第九脂肪代谢ppt课件

1、第九章第九章 脂代谢脂代谢w脂质是脂肪和类脂的总称。脂质是脂肪和类脂的总称。w脂肪又称为储存脂质，是高等动植物储脂肪又称为储存脂质，是高等动植物储存于组织细胞内的重要能源；存于组织细胞内的重要能源；w人体所需能量的人体所需能量的40%左右来自左右来自Fw类脂是构成机体组织的结构成分。类脂是构成机体组织的结构成分。氧化放能的比较氧化放能的比较 一、脂类水解一、脂类水解动植物、微生物主要是真菌体内都有动植物、微生物主要是真菌体内都有不同种类的脂类水解酶如动物小肠中不同种类的脂类水解酶如动物小肠中来自胰腺的胰脂酶）。来自胰腺的胰脂酶）。 w脂类水解的主要酶类：脂类水解的主要酶类：主要水解脂肪酸与一元

2、醇构成的酯。主要水解脂肪酸与一元醇构成的酯。 脂肪酶脂肪酶磷脂酶磷脂酶酯酶酯酶 脂酶脂酶(esterase)(lipase)各类脂酶的水解情况各类脂酶的水解情况w酯酶：主要水解脂肪酸与一元醇构成的酯酶：主要水解脂肪酸与一元醇构成的酯。酯。wR1COOR2 + H2OR1COOH + R2OH 脂肪酶有两类）脂肪酶有两类）-脂酶：脂酶： 水解三酰甘油两端的酯键，形成二酰甘油、水解三酰甘油两端的酯键，形成二酰甘油、-单酰甘油；单酰甘油；-脂酶：脂酶：水解水解-单酰甘油的单酰甘油的-酯键形成脂酸和甘油。酯键形成脂酸和甘油。 OCR2OCH2OCOOHCCH2OCOOH三酰甘油三酰甘油OCR2OCH2

3、OCCH2OHH单酰甘油单酰甘油OCR2OCCH2CH2OCOOHOH二酰甘油二酰甘油OCR2OCH2OCOOHCCH2OCOOH三酰甘油三酰甘油-脂酶脂酶-脂酶脂酶CHCH2OHHOCH2OH+RCOOH-脂酶脂酶CH2OCHOCH2OCCPOOHOOOOR1OR1X磷脂酶磷脂酶A1磷脂酶磷脂酶A2磷脂酶磷脂酶C磷脂酶磷脂酶D磷脂酶磷脂酶 二、脂肪吸收和转运二、脂肪吸收和转运 （人和动物在小（人和动物在小肠粘膜细胞）肠粘膜细胞）w脂肪吸收的三种形态：脂肪吸收的三种形态：w完全水解完全水解甘油和脂肪酸甘油和脂肪酸w不完全水解不完全水解单酰甘油、二酰甘油、单酰甘油、二酰甘油、甘油和脂肪酸甘油和脂

4、肪酸w完全不水解完全不水解经胆汁乳化为脂肪微粒经胆汁乳化为脂肪微粒脂肪酸脂肪酸甘油甘油脂肪酸脂肪酸甘油甘油甘油三脂甘油三脂重新合成磷脂、胆固醇载体蛋白乳糜微粒乳糜微粒淋淋巴巴系系统统高密度脂蛋白高密度脂蛋白(HDL)低密度脂蛋白低密度脂蛋白(LDL)极低密度脂蛋白极低密度脂蛋白(VLDL)乳糜微粒乳糜微粒(CM)组织和组织和器官器官血血液液系系统统肝肝水解、氧化水解、氧化 储存肝脂）储存肝脂）血血长链脂酸长链脂酸 的吸收和转运的吸收和转运小肠粘膜细胞小肠粘膜细胞（膜外）（膜外）（膜内）（膜内）加工加工亲水性亲水性三、油脂中间代谢概况三、油脂中间代谢概况 由食物中消化由食物中消化吸收的脂类吸收的

