中国药科大学 生物化学 基地班 第十章 脂类代谢课件

1、第一节 脂类在体内的消化和吸收第十章脂类代谢脂酰甘油类甘油与脂肪酸所形成的产物，甘油三酯是脂类中最丰富的一类。脂肪酸 脂肪酸是具有长碳氢链和一个羧基末端的有机物的总称，分饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸。甘油三酯的结构甘油磷脂条件： 乳化剂（胆汁酸盐、甘油一酯、甘油二酯等）的乳化作用。 脂肪酶的催化作用。 部位：主要在小肠上段（一）脂类的消化：一、脂肪的消化、吸收乳化 消化酶 甘油三酯食物中的脂类2-甘油一酯 + 2 FFA磷脂溶血磷脂 + FFA磷脂酶 胆固醇酯胆固醇酯酶胆固醇 + FFA 胰脂酶微团 (micelles)十二指肠下段及空肠上段。中链及短链脂酸构成的TG 乳化 吸收 脂肪酶 甘油 +

2、 FFA 门静脉 血循环肠粘膜 细胞 （二）、脂类的吸收：吸收部位：吸收方式：长链脂酸及2-甘油一酯 肠粘膜细胞（酯化成TG）胆固醇及游离脂酸 肠粘膜细胞（酯化成CE）淋巴管 血循环乳糜微粒(CM) TG、CE、PL +载脂蛋白(apo) B48、C、A、A 溶血磷脂及游离脂酸 肠粘膜细胞（酯化成PL）第二节 脂类的体内储存和动员血脂与血浆中的蛋白质结合，以血浆脂蛋白(lipoprotein)形式而运输。（一）血脂与血浆脂蛋白：血浆脂蛋白是血脂在血浆中的存在形式。与血脂结合的蛋白质称为载脂蛋白。二、血浆脂蛋白和脂类运输磷脂胆固醇载脂蛋白胆固醇酯甘油三脂四、脂蛋白的结构磷脂胆固醇载脂蛋白胆固醇酯

3、甘油三脂血浆脂蛋白的结构2、超速离心法：CM、VLDL、LDL、HDL乳糜微粒( CM)极低密度脂蛋白(VLDL)低密度脂蛋白(LDL)高密度脂蛋白(HDL) CM VLDL LDL HDL密度0.950.951.0061.0061.0631.0631.210组成脂类含TG最多， 8090%含TG较多 5070%含Ch及CE最多，4050%含脂类50%蛋白质最少, 1%510%2025%最多，约50%合成部位小肠上皮细胞肝实质细胞血浆肝功能转运外源性TG及Ch转运内源性TG及Ch转运内源性Ch逆向转运Ch第三节 脂肪的分解代谢激素敏感性脂肪酶脂解激素：正副肾、胰高血糖激素、 生长激素、ACTH

4、抗脂解激素：胰岛素、PGE2、雌二醇(hormone-sensitive triglyceride lipase , HSL)一、三酰甘油的分解代谢 脂肪动员产物的进一步代谢：甘油直接运送至各组织，经甘油激酶的作用转变为3-磷酸甘油进入糖代谢；脂酸由血浆中的清蛋白运送 至全身组织进行代谢。（二）甘油的代谢葡萄糖或糖原丙酮酸乙酰CoACO2+H2O甘油激酶（肝、肾、肠）甘油 甘油3磷酸 磷酸二羟丙酮甘油-3-磷酸脱氢酶脂肪酸活化为脂酰CoA（胞浆） 位于内质网和线粒体外膜的脂酰CoA合成酶催化脂肪酸与CoA-SH生成活化的脂酰CoA。RCOOH+CoASHRCOSCoA脂酰CoA合成酶ATPAM

5、P+PPiMg2+ H2O2Pi反应不可逆脂肪酸脂酰CoA脂酰CoA进入线粒体 脂肪酸氧化的酶系存在线粒体基质内，但胞浆中活化的长链脂酰CoA（12C以上） 却不能直接透过线粒体内膜，必须与肉毒碱(carnitine) 结合成脂酰肉毒碱才能进入线粒体基质内。RCO-SCoACoA-SH肉毒碱脂酰转移酶(CH3)3N+CH2CHCH2COOHOH肉毒碱(CH3)3N+CH2CHCH2COOHRCO-O 脂酰肉毒碱反应由肉毒碱脂酰转移酶(CAT-和CAT-II)催化：肉碱-脂酰肉碱转位酶限速酶 此过程为脂肪酸-氧化的限速步骤，CAT-是限速酶，丙二酸单酰CoA 是强烈的竞争性抑制剂。-氧化（1）(

