脂质代谢 (2)

1、关于脂质代谢 (2)第一页，共66页幻灯片2脂脂 类类 概概 述述 脂肪和类脂的总称脂肪 (fat) 单脂 三脂酰甘油 (triacylglycerols,TAG)或 甘油三酯 (triglyceride, TG) 类脂(lipoid) 复脂 胆固醇 (cholesterol, CH) 胆固醇酯 (cholesterol ester, CE) 磷脂 (phospholipid, PL) 鞘脂 (sphingolipids) 分类定义第二页，共66页幻灯片3分类含量分布生理功能 甘油三酯 95脂肪组织、血浆1. 供能2. 提供必需脂酸3. 促脂溶性维生素吸收4. 热垫作用5. 保护垫作用6. 构

2、成血浆脂蛋白糖酯、胆固醇及其酯、磷脂5生物膜、神经、血浆1. 维持生物膜的结构和功能2. 胆固醇可转变成类固醇激 素、维生素、胆汁酸等3. 构成血浆脂蛋白脂类的分类、含量、分布及生理功能 第三页，共66页幻灯片4甘油三酯 胆固醇酯 FA胆固醇 FAFAFA 甘油 FAFAPiX 甘油 X = 氮碱或其他化学基团，如肌醇等 鞘 脂 FA鞘氨醇 甘油磷脂(phosphoglycerides)C CH H2 2O OC CC CH HC CH H2 2O OO OC CR R1 1R R2 2O OO OP P O OO OH HO OX X第四页，共66页幻灯片5游离脂肪酸自身合成 多数饱和脂酸和

3、单不饱和脂酸食物供给 必需脂酸饱和脂肪酸不饱和脂肪酸单不饱和脂肪酸多不饱和脂肪酸分类来源第五页，共66页幻灯片6第六页，共66页幻灯片7常 见 的 不 饱 和 脂 酸习惯名系统名碳原子及双键数双键位置族分布系n系软油酸十六碳一烯酸16：197-7广泛油酸十八碳一烯酸18：199-9广泛亚油酸十八碳二烯酸18：29,126,9-6植物油-亚麻酸十八碳三烯酸18：39,12,153,6,9-3植物油-亚麻酸十八碳三烯酸18：36,9,126,9,12-6植物油花生四烯酸廿碳四烯酸20：45,8,11,146,9,12,15-6植物油timnodonic廿碳五烯酸（EPA）20：55,8,11,14

4、,173,6,9,12,15-3鱼油clupanodonic廿二碳五烯酸（DPA）22：57,10,13,16,193,6,9,12,15-3鱼油，脑cervonic廿二碳六烯酸（DHA）22：64,7,10,13,16,193,6,9,12,15,18-3鱼油第七页，共66页幻灯片8脂类的消化、吸收、转运和储存（一）脂类的消化小肠上段是主要的消化场所脂类(TG、Ch、PL等)微团甘油一脂、溶血磷脂、长链脂肪酸、胆固醇等混合微团胆汁酸盐乳化胰脂肪酶、磷脂酶等水解乳化第八页，共66页幻灯片9脂类的消化、吸收、转运和储存(二) 脂类的吸收在十二指肠下段及空肠上段吸收混合微团小肠粘膜细胞内乳糜微粒门

5、静脉肝脏扩散重新酯化载脂蛋白结合第九页，共66页幻灯片10脂类的消化、吸收、转运和储存第十页，共66页幻灯片11 第第 一一 节节 甘油三酯的代谢甘油三酯的代谢Metabolism of TriglycerideMetabolism of Triglyceride第十一页，共66页幻灯片12脂肪的分解代谢脂肪的分解代谢章首v脂肪的水解v甘油的转化v脂肪酸的分解代谢CH3-(CH2)n - CH2 - CH2 -COOH-氧化作用-氧化作用-氧化作用v酮体的代谢第十二页，共66页幻灯片13甘油三酯脂肪动员FFA活化，-氧化乙酰CoA酮体氧化供能TAC氧化磷酸化甘油3-磷酸甘油甘油激酶磷酸二羟丙酮