5、脂类糖类糖类氨基酸氨基酸血脂血脂分泌肠道、皮肤）分泌肠道、皮肤）储存脂储存脂（以中性（以中性脂肪为主）脂肪为主）肝脂肝脂脱饱和、脱饱和、碳链加长或缩短碳链加长或缩短组织脂组织脂（非肝组织（非肝组织主要为磷脂）主要为磷脂）磷脂磷脂氧化氧化生能生能甲状腺素甲状腺素性激素性激素氧化生能氧化生能活化活化脱氢脱氢糖代谢彻底氧化糖代谢彻底氧化 包括甘油和脂肪酸的代谢包括甘油和脂肪酸的代谢一、脂肪的分解代谢先酶解为甘油和脂酸）一、脂肪的分解代谢先酶解为甘油和脂酸）1、甘油的分解、甘油的分解CH2OHCHOHCH2OHATP ADP甘油激酶甘油激酶CH2OHCHOHCH2OPO32-NADHNAD+HCH2O

6、HC OCH2OPO32-乙酰COA w为什么叫为什么叫氧化？氧化？w氧化发生在氧化发生在 脂肪酸的脂肪酸的碳原子碳原子w氧化氧化被氧化形成羰基，该处的共价键断开，被氧化形成羰基，该处的共价键断开，分解出一个乙酰分解出一个乙酰CoA。w部位部位原核生物细胞质、各种真核生物线原核生物细胞质、各种真核生物线粒体基质内粒体基质内R CH2CH2CH2CH2COOHATPH2O + 2HSCoAAMP+PPiFADH2 +NADH + H+ SCoAROCCH2CH2SCoAOCCH3脂酰COA 水化水化脱氢脱氢脱氢脱氢线粒体膜线粒体膜转运转运细胞质细胞质线粒体基质线粒体基质产物产物R CH2CH2C

7、H2CH2COOHHSCoA+ATP脂酰合成酶脂酰合成酶Mg2+H2OSCoAR CH2CH2CH2CH2CO脂酰脂酰-CoA 高能化合物高能化合物AMP + PPi消耗消耗2高能键高能键C4C10脂肪酸直接穿越，线粒体内活化脂肪酸直接穿越，线粒体内活化 C12的脂肪酸在细胞质中活化，转运入线粒体的脂肪酸在细胞质中活化，转运入线粒体基质中基质中为什么需要转运过程？为什么需要转运过程？脂酰脂酰-CoA不能自由通过线粒体膜。不能自由通过线粒体膜。COOCH3CH3CH3NCHOHCH2CH2脂酰脂酰CoACoA溶解差，溶解差，难以逾越难以逾越非极性非极性极性极性SCoAOCR肉毒碱转酰基酶肉毒碱转

8、酰基酶COOOCCH3RCH3CH3NCHOCH2CH2肉碱肉碱脂酰肉碱脂酰肉碱肉毒碱转酰基酶肉毒碱转酰基酶HSCoA脂酰肉碱脂酰肉碱肉碱肉碱肉毒碱转酰基酶肉毒碱转酰基酶HSCoA 氧化SCoAR CH2CH2CH2COFAD FADH2SCoAR CH2CHCHCOb.水化或水合）水化或水合）SCoAR CH2CHCHCOHOH SCoAR CH2CHCH2OHCO -羟脂酰羟脂酰CoAc.脱氢脱氢SCoARCH2CHCH2OHCOSCoARCH2COCH2HOC -酮脂酰酮脂酰CoA NADH+ NADH + H+-烯脂酰烯脂酰CoA D.硫解硫解SCoAR CH2COCHHOCH SCo

9、ASCoACOCH3SCoACOCH2R+乙酰乙酰CoA 少二碳原子的脂酰少二碳原子的脂酰CoA 重复氧化SCoACOCH3脂酰基团CH3COC O O HN A D+N AD H + H+Co AS HC O2C H3C OS Co AO CCO O HCH2C O O HC H2C O OHC ( OH)CO OHC H2CO OHC H2C O OHC H CO OHC H (O H ) CO O HNA D(P )N AD (P )H + HCH2C OO HCHC OO HCO C OO HC H2C O OHC H2C OC OO HN A D H+HN A DN AD H + H

10、+CO S C oACH2CH2CO OHGD P+P iG TPC o A S HH2 OCH2C OOHCH2C OOHFAD H2FA DCHCO OHCHCO OHHO CCO OHCH2C O OHH+N A D+CO2+C o ASHH 2 OC o A SHCO2丙酮酸乙酰乙酰 CoA CoA(2)(1)(7)(8)(9)(10)(5)(6)(3)(4)草酰琥珀酸-酮戊二酸琥珀酰 CoA琥珀酸延胡索酸L-苹果酸草酰乙酸H O2异柠檬酸异柠檬酸柠檬酸柠檬酸琥珀酸琥珀酸苹果酸苹果酸草酰乙酸草酰乙酸乙乙醛醛酸酸CoASHw （1脂肪酸仅需一次活化，其代价是消耗脂肪酸仅需一次活化，其代价

