第八章脂代谢ppt课件

1、脂肪是一种高密度的能量储存形式脂肪酸具有特殊的重要功能分解代谢：外源性同化储脂的动员合成代谢：从头合成脂肪积累脂类相关的代谢病：肥胖、脂肪肝、高血脂第二节第二节脂类在体内储存和运输脂类在体内储存和运输（自学）（自学）l乳化剂：胆汁盐、磷脂酰胆碱，都由肝脏产生lnf:胃脂肪酶：逐步消化胰腺分泌的脂类水解酶： 胰脂肪酶水解三酰甘油的C1、C3酯键，产物是2-单酰甘油、脂肪酸）胰酯酶：水解单酰甘油、胆固醇酯、维生素A酯磷脂酶A1、A2、C、D水解磷脂，产生溶血磷酸和脂肪酸）辅脂酶Colipase）（它和胆汁共同激活胰脏分泌的胰脂肪酶原，并维持胰脂肪酶的活性）单酰甘油、脂肪酸、胆固醇、溶血磷脂、脂溶性

2、维生素可与胆汁盐乳化成混合微团20nm），被肠粘膜的拄状表面细胞吸收。被吸收的脂类，在柱状细胞中重新合成三酰甘油，结合上载脂蛋白、磷酯、胆固醇，形成乳糜微粒CM），经胞吐排至细胞外，释放到血液。在脂肪组织和骨骼肌毛细血管中，在脂蛋白脂肪酶lipoprotein lipase,LPL)作用下，乳糜微粒中的三酰甘油被水解为游离脂肪酸和甘油，游离脂肪酸被这些组织吸收，甘油被运送到肝脏和肾脏，经甘油激酶和甘油-3-磷酸脱氢酶作用，转化为磷酸磷酸二羟丙酮三、三、脂类转运和脂蛋白的作用脂类转运和脂蛋白的作用脂蛋白：是由疏水脂类为核心、围绕着极性脂类脂蛋白：是由疏水脂类为核心、围绕着极性脂类及载脂蛋白组成的

3、复合体，是脂类物质甘油及载脂蛋白组成的复合体，是脂类物质甘油三脂和胆固醇脂的转运形式。三脂和胆固醇脂的转运形式。皮下脂肪在激素敏感脂酶作用下分解，脂肪酸经血浆白蛋白清蛋白，albumin)运输至肝脏等组织细胞中，甘油被运送到肝脏 和肾脏，经甘油激酶和甘油-3-磷酸脱氢酶作用，转化为磷酸磷酸二羟丙酮促进：肾上腺素、胰高血糖素、肾上腺皮质激素抑制：胰岛素脂肪酶激素敏感性甘油三酯脂肪酶，限速酶）甘油二酯脂肪酶甘油单酯脂肪酶 肾上腺素、胰高血糖素、肾上腺皮质激素都可以激活腺苷酸环化酶，使cAMP浓度升高，促使依赖cAMP的蛋白激酶活化，将无活性的脂肪酶磷酸化，转变成有活性的脂肪酶，加速脂解作用。胰岛素

4、、前列腺素E1抗脂解。在脂肪细胞中，没有甘油激酶，无法利用脂解产生的甘油。甘油进入血液，转运至肝脏后才能被甘油激酶磷酸化为3-磷酸甘油，再经磷酸甘油脱氢酶氧化成磷酸二羟丙酮，进入糖酵解途径或糖异生途径。脂肪酸氧化方式：氧化氧化氧化氧化分解前的活化：穿越：脂肪酸的分解代谢发生在原核生物的细胞溶质中、真核生物的线粒体基质中。反应式：脂肪酸活化脂酰-CoA合酶的催化机制：脂酰肉碱穿梭：线粒体内膜外侧：脂酰肉碱转移酶催化，脂酰CoA将脂酰基转移给肉碱的羟基，生成脂酰肉碱。线粒体内膜：移位酶载体蛋白将脂酰肉碱移入线粒体内，并将肉碱移出线粒体。线粒体内膜基质侧: 肉碱脂酰转移酶催化，使脂酰基又转移给CoA

