脂类代谢课件1

1、第七章 脂类代谢Metabolism of Lipid第1页，共69页。 脂肪和类脂总称为脂类。 脂肪（fat）：又称三酯酰甘油或甘油三脂 类脂 lipid固醇类：如胆固醇(cholesterol)磷脂(phospholipid,PL)糖脂(glycolipides)(triglyceride,TG)脂 类 概 述定义分类第2页，共69页。（一）储能和供能的主要物质 1g 脂肪在体内彻底氧化供能约38KJ，而1g 糖彻底氧化仅供销能 16.7KJ脂肪组织储存脂肪, 约占体重1020% .脂类的主要生理功能返回（二）维持生物膜的结构和功能（三）促脂溶性的维生素的吸收（四）热垫和保护垫的作用（五）

2、构成血浆脂蛋白第3页，共69页。（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第4页，共69页。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（二) 脂类的吸收第5页，共69页。第 二 节甘油三酯的代谢Metabolism of Triglyceride第6页，共69页。一、甘油三酯的分解代谢 定义： 储存在脂肪细胞中的脂肪，被脂肪酶逐步水解为游离的脂肪酸及甘油，并释入血以供其他组织氧化利用的过程。（一）脂肪动员第7页，共69

3、页。关键酶激素敏感性甘油三酯脂肪酶： 是脂肪的限速酶酯解激素：能促进脂肪动员的激素，入胰高血糖素、去甲肾上腺素等。对抗酯解激素因子：抑制脂肪动员，入胰岛素、前列腺素、烟酸等。第8页，共69页。 激素+膜受体腺苷酸环化酶 cAMP蛋白激酶A激素敏感脂肪酶（HSL，甘油三酯酶）甘油三酯分解甘油二酯甘油一酯甘油和游离脂肪酸脂肪动员的激素调节作用第9页，共69页。（二）甘油的代谢甘油 -磷酸甘油 磷酸二羟丙酮ATP ADP NAD+ NADH甘油磷酸 激酶-磷酸甘油 脱氢酶糖酵解-氧化异生为糖糖代谢3磷酸甘油醛第10页，共69页。（三）脂肪酸的氧化 组 织：除脑组织外，大多数组织均可进 行，其中肝、肌

4、肉最活跃。 亚细胞：胞液、线粒体部位第11页，共69页。脂肪酸的氧化 FA线粒体外活化 脂肪酰CoA 线立体内-氧化 乙酰CoA TCA CO2、H2O、ATP 第12页，共69页。脂肪酸活化 脂酰CoA（胞液）RCOOH+CoASHRCOSCoA脂酰CoA合成酶ATPAMP+PPiMg2+ H2O2Pi 反应不可逆脂酰COA合成酶存在于内质网和线粒体外膜上脂肪酸脂酰CoA第13页，共69页。2.脂酰CoA进入线粒体的过程*第14页，共69页。3. 脂酸的-氧化（四个过程）： 脱 氢 水 化 再脱氢 硫 解第15页，共69页。 具体步骤FAD FADH2脱氢酶HOH 水化酶 -羟脂酰CoAc.

5、脱氢脱氢酶 -酮脂酰CoA NADH+ NADH + H+-烯脂酰CoAb.水化a.脱氢 第16页，共69页。 H SCoA+乙酰CoA少二碳原子的脂酰CoA 氧化？ 脂酰基团d.硫解乙酰CoA第17页，共69页。CH3COCOOHNAD+NADH + H+CoASHCO2CH3COSCoAOCCOOHCH2COOHCH2COOHC(OH)COOHCH2COOHCH2COOHCHCOOHCH(OH)COOHNAD(P)NAD(P)H+HCH2COOHCHCOOHCOCOOHCH2COOHCH2COCOOHNADH+HNADNADH + H+COSCoACH2CH2COOHGDP+PiGTPCo

6、ASHH2 OCH2COOHCH2COOHFADH2FADCHCOOHCHCOOHHOCCOOHCH2COOHH+NAD+CO2+CoASHH 2 OCoASHCO2丙乙酰 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 O2三羧酸循环第18页，共69页。氧化的生化历程 乙酰CoAFAD FADH2 NAD +NADHRCH2CH2CO-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RCHOHCH2COScoARCOCH2CO-SCoA RCH

