生物化学Chapter11 脂肪代谢

第十一章脂类代谢(LipidMetabolism)整理课件脂类脂肪：又称三酯酰甘油或甘油三脂类脂固醇类：如胆固醇(cholesterol)磷脂(phospholipid,PL)糖脂(glycolipides)(triglyceride,TG)脂类是生物体内不溶于水而溶于有机溶剂的一大类物质的总称，包括脂肪和类脂。整理课件脂类代谢对于生命活动具有重要意义：（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17.2KJ脂肪组织储存脂肪,约占体重10～20%.合理饮食脂肪氧化供能占15～25%禁食1～3天脂肪氧化供能占85%饱食、少动脂肪堆积，发胖空腹脂肪氧化供能占50%以上整理课件(二)生物膜的重要结构成分整理课件人类的某些疾病如动脉粥样硬化和酮尿症等都与脂类代谢紊乱有关。(三)参与代谢调控整理课件第一节、脂肪的消化、吸收和转运第二节、脂肪的分解代谢第三节、脂肪的合成代谢第四节、磷脂代谢第五节、胆固醇代谢整理课件一、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第一节、脂肪的消化、吸收和转运整理课件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、脂类的吸收整理课件脂类的消化、吸收和运输整理课件(一)血脂的含量及组成三、血脂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。血脂与血浆中的蛋白质结合形成水溶性复合物--LP形式存在和运输。整理课件血浆脂蛋白分类示意图密度颗粒整理课件②由肝脏、脂肪细胞及其他组织合成后释放入血；①肠道中食物脂类的消化吸收；③储存脂肪动员释放入血。(二)血脂的来源和去路：来源：整理课件血脂的去路：①进入脂肪组织储存；③构成生物膜；②氧化供能；④转变为其它物质。整理课件第二节、脂肪的分解代谢脂肪脂肪酶甘油+脂肪酸整理课件一、甘油的分解与合成代谢糖异生葡萄糖EMPCH3C=OCOOH--乙酰COATCACO2+H2O3-磷酸甘油醛CHOCHCH2OOHP整理课件三：脂肪酸的分解代谢

脂肪酸的-氧化作用是指脂肪酸在氧化分解时，碳链的断裂发生在脂肪酸的-位，即脂肪酸碳链的断裂方式是每次切除2个碳原子。脂肪酸的-氧化是含偶数碳原子或奇数碳原子饱和脂肪酸的主要分解方式。脂肪酸的-氧化在线粒体中进行.脂肪酸的氧化分成三步进行：活化、转运入线粒体、氧化为乙酰-CoA.

整理课件二、脂肪酸的分解代谢饱和脂肪酸的氧化分解不饱和脂肪酸的氧化分解β-氧化作用α-氧化作用ω-氧化作用单不饱和脂肪酸的氧化分解多不饱和脂肪酸的氧化分解整理课件R1CH2CH2CH2CH2

CH2COOH饱和脂肪酸在一系列酶的作用下，羧基端的β位C原子发生氧化，碳链在α位C原子与β位C原子间发生断裂，每次生成一个乙酰COA和较原来少二个碳单位的脂肪酸，这个不断重复进行的脂肪酸氧化过程称为β-氧化.整理课件1:脂肪酸的活化脂肪酸(脂酰CoA合成酶)整理课件2.脂酰CoA进入线粒体对于动物来说，β-氧化在线粒体基质中进行，而脂肪酸第一步活化在胞液中，脂酰CoA（10C以上）不能进入线粒体，后面的步骤发生在线粒体中，所以涉及特殊的转运机制来帮助跨膜。整理课件肉碱转运脂酰辅酶A进入线粒体整理课件