6、1) 脱氢脂酰CoA脱氢酶FADFADH2(2) 水合RCH2C C COCoAHH 反2-烯酰CoA 反2-烯酰CoA水化酶 H2O OHRCH2CHCH2COSCoAL-羟脂酰CoAATP R-CH2 - CH2C-SCoA|-氧化（2）OHRCH2CHCH2COSCoAL-羟脂酰CoA(3) 再脱氢NAD+NADH+H+L-羟脂酰CoA脱氢酶(4) 硫解CH3COSCoA乙酰CoARCH2COSCoA脂酰CoA(14C)（1）（2）（3）（4）-酮脂酰CoARCH2CSCoA OCH2COCoA-SH-酮脂酰 CoA硫解酶 2.5ATP呼吸链重复反应第十章 脂类代谢30脂肪酸的氧化FAD

7、 FADH2脱氢 H2O水化NAD+NADH + H+再脱氢HSCoA硫解TCA循环脂酰CoA脱氢酶2-烯脂酰CoA水化酶L(+)-羟脂酰CoA脱氢酶酮脂酰CoA硫解酶脂肪酸-氧化小结一次-氧化：经过：脱氢、加水、再脱氢、硫解生成：1 FADH2 1 NADH+H+ 1 乙酰CoA 少2个碳原子的脂酰CoA-氧化终产物 乙酰CoA 2、脂肪酸氧化的能量生成nn21（）5+2122-氧化的次数生成的乙酰CoA数脂肪酸活化消耗的ATP数 活 化：消耗2个高能磷酸键 氧 化：7 轮循环产物：能量计算： 生成ATP 812 + 73 + 72 = 131 净生成ATP 131 2 = 129以软脂酸为

8、例8分子乙酰CoA7分子 NADH+H+ 7分子FADH2 脂肪酸的-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+过氧化羟化脂肪酸的氧化作用 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-OO

9、C(CH2)n COO-O2NAD(P) +NAD(P)H+H+NAPD +NADPH+H+NAD(P) +NAD(P)H+H+混合功能氧化酶醇酸脱氢酶醛酸脱氢酶3、脂肪酸氧化的其他途径、不饱和脂肪酸的氧化 烯脂酰CoA异构酶顺式反式、奇数碳原子脂肪酸的氧化 经正常的-氧化产生丙酰CoA，丙酰CoA经三步酶促反应转化成琥珀酰CoA 丙酰CoA羧化酶、生物素D-甲基丙二酰CoAL-甲基丙二酰CoA甲基丙二酰CoA表异构酶（消旋酶） 奇数碳原子脂肪酸也可先进行-氧化，脱去一个碳原子后，再进行-氧化。B12 甲基丙二酰 CoA变位酶四、酮体的生成和利用酮体：脂肪酸在肝中不彻底氧化产生的 乙酰乙酸、

10、-羟丁酸、丙酮的总称。原料：（脂肪酸-氧化产生）乙酰CoA部位：肝（线粒体）关键酶 ：HMG-CoA合成酶。利用：肝外组织（心、肾、脑、骨骼肌等）线粒体CO2 CoASH CoASH NAD+ NADH+H+ -羟丁酸脱氢酶HMGCoA合酶乙酰乙酰CoA硫解酶HMGCoA 裂解酶1. 酮体的生成 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。 NAD+ NADH+H+ 琥珀酰CoA 琥珀酸 CoASH+ATP PPi+AMP CoASH 琥珀酰CoA转硫酶乙酰乙酰CoA硫激酶乙酰乙酰CoA硫解酶酮体的利用1. 酮体具水溶性，能透

11、过血脑屏障及毛细血管壁，是输出脂肪能源的一种形式。2. 长期饥饿时，酮体供给脑组织5070%的能量。3. 禁食、应激及糖尿病时，心、肾、骨骼肌摄取酮体代替葡萄糖供能，节省葡萄糖以供脑和红细胞所需，并可防止肌肉蛋白的过多消耗。酮体的生成的意义脂肪动员甘油 脂肪酸CO2+H2O +ATP糖 原CO2+H2O +ATP-氧化乙酰CoA（肝）酮体(ketone bodies)（肝外）小结：脂肪酸的合成脂肪酸碳链的延长脂肪的合成第四节 脂肪的合成代谢磷酸甘油的合成一、甘油-3-磷酸的合成HHOH2- 甘油-3-磷酸的合成：脂肪及肌肉组织主要以方式（1）进行，肝、肾、肠主要以方式（2）进行。脂肪酸合酶复合