6、糖酵解或糖异生途径葡萄糖乙酰CoANADPHATPCO23-磷酸甘油软脂酸甘油二酯途径甘油三酯的分解代谢 第十三页，共66页幻灯片14（一） 脂肪动员 储存在脂肪细胞中的脂肪，被肪脂酶逐步水解为FFA及甘油并释放入血以供其他组织氧化利用的过程。 第十四页，共66页幻灯片15章首脂肪的水解节首第十五页，共66页幻灯片16 在脂肪细胞中，没有甘油激酶，无法脂解甘油。 甘油经血液输送到肝脏后，在ATP存在下，甘油才被磷酸化和氧化产生磷酸二羟丙酮。（二）甘油的分解代谢第十六页，共66页幻灯片17甘油3-磷酸甘油磷酸二羟丙酮甘 油 激 酶 磷酸甘油脱氢酶NADH+H+-ATP2ATPNADH+H+1GT

7、P1GTP 丙酮酸 TCA4NADH+H+FADH2CO2+H2OEMP途径糖异生甘油彻底氧化的总能量：总计22个ATP！第十七页，共66页幻灯片18（三）脂酸的-氧化细胞定位：胞液、线粒体部位： 肝、肌最活跃 (脑组织除外)第十八页，共66页幻灯片19 脂酸的活化 脂酰 CoA 的生成（胞液）脂酰CoA合成酶 ATP AMP PPi 第十九页，共66页幻灯片202. 脂酰CoA进入线粒体关键酶 肉碱酯酰基转移酶I肉碱酯酰基转移酶II肉碱移位酶酯酰CoA酯酰肉碱酯酰CoA(-氧化底物)第二十页，共66页幻灯片3. 脂酸的氧化脱氢 加水 再脱氢 硫解 脂酰CoA L(+)-羟脂酰CoA酮脂酰Co

8、A脂酰CoA+乙酰CoA 脂酰CoA 脱氢酶反2-烯脂酰CoAL(+)-羟脂酰CoA脱氢酶 NAD+NADH+H+2-烯脂酰CoA 水化酶H2O FADFADH2酮脂酰CoA 硫解酶CoA-SH RCH2CH2CSCoA O =O =RCHOHCH2CSCoA O =O =RCOCH2CSCoA O =O =RCSCoA+ CH3COSCoA O=O=(线粒体)第二十一页，共66页幻灯片22第二十二页，共66页幻灯片23脂酰CoA脱氢酶L(+)-羟脂酰CoA脱氢酶 NAD+ NADH+H+ -烯酰CoA 水化酶2H2OFADFADH2 酮脂酰CoA 硫解酶CoA-SH脂酰CoA合成酶肉碱转运载

9、体ATPCoASHAMP PPiH2O呼吸链 2ATP H2O 呼吸链 3ATP 线粒体膜TAC RCH=CHCSCoA O =RCH=CHCSCoA O =O =RCH2CH2CSCoA O =O =RCHOHCH2CSCoA O =O =RCOCH2CSCoA O =O =RCSCoA+ CH3COSCoA O=O=RCH2CH2CSCoA O =O =第二十三页，共66页幻灯片24活 化：消耗2个高能磷酸键 氧 化： 每轮循环 四个重复步骤：脱氢、水化、再脱氢、硫解 产物：1分子乙酰CoA1分子少两个碳原子的脂酰CoA1分子NADH+H+1分子FADH2 4. 脂酸氧化的能量生成 以16

10、碳软脂酸的氧化为例第二十四页，共66页幻灯片25 7 轮循环产物： 8分子乙酰CoA7分子NADH+H+7分子FADH2能量计算：生成ATP 812 + 73 + 72 = 131净生成ATP 131 2 = 12916碳软脂酸的氧化第二十五页，共66页幻灯片261. 不饱和脂酸的-氧化（线粒体） 不饱和脂酸 氧化 顺3-烯酰CoA顺2-烯酰CoA 反2-烯酰CoA 3顺-2反烯脂酰CoA 异构酶 氧化 L(+)-羟脂酰CoA D(-)-羟脂酰CoA D(-)-羟脂酰CoA 表构酶H2O （四）脂酸的其他氧化方式第二十六页，共66页幻灯片27亚油酰CoA（9顺）3次氧化 十二碳二烯脂酰CoA（