此过程为脂肪酸β-氧化的限速步骤，CAT-Ⅰ是限速酶，丙二酸单酰CoA

是强烈有竞争性抑制剂。整理课件脱H：FADFADH2脂酰COA脱H酶（3种）-RCH2C=CCO～SCOAH-H（△2反式烯脂酰COA）水化：脱H：-烯脂酰COA水化酶RCH2CH-CH2CO～SCOAOH（L-β-羟脂酰COA）NAD+NADH+H+L-β-羟脂酰COA脱H酶RCH2C-CH2CO～SCOAO=（β-酮脂酰COA）3、β-氧化的反应历程（偶数C原子）RCH2C-CH2CO～SCOAO=COASH酮脂酰硫解酶（3种）O=RCH2-C～SCOA+CH3-C～SCOAO=（少2个C的脂酰COA）硫解：整理课件整理课件4、脂肪酸-氧化的生理意义脂肪酸的完全氧化可以为机体生命活动提供能量。例如软脂酸经过7次-氧化，可以生成8个乙酰CoA，软脂酸完全氧化的反应式为：

C16H31CO～SCoA+7CoA-SH+7FAD+NAD++7H2O

8CH3CO～SCoA+7FADH2+7NADH+7H+

1分子软脂酸完全氧化净生成129个ATP。整理课件

-氧化的产物乙酰CoA还可以作为合成脂肪酸、酮体和某些氨基酸的原料

-氧化过程产生的大量的水可以供动物对水的需要整理课件5、奇数碳饱和脂肪酸的-氧化(丙酰CoA)丙酰CoA羧化酶(甲基丙二酰CoA)(琥珀酰CoA)Thelast-oxidationcycleofafattyacidwithanoddnumberofcarbonsgivespropionyl-CoA整理课件6、脂肪酸氧化的其他途径(1)脂肪酸的ω-氧化

(2)脂肪酸的α-氧化CH3(CH2)nCOOH

HOOC(CH2)nCOOHβ-氧化

R-CH2CH2COOH

R-CH-COOHR-CH2COOH﹢CO2

OH

ωαO2

整理课件

体内不饱和脂肪酸约占脂肪酸总量的一半以上。也在线粒体中进行β-氧化。含有一个双键的不饱和脂肪酸氧化在未遇双键前其反应过程与饱和脂肪酸的β-氧化完全相同。当遇到双键后，还需要另一个特异性的酶：Δ3-顺，Δ2-反烯酰CoA异构酶催化：如油酸=18:1Δ9如下图所示1、单不饱和脂肪酸的氧化整理课件单不饱和脂肪酸的氧化整理课件多不饱和脂肪酸如亚油酸(18:2Δ9,12)的氧化需要增加两个酶：

Δ3-顺，Δ2-反烯酰CoA异构酶2,4-二烯酰CoA还原酶.

HHH|||

H3C-(CH2)7-C=C-CH2CO～SCoAH3C-(CH2)7-CH2-C=C-CO～SCoA4321|H43212、多不饱和脂肪酸的氧化整理课件多不饱和脂肪酸的氧化整理课件

三、酮体(KetoneBodies)的代谢酮体指的是乙酰乙酸(acetoacetate)，β-羟丁酸(β–hydroxybutyrate)，丙酮(acetone)

整理课件CH3COCH2CO~SCoA乙酰乙酰CoACH3CO~SCoA乙酰CoACH3—C—CH2CO~SCoAOHCH2COOHβ-羟β-甲基戊二酸单酰CoACH3—C—CH2COOHOHβ-羟丁酸CH3COCH2COOH乙酰乙酸CH3COCH3丙酮CH3CO~SCoA乙酰CoACoA-SH硫解酶CoA-SHHMG-CoA合酶HMG-CoA

裂解酶NADH+H+NAD+β-羟丁酸脱氢酶CO2乙酰乙酸

脱羧酶关键酶（一）酮体的生成途径整理课件（二）酮体的氧化（肝外组织）CH3CHOHCH2COOHCH3COCH2COOHCH3COCH2COOH+HOOCCH2CH2COSCoA琥珀酰辅酶A转硫酶CH3COCH2COSCoA+HOOCCH2CH2COOH