7、=CH-CO-SCoA +CH3COSCoAR-COScoAH2O CoASHTCA 乙酰CoA 乙酰CoA 乙酰CoAATPH20呼吸链H20呼吸链 乙酰CoA 乙酰CoA 乙酰CoA 乙酰CoA第19页，共69页。 脂肪酸氧化的能量生成(16:0) 消耗 FA活化 产生 7 FADH2 7 NADH+H+ 8 乙酰CoA 129 - 22 7 = 143 7 = 2112 8 = 96净生成ATP第20页，共69页。 (四) 酮体的生成及利用： 脂肪酸在肝脏中氧化分解所生成的乙酰乙酸、-羟丁酸、丙酮三种中间代谢产物，统称为酮体。 生成部位：肝细胞线粒体 利用部位：肝外组织（心、肾、脑、骨骼

8、肌等)线粒体第21页，共69页。CH3COCH2COSCoA乙酰乙酰CoACH3COSCoA 乙酰CoACH3CCH2COSCoAOHCH2COOH -羟-甲基戊二酸单酰CoACH3CCH2COOH OH -羟丁酸CH3COCH2COOH乙酰乙酸CH3COCH3丙酮 CH3COSCoA 乙酰CoACoA-SH乙酰乙酰硫解酶CoA-SHHMG-CoA 合酶HMG-CoA 裂解酶NADH+H+NAD+ -羟丁酸 脱氢酶CO2乙酰乙酸 脱羧酶关键酶1.酮体的生成途径第22页，共69页。2. 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。

9、肝内生酮肝外用第23页，共69页。心、肾、脑、骨骼肌细胞心、肾、脑细胞3.酮体的氧化过程第24页，共69页。 4. 酮体的生理意义：1. 酮体是肝脏输出能源的一种形式。能透过血脑屏障，是脑组织的重要能源。2. 酮体利用的增加，有利于维持血糖水平的恒定，节省蛋白质的消耗。返回第25页，共69页。（1）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5.酮体生成的调节第26页，共69页。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

10、-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(-)（2）肉碱脂酰转移酶活性第27页，共69页。口诀 ： FA 氧化为供能 肝内肝外有不同 肝内生酮肝外用 血中转运相沟通 糖供不足缺能量 FA 氧化来补足 若是产销不平衡 小心酮症酸中毒第28页，共69页。二、脂肪酸和脂肪的合成代谢 （一）软脂酸的合成 1.合成部位 组 织：肝（主要） 、脂肪等组织 亚细胞： 胞液： 主要合成16碳的软脂酸 肝线粒体、内质网：碳链的延长第29页，共69页。乙酰CoA、ATP、HCO3 、NADPH 、Mn2+2.合成原料NADPH的主要来源：主要来自胞浆中的磷酸戊糖途径，其次是柠檬酸穿梭系

11、统。乙酰CoA的来源：脂肪酸合成的碳源主要来自糖氧化分解、-氧化和氨基酸氧化分解产生乙酰CoA ，它们都存在于线粒体中。线粒体中的乙酰 CoA，需通过柠檬酸-丙酮酸循环（或称拧檬酸穿梭系统）运到胞浆中，才能供脂肪酸合成所需。第30页，共69页。乙酰CoA转运出线粒体： 经柠檬酸-丙酮酸穿梭作用将线粒体内生成的乙酰CoA运至胞液。第31页，共69页。(1)丙二酸单酰CoA的合成 CH3COSCoA+ HCO3- + ATP 乙酰CoA羧化酶Mn2+、生物素 HOOC-CH2COSCoA + ADP + Pi丙二酰 CoA在胞浆中进行HCO3-+ATPADP+Pi酶-生物素酶-生物素-CO2丙二酰