11、是消耗一个一个ATP分子两个高能键且活化场所在细胞分子两个高能键且活化场所在细胞质中质中w （2除脂酰除脂酰CoA合成酶，其余所有酶都属合成酶，其余所有酶都属于线粒体酶于线粒体酶w (3)脂酰脂酰COA需要肉毒碱转运到线粒体中需要肉毒碱转运到线粒体中w （4-氧化作用包括氧化脱氢）、水氧化作用包括氧化脱氢）、水化、再氧化脱氢）、硫解重复步骤。化、再氧化脱氢）、硫解重复步骤。脂肪酸脂肪酸-氧化作用氧化作用C16H32O2？次？次氧化彻底转化氧化彻底转化8乙酰乙酰CoA +7FADH2 +7NADH +7H+C16H32O216CO2 +16H2O+106ATP净产净产ATP： 108-2=106

12、获能效率获能效率 （1067.3）/2340=33%7彻底氧化时产彻底氧化时产ATP： 8乙酰乙酰CoA 8 10=80 7FADH2 7 1.5=10.5 7NADH 7 2.5=17.5G=-2340Kcal/mol（活化脂肪酸消耗）（活化脂肪酸消耗）乙酰乙酰COA 3NADH+FADH2+GTP产生产生ATP:32.51.51=10ATPTCASCoACO26811131541710 9 3HSCoA 3CH3COSCoA 顺顺- 3 -烯脂酰烯脂酰CoA反反- 2-烯脂酰烯脂酰CoA 氧化氧化 CHOSCoACHO顺顺- 3SCoARCH2COOHO2RCHCOOHOHO2RCOOH+

13、 CO2CH3CH2CH2CH2COOHO2CH2CH2CH2COOHHOOC+ 氧化特殊微生物具有的途径特殊微生物具有的途径加单氧酶加单氧酶加单氧酶加单氧酶1 1乙酰乙酸乙酰乙酸部分部分CH3COSCoA + CH3COSCoACH3COCH2COSCoAHSCoA乙酰乙酰乙酰乙酰CoA直接或间接直接或间接CH3COCH2 COOHHSCoA脱羧脱羧CO2CH3COCH3加氢加氢NAD+NADH+ + H+CH3CHCH2 COOHOH2 2丙酮丙酮 3-羟丁酸羟丁酸酮体酮体是脂在肝氧化的正常产物是脂在肝氧化的正常产物 留意：留意： 肝并不能降解利用酮体产肝并不能降解利用酮体产能缺酶），由血

14、液传递给其它组能缺酶），由血液传递给其它组织利用。但积累过多会形成酮尿或织利用。但积累过多会形成酮尿或酮血，又由于乙酰乙酸、酮血，又由于乙酰乙酸、-羟丁酸为羟丁酸为酸性，酮血病人有酸中毒的危险。酸性，酮血病人有酸中毒的危险。 分解：脱氢分解：脱氢 水化水化 脱氢脱氢 硫酯解硫酯解合成：缩合合成：缩合 加氢加氢 脱水脱水 加氢加氢部位部位细胞质细胞质途径和位置均大不相同途径和位置均大不相同脂肪酸的合成原料是什么？脂肪酸的合成原料是什么？同位素同位素 示踪实验示踪实验CD313COOH 喂鼠实验喂鼠实验 肝脏脂酸肝脏脂酸分子分子 分析分析CD313CH2 CD213CH2 CD213COOH 结果

15、结果乙酸可合成脂酸乙酸可合成脂酸 乙酰乙酰CoA是合成的前体是合成的前体 A.转运转运脂酰脂酰CoA溶解差，溶解差，难以逾越难以逾越乙酰乙酰CoACoA乙酰乙酰CoACoA线粒体基质柠檬酸柠檬酸柠檬酸柠檬酸丙酮酸丙酮酸丙酮酸丙酮酸腔+外膜+细胞质提问：为什么糖吃多了会发胖呢？提问：为什么糖吃多了会发胖呢？糖代谢产物糖代谢产物？B.羧化丙二酸单酰羧化丙二酸单酰CoA）C.与载体蛋白结合与载体蛋白结合SCoACOCH3+CO2ATP Mn2+ 生物素生物素C CSCoACOCH2OOHHOO？辅酶酶酶SHCH2CH2NHCOCH2CH2NHCOCOHHCCH3CH3CH2POOOOCH2SerAC