β-羟丁酸脱氢酶

(1)(β-羟丁酸)(乙酰乙酸)(乙酰乙酸CoA)整理课件CH3COCH2COOH+CoASH+ATP乙酰乙酸硫激酶CH3COCH2COSCoA

+AMP+PPiCH3COCH2COSCoA+CoASH2CH3COSCoA(2)硫解酶(乙酰乙酸CoA)整理课件丙酮去路:随尿排出直接从肺部呼出转变为丙酮酸或甲酸和乙酸整理课件1.酮体具水溶性，能透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50～70%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。酮体生成的生理意义：整理课件尿排泄量mg/24hour血中浓度mg/100ml正常≥1253严重酮症（未治疗的糖尿病）500090长期饥饿和糖尿病时，酮体生成增多。当肝内产生酮体超过肝外组织氧化酮体的能力时，血中酮体蓄积，称为酮血症。尿中有酮体排出，称酮尿症。二者统称为酮体症(酮症).酮症可导致代谢性酸中毒，称酮症酸中毒，严重酮症可导致人死亡。酮症及其产生原因：整理课件第三节、脂肪的合成代谢整理课件CH2OHC=OCH2O-P--3-磷酸甘油脱氢酶NAD+NADH+H+Pi磷酸酶CH2OHHO-CHCH2OH--2、来自脂肪的水解甘油+ATP3-磷酸甘油甘油激酶一、磷酸甘油的生成CH2OH

HO-CHCH2O-P--1、来自EMP途径整理课件二、脂肪酸的合成代谢主要有两种方式：1）从二碳物开始的全程合成途径，主要在细胞质中2）延伸合成，主要在线粒体和内质网中整理课件(1)丙二酸单酰CoA的合成CH3CO~SCoA+HCO3-+ATP乙酰CoA羧化酶Mn2+、生物素HOOC-CH2CO~SCoA+ADP+Pi丙二酸单酰CoA关键酶一）、胞浆中的脂肪酸合成系统整理课件HCO3-+ATPADP+Pi酶-生物素酶-生物素-CO2丙二酸单酰CoA乙酰CoA

整理课件1.转移（2）丙二酸单酰CoA转变为软脂酸的过程:ACP-酰基转移酶β-酮脂酰-ACP合成酶整理课件ACP丙二酸单酰转移酶整理课件2.缩合脱羧

乙酰乙酰-ACP整理课件3.还原β-酮脂酰-ACP还原酶乙酰乙酰-ACPD-β-羟丁酰-ACP整理课件4.脱水D-β-羟丁酰-ACP巴豆酰ACP脱水酶整理课件5.再还原巴豆酰ACP丁酰ACP烯脂酰-ACP还原酶整理课件缩合脱羧还原脱水再还原整理课件

脂肪酸合成酶系结构与催化的反应整理课件

乙酰CoA＋7丙二酸单酰CoA＋14NADPH＋14H+＋H2O软脂酸＋14NADP+＋7CO2＋7H2O＋8CoA-SH脂肪酸合成酶系（7次循环）软脂酸（16C）合成的总反应式：整理课件(3)乙酰CoA（碳源）的来源及转运来源线粒体内的丙酮酸氧化脱羧（糖）脂肪酸的β-氧化氨基酸的氧化转运柠檬酸穿梭（三羧酸转运体系）α-酮戊二酸转运肉毒碱转运整理课件柠檬酸草酰乙酸丙酮酸H2OATPCO2乙酰辅酶A丙酮酸羧化酶线粒体内膜线粒体基质胞液三羧酸载体柠檬酸草酰乙酸乙酰CoAATP,CoASHADP+Pi柠檬酸裂解酶苹果酸丙酮酸NADH+H+NAD+NADP+NADPH+H+CO2丙酮酸氧化脂肪酸氧化氨基酸氧化苹果酸脂肪酸合成苹果酸酶整理课件二）、脂肪酸碳链的延长★软脂酰CoA或软脂酸生成后，可在光滑内质网及线粒体经脂肪酸碳链延长酶系的催化作用下，形成更长碳链的饱和脂肪酸。延长途径线粒体延长途径：基本上是β-氧化的逆过程，只是NADPH2作为供氢体参与第二次还原反应。光滑内质网延长途径：与从头合成类似，只是辅酶A作为酰基载体，丙二酰辅酶A提供二碳单位。整理课件三）、不饱和脂肪酸的合成人体内有Δ4，Δ5，Δ8及Δ9去饱和酶，催化饱和脂肪酸引入双键，使之转变为不饱和脂肪酸。至今在体内尚未发现有Δ9以上的去饱和酶，即在第10C与ω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:2Δ9,12