12、单酰CoA乙酰CoA机理：关键酶3. 合成过程 返回第32页，共69页。（2）丙二酸单酰CoA转变为软脂酸的过程: 转移CESHACPSHECH3COSCoACoASH乙酰转移酶( AT)CESHACPSCOCH3ECESCOCH3ACPSHECESCOCH3ACPSCOCH2*COOHE*COOH CH2COSCoACoASH 丙二酰转移酶(MT)过程一第33页，共69页。 缩合脱羧 CESCOCH3ACPSCOCH2*COOHE*CO2缩合酶(CE)CESHACPSCOCH2COCH3E 还原、脱水、再还原CESHACPSCOCH2COCH3ECESHACPSCOCH2CHCH3EOHNA

13、DPH+H+NADP+-酮脂酰 还原酶(KR)脱水酶过程二第34页，共69页。CESHACPSCOC=C-CH3EHHNADPH+H+NADP+烯酰还原酶(ER)CESHACPSCOCH2CH2CH3ECESHACPSCO(CH2)13CH2CH3ECH3CH2(CH2)13COOH+CESHACPSHEH2O硫酯酶 (TE)再经6次循环软脂酸过程三第35页，共69页。脂肪酸合成循环第36页，共69页。 CH3COSCoA7 HOOC-CH2COSCoA14NADPH14H+H2O软脂酸14NADP+7CO27H2O8CoA-SH脂肪酸合成酶系 （7次循环）软脂酸（16C）合成的总反应式：第3

14、7页，共69页。 大肠杆菌 有7种酶蛋白（脂肪酰基转移酶、丙二酰CoA酰基转移酶、B酮脂肪酰合成酶、B酮脂肪酰还原酶、B羟脂酰基脱水酶、酯烯酰还原酶和六酯酶），聚合在一起构成多酶体系。软脂酸合成酶第38页，共69页。对于动物 7种酶活性都在一条多肽链上，属于多功能酶，有一个基因编码；有活性的酶为两相同亚基首尾相连组成的二聚体。第39页，共69页。（2）软脂酸的碳链延长此过程在线粒体/微粒体内进行。使用丙二酸单酰CoA与软脂酰CoA缩合，使碳链延长，最长可达二十四碳。不饱和键由脂类加氧酶系催化形成。 第40页，共69页。（二）、不饱和脂肪酸的合成 人体内有4，5，8及9去饱和酶，催化饱和脂肪酸引

15、入双键，使之转变为不饱和脂肪酸。 至今在体内尚未发现有9以上的去饱和酶，即在第10C与碳原子之间不能形成双键。 必需脂肪酸: 指人体不能合成，必需由食物提供的脂肪酸，有3种：亚油酸(18C:29,12 亚麻酸(18C:36,9,12 )花生四烯酸(18C:4 5,8,11,14 ) 第41页，共69页。（三）、脂肪的合成代谢部位: 肝、脂肪组织、小肠等原料: -磷酸甘油 脂肪酰CoA第42页，共69页。 -磷酸甘油的来源： 1、甘油磷酸化 2、糖 磷酸二羟丙酮 -磷酸甘油第43页，共69页。 脂肪酰CoA的来源： 糖 脂动员 脂肪酸 脂肪酰CoA 甘油三酯 乙酰CoA (脂蛋白) 缩合活化水解

16、第44页，共69页。(二) 合成过程1、甘油一酯途径CH2OHR2CO-O-CHCH2OHCH2OCOR1R2CO-O-CHCH2OHCH2OCOR1R2CO-O-CHCH2OCOR3甘油一酯酰转移酶CoASHRCOSCoARCOOH脂酰CoA合成酶甘油二酯酰转移酶CoASHMGDGTG第45页，共69页。2、磷脂酸-甘油二酯途径葡萄糖CH2OHC=OCH2OHNADH+H+NAD+磷酸甘油 脱氢酶CH2OHCCH2O-HOPCH2OCOR1CCH2O-R2CO-OPCH2OCOR1CCH2OH R2CO-O-H2OPi磷脂酸磷酸酶CH2OCOR1CCH2OCOR3R2CO-OCoA-SHR3