16、PPOOOOPOOOCH2OOHHHHHO3PO2腺腺 呤呤腺腺 呤呤SHCH2CH2NHCOCH2CH2NHCOCOHHCCH3CH3CH21HSCoA3+2223S乙酰乙酰3CH3COSCOOHCH2COACPCO24CH3CCH2CACPOOCH3CHCH2CACPOOH56CH3CHCH2CACPOOHCH3CH=CHCACPH2O51 13 32 25 54 46 663 合成合成酶酶2453酮脂酰酮脂酰ACP合成酶合成酶4C4C6C6C6C4C6C3C4CCO26C6C8C 16C软脂酸软脂酸+ ACP脂酸合成的化学途径：脂酸合成的化学途径：丙二酸单酰丙二酸单酰CoA的形成：的形成

17、：乙酰乙酰CoA + CO2丙二酸单酰丙二酸单酰CoA 底物与酰基载体蛋白底物与酰基载体蛋白ACP结合结合 缩合：乙酰缩合：乙酰-S-ACP +丙二酸单酰丙二酸单酰-S-ACP合成酶合成酶乙酰乙酰乙酰乙酰-S-ACP + CO2 CH3CCH2CACPOOCH3CHCH2CACPOOH复原复原 CH3CH=CHCACP脱水脱水 复原复原 新一轮新一轮合成合成脂肪酸生物合成时，真正需要的加合物脂肪酸生物合成时，真正需要的加合物是丙二酸单酰是丙二酸单酰CoA。合成合成1分子软质酸分子软质酸16：0） ，所需的，所需的8个二碳单位中，只有个二碳单位中，只有1个是以乙酰个是以乙酰CoA形形式，而其他式

18、，而其他7个均丙二酸单酰个均丙二酸单酰CoA形式。形式。脂肪酸从头合成的特点：脂肪酸从头合成的特点：w(1) 每一循环使碳链延长两个碳原子，例如由乙酰基生成丁每一循环使碳链延长两个碳原子，例如由乙酰基生成丁酰基。酰基。w(2) CO2的参入是为了缩合反应顺利进行。的参入是为了缩合反应顺利进行。w(3) 由糖酵解提供羧化反应中所消耗的由糖酵解提供羧化反应中所消耗的ATP。w(4) 这是一个还原过程，碳链每延长两个碳原子，经两次还这是一个还原过程，碳链每延长两个碳原子，经两次还原，消耗了原，消耗了2NADPH。w(5)ACP作用是传递酰基作用是传递酰基w(6)终产物是含终产物是含16个碳的软脂酸，

19、因为个碳的软脂酸，因为-酮脂酰酮脂酰-ACP合成合成酶对软脂酰酶对软脂酰-ACP无活性，所以碳链不能继续延长。无活性，所以碳链不能继续延长。w试验证实脂肪酸合成需要的试验证实脂肪酸合成需要的NADPH的的60%是由磷酸戊糖是由磷酸戊糖途径提供途径提供脂肪酸的脂肪酸的氧化作用与氧化作用与FA的合成过程比较：的合成过程比较： w氧化氧化 从头合成从头合成w1、场所线粒体、场所线粒体 细胞质细胞质w2、酰基载体、酰基载体HSCoA HSACPw3、过程、过程 活化消耗两个高能键）活化消耗两个高能键） 转酰基转酰基w 脱氢脱氢烯脂酰烯脂酰COA 缩合缩合酮脂酰酮脂酰ACPw 水合水合羟脂酰羟脂酰COA