亚麻酸(18C:3Δ6,9,12)花生四烯酸(18C:4Δ5,8,11,14)整理课件饱和脂肪酸不饱和脂肪酸饱和脂肪酸经去饱和酶催化加氧去饱和生成不饱和脂肪酸整理课件三.脂肪酸合成的调节变构调节聚合与解聚共价修饰整理课件变构(酶)调节:

柠檬酸柠檬酸

(＋)乙酰CoA羧化酶单体

乙酰CoA羧化酶多聚体

(无活性)(＋)(有活性)

软脂酰CoA其它长链脂酰CoA整理课件共价修饰调节：

胰高血糖素（＋）AMP依赖性蛋白激酶

乙酰CoA羧化酶

乙酰CoA羧化酶

（＋）

胰岛素P蛋白磷酸酶(有活性)(无活性)整理课件四.三酰甘油的合成2RCOSCoA+CH2OCORCHOCORCH2OH

CH2OCORCHOCORCH2OP+2CoASHCH2OHCHOHCH2OPRCOSCoACH2OCORCHOCORCH2OCOR脂肪酰转移酶磷酸酶脂肪酰转移酶整理课件第四节磷脂代谢磷脂的基本结构:CH2OCOR1CHOCOR2CH2O—P—O—X磷脂酰胆碱磷脂酰乙醇胺磷脂酰丝氨酸磷脂酰肌醇整理课件磷脂结构图整理课件一：磷脂的分解代谢CH2O—COR1CHOCOR2CH2O—P—O—X磷脂酶A1（B)磷脂酶A2（B)磷脂酶D磷脂酶C酶产物磷脂酶A1磷脂酶A2溶血磷脂、脂肪酸R1溶血磷脂、脂肪酸R2磷脂酶B脂肪酸R1、R2甘油磷酸胆碱磷脂酶C甘油二酯、磷酰胆碱磷脂酶D磷脂酸、胆碱整理课件二：磷脂的合成代谢1：磷脂酰胆碱和磷脂酰乙醇胺的合成2：磷脂酰丝氨酸和磷脂酰肌醇的合成3：不同磷脂的相互转变整理课件二酰甘油的生成磷酸胆碱的生成

胆碱+ATP

磷酸胆碱+ADP

磷酸胆碱+CTP CDP-胆碱+PPiα-磷酸甘油+脂酰CoA二酰甘油+HSCoA+Pi脂酰转移酶磷酸酶胆碱激酶磷酸胆碱胞嘧啶核苷酸转移酶1：磷脂酰胆碱和磷脂酰乙醇胺的合成整理课件整理课件磷脂酰乙醇胺+丝氨酸磷脂酰丝氨酸+乙醇胺在细菌中的途径2：磷脂酰丝氨酸和磷脂酰肌醇的合成整理课件肌醇三磷酸+二酰甘油三磷酸肌醇磷酯整理课件R-CH2CHCOO-R-CH2CH2NH3+R-CH2CH2N(CH3)3

NH3+磷脂酰丝氨酸磷脂酰乙醇胺磷脂酰胆碱

H+CO23CH33H+

3：不同磷脂的相互转变整理课件第五节胆固醇代谢一.胆固醇的合成代谢二.胆固醇的转化整理课件一、胆固醇的合成代谢合成部位全身各组织（特别是肝）的胞液及内质网。合成原料乙酰CoA（来自柠檬酸-丙酮酸循环）、NADPH+H+、ATP合成的基本过程包括近30步反应，分3个主要阶段。整理