5、，生成脂酰CoA和游离的肉碱。1904年，年，Franz和和Knoop用苯基标记含奇数碳原子的脂肪酸，饲喂动物，用苯基标记含奇数碳原子的脂肪酸，饲喂动物，尿中是苯甲酸衍生物马尿酸。尿中是苯甲酸衍生物马尿酸。用苯基标记含隅数碳原子的脂肪酸，饲喂动物，用苯基标记含隅数碳原子的脂肪酸，饲喂动物，尿中是苯乙酸衍生物苯乙尿酸苯乙酰尿中是苯乙酸衍生物苯乙尿酸苯乙酰-N-甘甘氨酸）。氨酸）。结论：脂肪酸的氧化是从羧基端结论：脂肪酸的氧化是从羧基端-碳原子开始，碳原子开始，每次分解出一个二碳片断。每次分解出一个二碳片断。氧化概念：氧化概念：P235氧化的一般过程：线粒体中脂肪酸彻底氧化的三大步骤长链脂肪酸活化

6、成脂酰-CoA穿梭进入线粒体进行氧化释放出1分子乙酰-CoA乙酰-CoA进入柠檬酸循环还原型辅酶的氧化磷酸化脂肪酸氧化途径：脱氢氧化、水合反应、脱氢氧化、硫解断裂、脂酰脂酰CoA脱氢氧化生成脱氢氧化生成-反式烯脂酰反式烯脂酰CoAFADH2的电子经ETF电子传递黄素蛋白，CoQ-氧化还原酶直接进入电子传递链脂酰CoA脱氢酶、2反式烯脂酰反式烯脂酰CoA水合生成水合生成L-羟脂酰羟脂酰CoA-烯脂酰烯脂酰CoA水合酶水合酶、L-羟脂酰羟脂酰CoA脱氢生成脱氢生成-酮脂酰酮脂酰CoAL-羟脂酸羟脂酸CoA脱氢酶脱氢酶L-羟脂酸CoA脱氢酶、-酮脂酰酮脂酰CoA硫解生成乙酰硫解生成乙酰CoA和和n-

7、2脂酰脂酰CoA酮脂酰硫解酶酮脂酰硫解酶酮脂酰硫解酶（1脂肪酸-氧化时仅需活化一次，消耗1个ATP的两个高能键（2-氧化包括脱氢、水化、脱氢、硫解4个重复步骤（3） -氧化每循环一次产生1个FADH22ATP）、1个NADH3ATP）、1 个乙酰-CoA12ATP合计： 2+3+12=17ATP以16C软脂酸为例：7次循环：7 X2+3+12）+12 = 131 ATP 活化消耗： -2个高能磷酸键净生成： 131 - 2 = 129 ATP软脂酸燃烧热值：9790 kj-氧化释放：129ATP(-30.54)=-3237kj %3397903237脂酰基进入线粒体的速度是限速步骤，（2长链脂

8、酸生物合成的第一个前体丙二酸单酰CoA的浓度增加，可抑制肉碱脂酰转移酶，限制脂肪酸氧化。NADH/NAD+比率高时，羟脂酰CoA脱氢酶便受抑制。乙酰CoA浓度高时，可抑制硫解酶，抑制氧化1、单不饱和脂肪酸的氧化单不饱和脂肪酸的氧化油酸的油酸的氧化氧化3顺顺-2反烯脂酰反烯脂酰CoA异构酶改变双键位异构酶改变双键位置和顺反构型）置和顺反构型）少了一次脂酰少了一次脂酰-CoA脱氢酶的作用，少了脱氢酶的作用，少了1个个FADH22、多不饱和脂酸的氧化多不饱和脂酸的氧化亚油酸的亚油酸的氧化氧化3顺顺2反烯脂酰反烯脂酰CoA异构酶改变双键位异构酶改变双键位置和顺反构型）置和顺反构型）-羟脂酰羟脂酰CoA