12、体、脂肪酸的从头合成途径、合成原料：乙酰CoA、合成部位：胞质 +（线粒体/微粒体）1、脂肪酸的生物合成 脂肪酸合成途径：发生于细胞溶胶的从头合成途径、线粒体延长途径、微粒体延长途径。乙酰CoA羧化酶、参与反应的酶、柠檬酸-丙酮酸循环胞浆线粒体反应过程、丙二酸单酰 CoA 的生成乙酰CoA羧化酶Mn2+、生物素、乙酰CoA羧化酶：别构酶（限速酶）。受柠檬酸激活，受丙二酸单酰CoA及长链脂酰CoA的抑制；磷酸化与脱磷酸化也影响酶的活性。激素调节 乙酰CoA羧化酶的共价修饰调节 胰高血糖素：激活蛋白激酶，使之磷酸化而失活胰岛素：通过蛋白磷酸酶，使之去磷酸化而复活 脂酸合成 胰岛素 胰高血糖素 肾上

13、腺素 生长素脂酸合成 TG合成 （2）脂酸合成从乙酰CoA及丙二酰CoA合成长链脂酸，是一个重复加成过程，每次延长2个碳原子。各种生物合成脂酸的过程基本相似。脂肪酸合成酶复合体7种酶蛋白脂肪酰基转移酶丙二酰CoA酰基转移酶酮脂肪酰合成酶酮脂肪酰还原酶羟脂酰基脱水酶脂烯酰还原酶硫酯酶脂酰基载体蛋白（ACP)中央巯基SH外围巯基SHACP乙酰CoA:ACP转酰酶 丙二酸单酰CoA:ACP转酰酶-酮脂酰-ACP合酶 -酮脂酰-ACP还原酶 -羟脂酰-ACP脱水酶 烯脂酰-ACP还原酶 磷酸泛酰巯基乙胺 CoASH* 软脂酸的合成过程* 底物进入 乙酰CoA CE-S-乙酰基 (缩合酶) 丙二酰CoA

14、 ACP-S-丙二酰基 软脂酸合成酶 乙酰基（第一个）丙二酰基缩合 CO2 还 原 NADPH+H+ NADP+ 脱水 H2O 再还原 NADPH+H+ NADP+ 酮脂酰合成酶酮脂酰ACP还原酶羟脂酰ACP脱水酶烯脂酰ACP还原酶59* 转 位 丁酰基由E2-泛-SH（ACP上)转移至 E1-半胱-SH（CE上）ACPS C=O CH2 CH2 CH3 CE HS SO=C CH2 CH2 CH3 CEACPHS转 位 经过7轮循环反应，每次加上一个丙二酰基，增加两个碳原子，最终释出软酯酸。CESO=C CH3 ACPSC=O CH2COO- CESO=C CH2 CH2 CH2 CH2 C

15、H3 ACPSC=O CH2COO- CESO=C CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH3 ACPSC=O CH2COO- O-O=C CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH3 CH2CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CEACPHS HS +4H+4e- CO2 CESO=C CH2 CH2 CH3 ACPSC=O CH2COO- 4H+4e- CO2 4H+4e- CO2 合成所需原料为乙酰CoA，直接生成的产物是软脂酸，合成一分子软脂酸，需七分子丙二酸单酰CoA和一分子乙酰CoA； 在胞液中进行，关键酶是乙酰CoA羧化酶； 合成为一耗能过

16、程，每合成一分子软脂酸，需消耗23分子ATP（16分子用于转运，7分子用于活化）； NADPH来源：磷酸戊糖途径提供6分子； 柠檬酸穿梭转运8分子乙酰CoA产生8NADPH 。软脂酰CoA对脂肪酸合成有反馈抑制作用。脂肪酸合成特点：脂肪酸从头合成途径与脂肪酸 -氧化的比较：从头合成途径-氧化途径反应地点细胞溶胶线粒体参与的酶脂肪酸合酶复合体-氧化酶系辅因子NADPH+H+FAD、NAD+酰基载体ACPCoA不需要柠檬酸脂肪酸高速合成时，需柠檬酸激活限速酶：乙酰CoA羧化酶激活剂2 碳单位加入或减去的方式合成反应需CO2参与（以HCO3- 形式）氧化反应发生在 -位上，碳原子成对脱落（乙酰CoA