11、3顺）十二碳二烯脂酰CoA（2反）13456CH3cOSCoA2CH3cOSCoA1234563顺,2反-烯脂酰 CoA异构酶CH3COSCoA1812915次氧化 12126乙酰CoA3乙酰CoA第二十七页，共66页幻灯片282. 奇数碳脂酸的-氧化奇数碳脂酸CH3CH2COCoA 羧化酶 （ATP、生物素）CO2 D-甲基丙二酰CoA L-甲基丙二酰CoA 消旋酶 变位酶 5-脱氧腺苷钴胺素 琥珀酰CoA TAC 第二十八页，共66页幻灯片293. 3.脂肪酸的脂肪酸的- -氧化作用氧化作用 脂肪酸氧化作用发生在-碳原子上，分解出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

12、化作用。RCH2COO-RCH(OH)COO-RCOCOO-RCOO-CO2O2NAD +NADH +H+NAD +NADH +H+RCH(OOH)COO-CO2RCHOO2NAD +NADH +H+过氧化羟化第二十九页，共66页幻灯片304. 4.脂肪酸的脂肪酸的-氧化作用氧化作用 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。CH3(CH2)n COO-HOCH2(CH2)n COO-OHC(CH2)n COO-OOC(CH2)n COO-O2NAD(P) +NAD(P)H+H+NAPD +NADPH+H+NAD(P) +NAD(P)

13、H+H+混合功能氧化酶醇酸脱氢酶醛酸脱氢酶第三十页，共66页幻灯片31乙酰乙酸(acetoacetate)(30%) 、-羟丁酸(-hydroxybutyrate) (70%) 、丙酮(acetone) (微量)三者总称为酮体。(脂肪酸在肝脏中不完全氧化的中间产物。) 代谢定位：生成：肝细胞线粒体利用：肝外组织细胞线粒体（五）酮体的生成和利用第三十一页，共66页幻灯片32酮体的生成过程酮体的生成过程羟甲基戊二酸单酰CoA（HMGCoA）脂肪酸硫解酶2CH3COSCoACH3COCH2COSCoA乙酰乙酰CoAHOOCCH2-C-CH2COSCoA |CH3OH |HMGCoA裂解酶HMGCoA

14、合成酶CH3COSCoACoASH-氧化CH3COCH2COOHCH3CHOHCH2COOH乙酰乙酸丙酮-羟丁酸脱氢酶CO2NADH+H+NAD+CH3COCH3脱羧酶CoASH第三十二页，共66页幻灯片33酮体的利用酮体的利用 酮体在肝脏合成，但肝脏缺乏利用酮体的酶，因此不能利用酮体。酮体生成后进入血液，输送到肝外组织利用。第三十三页，共66页幻灯片34CH3COCH2COOH 乙酰乙酸CH3COCH2COSCoA 乙酰乙酰CoAATP+CoASHPPi+AMP2 PiCH2COOHCH2COCoACH2COOHCH2COOH TCA乙酰 CoA 2 CH3COCoA -羟丁酸 CH3CH(

15、OH)CH2COOH -羟丁酸脱氢酶NAD+NADH+H+琥珀酰CoA琥珀酸转移酶 乙酰 乙酰 CoA合成酶H2OHSCoA硫解酶 酮体的利用CH2COOHCH2COOH第三十四页，共66页幻灯片352乙酰CoA 乙酰乙酰CoA 乙酰CoA 乙酰乙酸 HMGCoA D(-)-羟丁酸 丙酮 乙酰乙酰CoA 琥珀酰CoA 琥珀酸 2乙酰CoA 第三十五页，共66页幻灯片363. 酮体生成的生理意义酮体生成的生理意义* 是是肝脏输出能源肝脏输出能源的一种形式。尤其是长期饥的一种形式。尤其是长期饥 饿时的饿时的脑组织脑组织的重要能源。的重要能源。* 酮体利用的增加可减少糖的利用，有利于酮体利用的增加可