9、差向酶改变差向酶改变-羟基构型：羟基构型：DL型）型）（14622ATP奇数碳脂肪酸经过反复的氧化除了生成乙酰CoA外，还可以产生丙酰CoA，丙酰CoA有两条代谢途径：1、丙酰丙酰CoA转化成琥珀酰转化成琥珀酰CoA，进入，进入TCA。动物体内存在这条途径，因此，在动物肝脏动物体内存在这条途径，因此，在动物肝脏中奇数碳脂肪酸最终能够异生为糖。中奇数碳脂肪酸最终能够异生为糖。2、丙酰丙酰CoA转化成乙酰转化成乙酰CoA，进入，进入TCA这条途径在植物、微生物中较普遍。这条途径在植物、微生物中较普遍。（六脂酸的其它氧化途径（六脂酸的其它氧化途径1、氧化不需活化，直接氧化游离脂酸）氧化不需活化，直接

10、氧化游离脂酸）RCH2COOHRCOOH+CO2对于降解支链脂肪酸、奇数碳脂肪酸、过分长链对于降解支链脂肪酸、奇数碳脂肪酸、过分长链脂肪酸如脑中脂肪酸如脑中C22、C24有重要作用有重要作用2、氧化氧化端的甲基羟基化，氧化成醛，端的甲基羟基化，氧化成醛，再氧化成酸）再氧化成酸）少数长链脂酸可通过少数长链脂酸可通过氧化途径，产生二羧酸。氧化途径，产生二羧酸。肝脏线粒体中乙酰-CoA有4种去向：肝脏线粒体中乙酰-CoA的4种去向 (1)柠檬酸循环（2合成胆固醇（3合成脂肪酸（4酮体代谢ketone body)乙酰乙酸、D-羟丁酸、丙酮l肝脏线粒体中的乙酰CoA走哪一条途径，主要取决于草酰乙酸的可利

11、用性。l饥饿状态下，草酰乙酸离开TCA，用于异生合成Glc。只有少量乙酰CoA可以进入TCA，大多数乙酰CoA用于合成酮体。l酮体概念：P243（1乙酰CoA乙酰乙酰CoA：硫解酶1、 酮体的生成肝、肾细胞的线粒体内）（2乙酰乙酰CoA+乙酰CoA-羟基-甲基戊二酰CoA： -羟基-甲基戊二酰CoA合成酶HMG CoA合成酶）（3） -羟基-甲基戊二酰CoA 乙酰乙酸+乙酰CoA： -羟基-甲基戊二酰CoA裂解酶（4乙酰乙酸D-羟基丁酸： D-羟基丁酸脱氢酶（5乙酰乙酸丙酮：乙酰乙酸脱羧酶2、酮体的利用酮体的利用肝外组织使用酮体作为燃料：心、骨骼肌、肾肝外组织使用酮体作为燃料：心、骨骼肌、肾、

12、脑、等：脑、等：（1）、）、羟基丁酸由羟基丁酸由羟基丁酸脱氢酶催羟基丁酸脱氢酶催化，生成乙酰乙酸。化，生成乙酰乙酸。（2）、乙酰乙酸）、乙酰乙酸乙酰乙酰乙酰乙酰CoA：-酮脂酰酮脂酰CoA转移酶转移酶乙酰乙酸乙酰乙酸+琥珀酰琥珀酰CoA乙酰乙酰乙酰乙酰CoA+琥珀酸琥珀酸产生的乙酰乙酰产生的乙酰乙酰CoA被被氧化酶系中的硫解酶氧化酶系中的硫解酶硫解，生成硫解，生成2分子乙酰分子乙酰CoA，进入，进入TCA。（3）、丙酮可在一系列酶作用下转变成丙酮）、丙酮可在一系列酶作用下转变成丙酮酸或乳酸，进入酸或乳酸，进入TCA或异生成糖。或异生成糖。酮体是肝输出能量的一种形式,形成酮体的目的是将肝中大量的