20、 复原复原羟脂酰羟脂酰ACPw 脱氢脱氢酮脂酰酮脂酰COA 脱水脱水烯脂酰烯脂酰ACPw 硫解硫解少两个少两个C的脂酰的脂酰COA 复原复原多两个多两个C脂脂酰酰ACPw w4、辅酶：、辅酶： 第一次第一次FAD NADPHH+w 第二次第二次NAD+ w5 、 反 应 方 向、 反 应 方 向 C O O H C H 3 CH3COOHw6、CO2参与不需参与不需 需求需求w7、ATP 产生产生 耗费耗费w8、转运系统、转运系统 肉毒碱肉毒碱 柠檬酸柠檬酸w9、反应酶系不同、反应酶系不同 脱氢脱氢E、水合、水合E、 合成合成E、还原、还原E、脱水、脱水E w 硫解硫解Ew由以上比较可知，由以

21、上比较可知，FA的分解不是的分解不是FA合成的简单逆转。合成的简单逆转。 乙酰乙酰CoA HSCoA缩合酶缩合酶还原酶还原酶脱水酶脱水酶还原酶还原酶硬脂酸硬脂酸同方式延长至同方式延长至C22、C24等等微粒体延长系统是与脂肪酸从头合成酶复合物相类微粒体延长系统是与脂肪酸从头合成酶复合物相类似的多酶复合物。它利用丙二酰辅酶似的多酶复合物。它利用丙二酰辅酶A加长碳链，加长碳链，还原过程需还原过程需NADPH供氢，中间过程与软脂酸合成供氢，中间过程与软脂酸合成系统相似，但没有以系统相似，但没有以ACP为核心的多酶复合体系为核心的多酶复合体系各种生物不尽相同。各种生物不尽相同。A.高等动物的脂肪组织和

22、肝组织高等动物的脂肪组织和肝组织-共氧化共氧化EFADH2EFADNADH+H+NAD+NADH细胞色素细胞色素b5-还原酶还原酶Fe2+细胞色素细胞色素b5Fe3+Fe3+去饱和酶去饱和酶Fe2+不饱和脂不饱和脂酰酰CoA饱和脂酰饱和脂酰CoA2H+2H2O+O2B. 植物和低等好氧生物植物和低等好氧生物-共氧化共氧化NADPH2e-黄素蛋白黄素蛋白2e-铁硫蛋白铁硫蛋白2e-酶酶-O2 O2酶酶饱和脂酰饱和脂酰CoA不饱和脂不饱和脂酰酰CoA2H2O2H+不饱和脂肪酸CH3CH27-CH=CH-（CH27-COOHCH3CH216-COOH912二烯酸二烯酸加加氧氧酶酶再脱氢再脱氢NAD

23、NADH2 硬脂酸硬脂酸 油酸油酸 亚油酸亚油酸 12 15的脱氢多烯酸的形成只有植的脱氢多烯酸的形成只有植物、微生物能进行。物、微生物能进行。哺乳动物由于缺乏相关酶只能从食物中获哺乳动物由于缺乏相关酶只能从食物中获取多烯酸取多烯酸（必需脂肪酸）。（必需脂肪酸）。 人体内含有的不饱和脂肪酸主要有人体内含有的不饱和脂肪酸主要有: : 棕榈油酸棕榈油酸16C16C，99）、油酸）、油酸18C18C， 9 9）、亚油酸）、亚油酸18C18C， 9,12 9,12 ）、亚麻酸）、亚麻酸18C18C， 9,12,15 9,12,15以及以及花生四烯酸花生四烯酸20C20C， 6,9,12,15 6,9,

24、12,15 ）等。）等。 单不饱和单不饱和FAFA可由饱和可由饱和FAFA脱氢产生脱氢产生, ,人体自己合成。人体自己合成。 亚油酸亚油酸C C 和亚麻酸和亚麻酸C C 是哺乳动物体内的必需脂是哺乳动物体内的必需脂肪酸肪酸自身不能合成，只能由食物获得。自身不能合成，只能由食物获得。 （因为体内缺乏催化（因为体内缺乏催化C9C9以后的碳原子引入双键的酶）以后的碳原子引入双键的酶） 15129318，：129218，：必需脂肪酸必需脂肪酸2、甘油的合成、甘油的合成w磷酸二羟丙酮NADHL-pi-甘油 葡萄糖葡萄糖酵酵解解丙酮酸丙酮酸糖糖异异生生氨基酸氨基酸PCH2OHCHOHCH2OPCH2OCOH2COHNADH+H+NAD+CH2OHCHOHCH2OH+ATP甘油激酶甘油激酶CH2OHCHOHCH2O