16、减少糖的利用，有利于维维 持血糖水平恒定，节省蛋白质的消耗持血糖水平恒定，节省蛋白质的消耗。酮症酸中毒酮尿第三十六页，共66页幻灯片374. 酮体生成的调节抑制脂解，脂肪动员 饱 食 胰岛素 进入肝的脂酸 脂酸氧化 酮体生成 饥 饿 脂肪动员 FFA 胰高血糖素等 脂解激素 酮体生成 脂酸氧化 第三十七页，共66页幻灯片38脂肪的合成代谢脂肪的合成代谢一、一、 - -磷酸甘油的合成磷酸甘油的合成二、脂肪酸的合成二、脂肪酸的合成 （一）细胞胞液酶系合成饱和脂肪酸途径（一）细胞胞液酶系合成饱和脂肪酸途径 （二）饱和脂肪酸碳链延长途径（二）饱和脂肪酸碳链延长途径三、脂肪的合成三、脂肪的合成第三十八页

17、，共66页幻灯片39一、一、 - -磷酸甘油的合成磷酸甘油的合成（一）由糖代谢途径产生（一）由糖代谢途径产生G G 磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮 - -磷酸甘油磷酸甘油（二）由脂代谢途径产生（二）由脂代谢途径产生 磷酸甘油激酶磷酸甘油激酶甘油甘油 + ATP -+ ATP -磷酸甘油磷酸甘油 + ADP+ ADP第三十九页，共66页幻灯片40 二、二、 脂肪酸的合成脂肪酸的合成v在肝、脂肪组织、小肠进行v脂肪酸的生物合成主要有两条途径：(1) 细胞胞液酶系合成饱和脂肪酸途径;(2) 饱和脂肪酸碳链延长途径。第四十页，共66页幻灯片41基本过程：乙酰CoA软脂酸其它脂肪酸v碳源：乙酰CoA（来自脂肪

18、酸-氧化、丙酮酸氧化脱羧、酮体代谢）在线粒体中；v酶：脂肪酸合成酶复合体在细胞质中；vNADPH为还原剂v脂酰载体蛋白（acyl carrier protein, ACP-SH）：起酰基转移作用的一种小分子结合蛋白。脂肪酸合成时以共价键连接其上。（1）非线粒体(细胞胞液)酶系合成饱和脂肪酸途径第四十一页，共66页幻灯片42脂酰载体蛋白（脂酰载体蛋白（ACPACP）v脂肪酸合成酶系统有脂肪酸合成酶系统有7 7种蛋白质参加反应，以无酶活性的种蛋白质参加反应，以无酶活性的ACPACP为中心。为中心。ACPACP以磷酸泛酰巯基乙胺为辅基以磷酸泛酰巯基乙胺为辅基，通过辅基上，通过辅基上SHSH基的酯化，

19、携带脂肪酸合成的中间物从一酶到另一酶的基的酯化，携带脂肪酸合成的中间物从一酶到另一酶的活性中心上。活性中心上。第四十二页，共66页幻灯片43Stage 1Stage 1：乙酰：乙酰CoA CoA 丙二酸单酰丙二酸单酰CoACoA乙酰乙酰CoACoA的跨膜转移：合成脂肪酸的起始化的跨膜转移：合成脂肪酸的起始化合物是乙酰合物是乙酰CoACoA。它是糖代谢或脂代谢的中间。它是糖代谢或脂代谢的中间产物，存在于产物，存在于线粒体线粒体中，而脂肪酸的合成是中，而脂肪酸的合成是在在细胞液细胞液中进行，所以中进行，所以乙酰乙酰CoACoA首先要从线粒首先要从线粒体基质跨膜转移到细胞液体基质跨膜转移到细胞液中。