13、乙酰CoA转移出去酮体溶于水，分子小，能通过血脑屏障及肌肉毛细管壁。脑组织不能氧化脂肪酸，却能利用酮体。长期饥饿，糖供应不足时，酮体可以代替Glc，成为脑组织及肌肉的主要能源。4、酮体生成的调节。酮体生成的调节。（1饱食：胰岛素增加，脂解作用抑制，脂肪动员减少，饱食：胰岛素增加，脂解作用抑制，脂肪动员减少，进入肝中脂酸减少，酮体生成减少。进入肝中脂酸减少，酮体生成减少。饥饿：胰高血糖素增加，脂肪动员量加强，血中游离脂饥饿：胰高血糖素增加，脂肪动员量加强，血中游离脂酸浓度升高，利于酸浓度升高，利于氧化及酮体的生成。氧化及酮体的生成。（2肝细胞糖原含量及其代谢的影响：肝细胞糖原含量及其代谢的影响：

14、肝细胞糖原含量丰富时，脂酸合成甘油三酯及磷脂。肝细胞糖原含量丰富时，脂酸合成甘油三酯及磷脂。肝细胞糖原供给不足时，脂酸主要进入线粒体，进入肝细胞糖原供给不足时，脂酸主要进入线粒体，进入氧化，酮体生成增多。氧化，酮体生成增多。（3丙二酸单酰丙二酸单酰CoA抑制脂酰抑制脂酰CoA进入线粒体进入线粒体乙酰乙酰CoA及柠檬酸能激活乙酰及柠檬酸能激活乙酰CoA羧化酶，促进丙二酰羧化酶，促进丙二酰CoA的合成，后者能竞争性抑制肉碱脂酰转移酶的合成，后者能竞争性抑制肉碱脂酰转移酶，从，从而阻止脂酰而阻止脂酰CoA进入线粒体内进行进入线粒体内进行氧化。氧化。l甘油的合成甘油的合成l脂肪酸的合成脂肪酸的合成l二

15、者分别转变为二者分别转变为3磷酸甘油和脂酰磷酸甘油和脂酰CoA后的连接后的连接CH2OH C=OCH2O-P-3-3-磷酸甘油脱氢酶磷酸甘油脱氢酶NAD+NADH+H+CH2OH HO-CHCH2O-P-Pi磷酸酶CH2OH HO-CHCH2OH-1、2、来自脂肪的水解、来自脂肪的水解 来自来自EMPEMP途径途径甘油甘油+ATP3-磷酸甘油磷酸甘油甘油激酶甘油激酶l饱和脂肪酸的从头合成饱和脂肪酸的从头合成l脂肪酸碳链的延长脂肪酸碳链的延长l不饱和脂肪酸的合成不饱和脂肪酸的合成l来源来源l线粒体内的丙酮酸氧化脱羧线粒体内的丙酮酸氧化脱羧糖）糖）l脂肪酸的脂肪酸的-氧化氧化l氨基酸的氧化氨基酸的

16、氧化l转运转运l柠檬酸穿梭三羧酸转运体系）柠檬酸穿梭三羧酸转运体系）柠檬酸草酰乙酸丙酮酸H2OATPCO2乙酰辅酶乙酰辅酶A A丙酮酸羧化酶线粒体内膜线粒体基质线粒体基质胞液胞液三羧酸载体三羧酸载体柠檬酸草酰乙酸乙酰乙酰CoAATP,CoASHADP+Pi柠檬酸裂解酶苹果酸丙酮酸NADH+H+NAD+NADP+NADPH+H+CO2丙酮酸氧化丙酮酸氧化脂肪酸脂肪酸氧化氧化氨基酸氧化氨基酸氧化苹果酸脂肪酸合成脂肪酸合成苹果酸酶苹果酸酶v一分子软脂酸合成时，一分子软脂酸合成时，8个个2C单位中，单位中，1个为个为乙酰乙酰CoA，其它，其它7个为丙二酸单酰个为丙二酸单酰CoA参与合成。参与合成。CH

