核生物:三种蛋白复合体。l （1）生物素羧基载体蛋白(BCCP),生物素的载体,生物素与该蛋白的赖氨酸残基的-氨基共价相连,形成生物胞素。 l （2）生物素羧化酶,催化形成羧基生物素。l （3）转羧酶,催化将羧化生物素的活性羧基转移给乙酰-CoA。 l 真核生物哺

8、乳类和鱼类:二聚体,生物素羧化酶,转羧酶和生物素羧基载体在同一条多肽链上. 3. 脂肪酸合酶与合成过程l 催化脂肪酸的合成,至少具有六种酶活性和一个酰基载体蛋白;因有机体的种类不同存在不同的结构和装配差异. l （1）酰基载体蛋白(ACP):辅基为磷酸泛酰巯基乙胺,末端巯基与反应中间物酯化,将中间物从一个反应中心转移到另一个反应中心。 l （4）-酮脂酰ACP合成酶 l 催化乙酰基(脂酰基)与丙二酸酰基缩合. l （5）-酮脂酰ACP还原酶l -酮基还原成 -羟基.NADPH为还原剂。l 乙酰乙酰ACP -羟丁酰ACP l （6）-羟脂酰ACP脱水酶l 催化-脂酰ACP脱水,产生双键，脱水产物

9、 反式 l -羟丁酰ACP ，丁烯酰ACPl （7）烯脂酰ACP还原酶l 催化双键还原，二次还原。l ，丁烯酰ACP 丁酰ACPl 反复进行到16碳（软脂酸）脂肪酸合酶l 植物和大肠杆菌l 七种多肽链.其中六种酶和一种载体蛋白ACP,构成多酶复合体。l 酵母菌l ACP和六种酶活性结构组成,位于两个多功能的多肽链上.ACP与-酮脂酰合成酶,-酮脂酰还原酶位于一条多肽链上;其余四种酶位于另一条多肽链上. l 动物:脂肪酸合酶由两个相同的亚基组成,每个亚基包括ACP及七种酶(软脂酰-ACP硫脂酶，它催化最后生成的软酯酰-ACP水解，转化为软脂酸和ACP)。l 多肽链折叠成独特的形式，形成不同的酶活

10、性和ACP功能区17。 l 软脂酰合成中能量消耗:l ATP=7,NADPH=14l 思考题：l 比较真核生物软脂 酸合成与降解的不同。. 脂肪酸碳链的延长l 脂肪酸的合成只能到16C软脂酸,继续延长碳链由两个酶系经两条途径在不同细胞部位完成。 l 线粒体脂肪酸延长酶系: 脂肪酸降解的逆反应,前三个酶与氧化相同，第四个酶烯酰 CoA 还原酶代替脂酰CoA脱氢酶，使用了还原剂NADPH，降解用FAD为氧化剂。l 内质网脂肪酸延长酶系：与脂肪酸合成酶相似，软脂酰-CoA以丙二酸单酰-CoA为二碳单位的供体,可合成硬脂酸。 l 软脂酰-CoA+丙二酸单酰-CoA 硬脂酰-CoA. 碳链的去饱和l 脂

11、肪酰-CoA去饱和酶,哺乳动物体内缺少在C9位以上引进双键的酶。l 软脂酸棕榈酸;l 硬脂酸油酸 . 脂肪酸降解和合成的调节l 自身调控(别构调控,竞争);l 激素调控(共价修饰);l 基因表达调控(酶量) l （1）丙二酰-CoA:l 别构调节肉碱酰基转移酶I,浓度高抑制酶活性,抑制脂肪酸的分解代谢;促进脂肪酸的合成代谢。 l （2）激素:胰高血糖素和肾上腺素,磷酸化激活三酯酰甘油脂肪酶活性,促进分解,游离脂肪酸浓度升高;胰岛素引起去磷酸化,降低游离脂肪酸的浓度。 l （3）心脏脂肪酸氧化的调节:乙酰CoA抑制硫解酶的活性;NADH影响3-羟脂酰-CoA脱氢酶活性,降低氧化。l 在心脏中的 -氧化的调节发生于氧化循环后程的酶，与一般代谢途径的调节发生于起始行程有所不同。 2、脂肪酸合成的调节:l 柠檬酸,乙酰CoA;软脂酰-CoA;胰岛素;胰高血糖素,肾上腺素l 酶量调控 三. 甘油三脂的合成l 合成前体:脂酰CoA和3-P-甘油及磷酸二羟丙酮。l 动物肝脏,脂肪组织，植物造油体。l 甘油三脂的合成过程l 甘油 甘油激酶 甘油-3-P 还原 磷酸二羟丙酮l 甘油-3-P + 脂酰-CoA 单脂酰甘油磷酸脂酰-COA 二脂酰甘油磷酸 二酰基甘油 脂酰-COA三酰基甘油 四