20、中。第四十三页，共66页幻灯片44在线粒体基质中，乙酰CoA与草酰乙酸结合生成柠檬酸，然后通过三羧酸载体跨膜进入细胞液。柠檬酸在细胞液中由柠檬酸裂解酶催化裂解成草酰乙酸和乙酰CoA。而在细胞液中生成的草酰乙酸又被NADH还原成苹果酸，再经氧化脱羧产生CO2、NADPH和丙酮酸。第四十四页，共66页幻灯片45线粒体基质丙酮酸羧化酶脂肪酸氧化柠檬酸穿梭（三羧酸转运体系）第四十五页，共66页幻灯片46 乙酰乙酰CoA 丙二酸单酰丙二酸单酰ACPACP乙酰乙酰CoACoA进入细胞胞液后，即发生如下反应：进入细胞胞液后，即发生如下反应：乙酰转酰酶乙酰合酶丙二酸单酰-S-ACP乙酰-CoA羧化酶丙二酸单酰

21、CoA丙二酰转酰酶乙酰-S-ACP转酰基酶第四十六页，共66页幻灯片47脂酰-丙二酰-ACP缩合酶丙二酸单酰-S-ACP乙酰合酶乙酰乙酰-S-ACP-酮脂酰-ACP还原酶D-羟丁酰-S-ACP-羟脂酰-ACP脱水酶烯丁酰-S-ACP丁酰-S-ACP烯酰ACP还原酶缩合还原脱水还原vStage 2:丙二酸单酰-S-ACP 丁酰-S-ACP第四十七页，共66页幻灯片48v丁酰-S-ACP经过同样方式与丙二酰ACP缩合，重复循环6次，即生成软脂酰ACP(C16),再水解成软脂酸丁酰-ACP软脂酰-ACP软脂酸第四十八页，共66页幻灯片49第四十九页，共66页幻灯片50v软脂酸合成的总反应式为：软脂酸

22、合成的总反应式为：软脂酸8乙酰CoAv奇数碳链脂酸起始物：丙酰奇数碳链脂酸起始物：丙酰CoACoAv带支链脂酸起始物：异丁酰带支链脂酸起始物：异丁酰CoACoAv均经丙二酸单酰均经丙二酸单酰CoACoA途径合成。途径合成。第五十页，共66页幻灯片51部位：肝内质网、线粒体部位：肝内质网、线粒体原料：丙二酸单酰CoA与软脂酰CoA酶：脂肪酸-氧化的四种酶碳链每次延长2C，最长可达二十四碳（2）脂肪酸碳链延长途径第五十一页，共66页幻灯片52（2 2）碳链延长：）碳链延长： v在在线粒体、内线粒体、内质网质网中进行；中进行；v在在16C16C基础上以基础上以乙酰乙酰CoACoA、丙二、丙二酰酰Co

23、ACoA为为2C2C供体；供体；v反应可看作反应可看作-氧化逆反应。氧化逆反应。v每次加每次加2C2C，可至，可至2222、24C24C， 多为多为18C18C。脱氢 还原水合 脱水脱氢 还原硫解分裂 缩合丙二酰-第五十二页，共66页幻灯片53三三. .甘油三酯的合成甘油三酯的合成第五十三页，共66页幻灯片54脂肪酰转移酶脂肪酰转移酶-磷酸甘油二酯单酰甘油磷酸- -磷酸甘油磷酸甘油和和脂肪酰脂肪酰CoACoA在在脂肪酰转移酶脂肪酰转移酶作作用下，缩合形成用下，缩合形成 - -磷磷酸甘油二酯，后者在酸甘油二酯，后者在磷酸酶作用下水解脱磷酸酶作用下水解脱去磷酸，并与另一分去磷酸，并与另一分子脂肪酰