17、3-CSCOA+HCO3-+H+ATP=OHOOC-CH2-CSCOAO=+ADP+Pil组成组成l存在形式存在形式l作用机制作用机制l生物素羧化酶生物素羧化酶l羧基转移酶羧基转移酶l生物素羧基载体蛋白生物素羧基载体蛋白l无活性单体无活性单体l每个单体是一个具有前述三个功能每个单体是一个具有前述三个功能结构域组成的蛋白结构域组成的蛋白l有活性丝状聚合体有活性丝状聚合体ATP+HCO3-+BCCP生物素羧化酶生物素羧化酶BCCP-CO2 +ADPBCCP-CO2 + CH3-CSCOA=O羧基转移酶羧基转移酶HOOC-CH2-CSCOA +BCCPBCCP：biotin carboxyl car

18、rier protion生物素羧基载体蛋白OCO2CO2组成组成脂酰基载体蛋白脂酰基载体蛋白ACP-SH）ACP-脂酰基转移酶脂酰基转移酶丙二酸单酰丙二酸单酰COA-ACP转移酶转移酶-酮脂酰酮脂酰-ACP合酶合酶-酮脂酰酮脂酰-ACP还原酶还原酶-羟脂酰羟脂酰-ACP脱水酶脱水酶烯脂酰烯脂酰-ACP还原酶还原酶硫酯酶硫酯酶ACPSH4-4-磷酸泛酰巯基乙胺磷酸泛酰巯基乙胺v初始反应：乙酰基转移反应初始反应：乙酰基转移反应CH3-CSCOA=OCH3-CSACP=OACP-SH酮脂酰-ACP合酶CH3-CS-合酶=Ov丙二酸单酰丙二酸单酰ACP的生成的生成COA-SHACP-SHACP脂酰基转

19、移酶HOOC-CH2-CSCOA +ACP-SH HOOC-CH2-CSACPO=丙二酸单酰转移酶HOOC-CH2-CSCOAO=+COA-SH丙二酸单酰ACPvACP酰基载体蛋白v缩合反应缩合反应CH3-CS-合酶+=O HOOC-CH2-CSACPO=-酮脂酰-ACP合酶 CH3-C-CH2-CSACPO=O=+合酶-SH+CO2v还原反应还原反应 CH3-C-CH2-CSACPO=O=+NADPH+ + H + -酮脂酰-ACP还原酶 CH3-CH-CH2-CSACPO-OH=+NADP+ D-羟丁酰-ACP乙酰乙酰ACPv脱水反应脱水反应 CH3-CH-CH2-CSACPO-OH=-

20、C- C=CO-CH3- H HSACP-羟脂酰-ACP脱水酶+H2O（2反式丁烯酰-ACP,巴豆酰-ACP）v再还原反应再还原反应- C=CO-CH3 H HSACPC-=- 3 2+NADPH+H+-烯脂酰-ACP还原酶 CH3-CH2-CH-CSACPO=+NADP+（丁酰-ACP）丁酰丁酰-ACP与丙二酸单酰与丙二酸单酰-ACP重复缩合、复原、重复缩合、复原、脱水、再还原的过程，直至生成软脂酰脱水、再还原的过程，直至生成软脂酰-ACP。v缩合反应CH3-CS-合酶+=O HOOC-CH2-CSACPO=-酮脂酰-ACP合酶 CH3-C-CH2-CSACPO=O=+合酶-SH+CO2由于