17、COSC0A脂酰转移酶R1COSCoAR2COSC0A磷酸甘油脂酰转移酶2 CoA-SH磷脂酸TG第46页，共69页。磷脂和胆固醇的代谢第三节第47页，共69页。 甘油磷脂（PC、PE）75 磷脂 鞘磷脂（神经鞘磷脂） 糖脂鞘糖脂（脑苷脂、神经节苷脂） 胆固醇（及其酯）类脂第48页，共69页。磷脂的代谢第49页，共69页。 (一)甘油磷脂的合成代谢含量：磷脂酰胆碱最多，磷脂酰胆胺其次 （卵磷脂） （脑磷脂） 部位：肝、小肠、肾等原料：丝氨酸、蛋氨酸、甘油二酯、 ATP、CTP第50页，共69页。甘油磷脂的合成代谢 食物丝氨酸代谢 胆胺 胆碱 磷酸胆胺 磷酸胆碱 CDP-胆胺 CDP-胆碱 AT

18、PADPCTPPPi甘油二酯CMP 脑磷脂 卵磷脂甲基化甲基化（SAM）第51页，共69页。葡萄糖3-磷酸甘油转酰酶2RCOCoA2CoA磷脂酸磷酸酶Pi 1,2-甘油 二脂CDP-乙醇胺CMPCDP-胆碱CMP脂酰 -CoACoA磷脂酰乙醇胺 （脑磷脂）磷脂酰胆碱（卵磷脂）甘油三脂第52页，共69页。（1）1，2DG是合成PC、PE、TG 的共同中间产物（缺乏胆碱、 胆胺时，趋向合成TG）（2）CDP-胆碱、CDP-胆胺是胆碱、 胆胺的活性形式 第53页，共69页。（二）甘油磷脂的分解代谢：甘油磷脂的分解靠存在于体内的各种磷脂酶将其分解为脂肪酸、甘油、磷酸等，然后再进一步降解。 第54页，共

19、69页。胆固醇的代谢第55页，共69页。 胆固醇的生理功能 1、胆固醇是生物膜的重要成分 2、胆固醇是合成胆汁酸、类固 醇激素及维生素D等生理活性 物质的前体第56页，共69页。胆固醇的生物合成(一)合成部位全身各组织（特别是肝）的胞液及内质网。(二)合成原料 乙酰CoA（来自柠檬酸-丙酮酸循环）、NADPH+H+、ATP(三)合成的基本过程包括近30步反应，分3个主要阶段。第57页，共69页。1.甲羟戊酸的生成2 CH3COSCoACoASH -酮硫解酶 CH3COCH2COSCoACOOHCH2HOCCH3CH2COSCoACOOHCH2HOCCH3CH2CH2OH 2NADPH+2H+2

20、 NADP+CoASHHMG-CoA还原酶CH3COSCoACoASHHMG-CoA合酶 HMG-CoA甲羟戊酸(MVA)关键酶第58页，共69页。2.鲨烯的生成甲羟戊酸(MVA)(6C)异戊烯焦磷酸(IPP)(5C)6+6+鲨烯(30C)第59页，共69页。3. 胆固醇的生成羧化环化O2羊毛固醇(30C)脱甲基、还原等NADPH+H+HO鲨烯(30C)胆固醇(27C)第60页，共69页。胆固醇合成的调节 1.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、NADPH+H+等增多过多的蛋白质，因丙氨酸及丝氨酸等代谢提供了原料乙酰Co

21、A饥饿、禁食则相反 胆固醇合成增加第61页，共69页。2、食物胆固醇的影响食物Ch有限地反馈抑制HMG-CoA合成(25%). 3、激素的影响胰高血糖素胰 岛 素胆固醇合成胆固醇合成 无Ch摄入时解除此种抑制，故适量的Ch摄入有 利于此反馈抑制作用。第62页，共69页。胆固醇的转化与排泄 胆固醇在体内不能被彻底分解为二氧化碳和H2O，其代谢去路是转变为胆汁酸、类固醇激素及维生素D3胆汁酸维生素D3胆固醇孕烯醇酮皮质酮孕酮皮质醇（糖皮质激素）醛固酮（盐皮质激素）睾丸酮雌二醇（性激素）粪便排出第63页，共69页。(一)血脂与血浆脂蛋白(脂蛋白,LP)1.血脂：血浆中所含脂类的总称，主要包括甘油三酯、磷脂、胆固醇、胆固醇酯及游离脂肪酸等。血脂与血