24、子脂肪酰CoACoA缩合，得缩合，得到甘油三酯。到甘油三酯。P403P403-磷酸甘油磷酸甘油脱氢酶甘油磷酸激酶甘油甘油三酯第五十四页，共66页幻灯片55-磷酸甘油二酯磷酸酶甘油二酯脂肪酰转移酶甘油三酯第五十五页，共66页幻灯片56 第二节第二节 磷脂及固醇代谢磷脂及固醇代谢一、甘油磷脂的代谢一、甘油磷脂的代谢（一）分解代谢（一）分解代谢1、四种磷脂酶、四种磷脂酶 （1）卵磷脂（动物）卵磷脂（动物） 磷脂酶（磷脂酶（A、B等）等）+ 2H2O L- -甘油磷酸胆碱甘油磷酸胆碱 + 脂酸脂酸 甘油磷酸胆碱二酯酶甘油磷酸胆碱二酯酶 + 2H2O L- -甘油磷酸甘油磷酸 + 胆碱胆碱 磷酸单酯酶磷

25、酸单酯酶 + H2O 甘油甘油 + 磷酸磷酸 FAFAPiX 甘油 X = 氮碱或其他化学基团，如肌醇等 第五十六页，共66页幻灯片57 （2）卵磷脂（细菌）卵磷脂（细菌） 磷脂酶磷脂酶C + H2O 磷酸胆碱磷酸胆碱 + 1,2-甘油二酯甘油二酯 磷酸单酯酶磷酸单酯酶 + H2O 磷酸磷酸 + 胆碱胆碱2、水解产物分解、水解产物分解（1）甘油）甘油磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮EMP、TCA途径；途径；（2）脂肪酸）脂肪酸-氧化分解；氧化分解；（3）胆碱）胆碱氨基酸；氨基酸；第五十七页，共66页幻灯片58（二）合成代谢（二）合成代谢1. 1. 全合成途径全合成途径先由乙醇胺合成磷脂酰乙醇胺，先由乙

26、醇胺合成磷脂酰乙醇胺，再由再由S-S-腺苷甲硫氨酸供甲基经三次甲基化形成腺苷甲硫氨酸供甲基经三次甲基化形成卵磷脂。（动物）卵磷脂。（动物）2. 2. 补救合成途径补救合成途径当全合成受阻时利用从食物当全合成受阻时利用从食物得到的完整胆碱合成卵磷脂。得到的完整胆碱合成卵磷脂。v卵磷脂的合成起始于磷酸甘油；卵磷脂的合成起始于磷酸甘油；vCTPCTP是必需的辅助因子；是必需的辅助因子；第五十八页，共66页幻灯片59二、固醇代谢二、固醇代谢（一）胆固醇的合成（一）胆固醇的合成v90%以上胆固醇在体内合成（肝脏），需要以上胆固醇在体内合成（肝脏），需要ATP、NADPH和许多酶。和许多酶。1、合成原料：

27、乙酰辅酶、合成原料：乙酰辅酶A或乙酸；或乙酸；2、关键酶：羟甲基戊二酰辅酶、关键酶：羟甲基戊二酰辅酶A还原酶；还原酶；（二）胆固醇的转化（二）胆固醇的转化1、胆固醇转化为胆酸；、胆固醇转化为胆酸；2、转化成、转化成7-氢胆固醇，进一步变为维生素氢胆固醇，进一步变为维生素D3；3、转变为性激素和肾上腺激素；、转变为性激素和肾上腺激素；4、参与血浆脂蛋白的形成；、参与血浆脂蛋白的形成；第五十九页，共66页幻灯片60 三三. 脂代谢的意义和重要性脂代谢的意义和重要性（一）脂质是细胞质和细胞膜的重要成分，（一）脂质是细胞质和细胞膜的重要成分，磷脂代谢十分重要。磷脂代谢十分重要。（二）脂代谢与糖代谢和氨基酸代谢密切（二）脂代谢与糖代谢和氨基酸代谢密切相关。相关。（三）脂肪潜能高于糖和氨基酸，脂代谢（三）脂肪潜能高于糖和氨基酸，脂代谢为机体提供丰富的能量及热能。为机体提供丰富的能量及热能。（四）脂代谢异常会导致许多疾病：如肥（四）脂代谢异常会导致许多疾病：如肥胖症、血管硬化、结石症、脂肪肝及酮胖症、