17、），不需要CO2 参与能量吸能反应：丙二酸单酰CoA的形成及还原反应放能反应，产生大量ATP穿梭方式三羧酸转运机制肉毒碱穿梭第十章 脂类代谢63（3）碳链的加工 碳链延长、缩短软脂酸 多种不同的脂肪酸线粒体脂酸碳链延长酶系 以乙酰CoA为二碳单位供体，由 NADPH+H+ 供氢。内质网脂酸碳链延长酶系 以丙二酰CoA为二碳单位供体，由 NADPH+H+ 供氢、线粒体延长途径 线粒体延长途径独立于从头合成途径，基本上是-氧化途径的逆过程。经多次重复可使碳链延长至C24或C26，以硬脂酸最多。与从头合成途径比较： 酰基载体不同：CoA 每次添加的单位不同：2碳单位乙酰CoA 第二次还原的氢供体：N

18、ADPH + H+ 该延长途径也可用于不饱和脂肪酸的延长。、微粒体延长途径 内质网延长途径较线粒体延长途径活跃，16碳酸可延长至24碳酸，但以硬脂酸最多。 与从头合成途径比较： 酰基载体不同：CoA 每次添加的单位相同：丙二酸单酰CoA 氢供体相同：NADPH + H+脂酰CoA去饱和酶C18，9，12，C18，6，9，12，、不饱和脂肪酸的生物合成 哺乳动物不能合成的、必需由食物提供的脂肪酸，叫必需脂肪酸。（三）脂肪的合成过程直接原料：脂酰CoA 、甘油3磷酸嗜好甜食易肥胖的原因三酰甘油合成的原料中：甘油3磷酸主要来自磷酸二羟丙酮（糖代谢）脂酰CoA合成所需的乙酰CoA主要来自丙酮酸氧化脱羧

19、（糖代谢）小结：糖是合成脂肪的原料第5节 类脂的代谢类脂： 磷脂、糖脂、类固醇（一）甘油磷脂的分解代谢R2 R1磷脂酰胆碱（卵磷脂）磷脂酰乙醇胺（脑磷脂）甘油磷脂的结构-CH2-CH2-N+(CH3)3-CH2-CH2-NH2分解产物：甘油脂肪酸磷酸含氮碱（二）甘油磷脂的合成1、部位与原料部位：肝、肾、肠，细胞内质网原料：脂肪酸、甘油-3-磷酸、ATP、GTP 胆碱 乙醇胺2、基本过程二酰甘油合成途径：合成卵磷脂、脑磷脂CDP-二酰甘油合成途径：合成磷脂酰丝氨酸、磷脂酰肌醇、心磷脂第十章 脂类代谢751、乙醇胺与胆碱的活化2、卵磷脂与脑磷脂的合成脂肪肝脂肪肝：肝内脂肪含量10%原因：磷脂合成不

20、足，导致VLDL合成障碍 脂肪来源过多治疗：提供磷脂合成的原料磷脂、胆碱、甲硫氨酸、Vit B12、CTP三、胆固醇代谢123456879101112131415161718192021222324252627* 胆固醇的生理功能是生物膜的重要成分，对控制生物膜的流动性有重要作用；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。（一）胆固醇的合成1、部位与原料部位：肝脏，细胞质和内质网膜原料：乙酰CoA、NADPH+H+、ATP1分子胆固醇 18乙酰CoA + 36ATP + 16(NADPH+H+) 葡萄糖有氧氧化 葡萄糖经磷酸戊糖途径 乙酰CoA通过柠檬酸-丙酮酸循环出线粒体（二）合成原料2、合成过程第一阶段：甲羟戊酸（MVA）的合成第二阶段：鲨烯的合成（30C）第三阶段：胆固醇的生成（27C）合成胆固醇的限速酶1. 甲羟戊酸的合成目 录2. 鲨烯的合成3. 胆固醇的合成目 录胞质内质网关键酶HMG-CoA还原酶 酶的活性具有昼夜节律性 (午夜最高 ，中午最低 ）可被磷酸化而失活，脱磷酸可恢复活性受胆固醇的反馈抑制作用胰岛素、甲状腺素能诱导肝HMG-COA还原酶的合成3、胆固醇合成的调节饥饿（-）饱食（+）食物胆固醇（-）胰岛素诱导胰高血糖素（-）甲状腺素诱导胆固醇胆汁