21、缩合反应中，由于缩合反应中，-酮脂酰酮脂酰-ACP合酶是对链长有合酶是对链长有专一性的酶，仅对专一性的酶，仅对14C及以下脂酰及以下脂酰-ACP有催化活有催化活性，故从头合成只能合成性，故从头合成只能合成16C及以下饱和脂酰及以下饱和脂酰-ACP。软脂酰软脂酰-ACP硫酯酶水解ACP+软脂酸棕榈酸）软脂酸棕榈酸）释放释放H2Ov总反应式总反应式8CH3-CSCOA=O+7ATP+14NADPH+14H +CH3 ( CH2)14COOH +14NADP+ +8CoASH + 7ADP +7Pi+6H2Ov那么这个过程与糖代谢有一定关系：那么这个过程与糖代谢有一定关系：原料乙酰辅酶原料乙酰辅酶A

22、 A ）来源）来源羧化反应中消耗的羧化反应中消耗的ATPATP可由可由EMPEMP途径提供途径提供还原力还原力NADPHNADPH从哪来？从哪来？反应中所需的反应中所需的NADPH+H+NADPH+H+约有约有40%40%来自来自PPPPPP途径，其余的途径，其余的60%60%可由可由EMPEMP中生成的中生成的NADH+H+NADH+H+间接转化提供间接转化提供NADH+H +草酰乙酸苹果酸脱氢酶苹果酸+NAD+苹果酸+NADP+苹果酸酶丙酮酸+CO2+NADPH+H +总反应：总反应：NADH+H+NADP+ +NADH+H+NADP+ +草酰乙酸草酰乙酸丙酮酸丙酮酸+CO2+NADPH+

23、H+NAD+CO2+NADPH+H+NAD+奇数碳原子饱和脂肪酸合成以丙二酸单酰奇数碳原子饱和脂肪酸合成以丙二酸单酰ACP为起始物，逐加入为起始物，逐加入的二碳也是丙二酸单酰的二碳也是丙二酸单酰ACP。柠檬酸草酰乙酸丙酮酸H2OATPCO2乙酰辅酶乙酰辅酶A A丙酮酸羧化酶线粒体内膜线粒体基质线粒体基质胞液胞液三羧酸载体三羧酸载体柠檬酸草酰乙酸乙酰乙酰CoAATP,CoASHADP+Pi柠檬酸裂解酶苹果酸丙酮酸NADH+H+NAD+NADP+NADPH+H+（8）CO2丙酮酸氧化丙酮酸氧化脂肪酸脂肪酸氧化氧化氨基酸氧化氨基酸氧化苹果酸脂肪酸合成脂肪酸合成苹果酸酶苹果酸酶区别要点区别要点从头合成

24、从头合成-氧化氧化细胞内进行部位细胞内进行部位胞液胞液线粒线粒体体酰基载体酰基载体ACP-SHCOA-SH二碳单位参与或断裂形式二碳单位参与或断裂形式丙二酸单酰丙二酸单酰ACP乙酰乙酰COA电子供体或受体电子供体或受体NADPH+H+FAD,NAD-羟酰基中间物的立体构型不同羟酰基中间物的立体构型不同D型型L型型对对HCO3-和柠檬酸的需求和柠檬酸的需求需求需求不需要不需要所需酶所需酶7种种4种种能量需求或放出能量需求或放出消耗消耗7ATP及及14NADPH+H+产生产生129或或106ATP碳链延长可以在两个部位完成碳链延长可以在两个部位完成线粒体内线粒体内基本为基本为-氧化的逆转，氧化的逆转，NADPH为氢的供体，二碳片段为氢的供体，二碳片段供体为乙酰供体为乙酰COA，只是烯脂酰，只是烯脂酰CoA还原酶代替了脂酰还原酶代替了脂酰CoA脱氢酶。脱氢酶。RCOSCoA+CH3COSCoARCH2CH2COSCoA在内质网膜上的延长主要为硬脂酸在内质网膜上的延长主要为硬脂酸18：0）NADPH+H+为氢的供体，丙二酸单酰为氢的供体，丙二酸单酰COA为碳的为