第07章-脂质代谢2课件1

第七章脂质代谢MetabolismofLipids1第七章脂质代谢MetabolismofLipids1脂质的构成、功能及分析Thecomposition,functionandanalysisoflipids第一节2脂质的构成、功能及分析第一节2脂肪（甘油三酯，TG）脂类类脂甘油磷酯（PL）鞘磷脂脑苷脂神经节苷脂磷脂糖脂胆固醇（Ch）及其酯（ChE）3一、脂质是种类繁多、结构复杂的一类大分子物质脂肪和类脂总称为脂质(lipids)。脂肪（甘油三酯，TG）脂类类脂甘油磷酯（PL）鞘磷脂脑苷脂神甘油三酯(triacylglycerol)是非极性、不溶于水的甘油脂酸三酯，基本结构为甘油的三个羟基分别被相同或不同的脂酸酯化。其脂酰链组成复杂，长度和饱和度多种多样。体内还存在少量甘油一酯（monoacylglycerol）和甘油二酯（diacylglycerol，DAG）。（一）甘油三酯是甘油的脂酸酯4甘油三酯(triacylglycerol)是非极性、不溶于水55△编码体系从脂酸的羧基碳起计算碳原子的顺序。ω或n编码体系从脂酸的甲基碳起计算其碳原子顺序。系统命名法（一）脂肪酸是脂肪烃的羧酸标示脂酸的碳原子数即碳链长度和双键的位置。脂肪酸（fattyacids）的结构通式为:CH3（CH2）nCOOH。高等动植物脂肪酸碳链长度一般在14～20之间，为偶数碳。6△编码体系系统命名法（一）脂肪酸是脂肪烃的羧酸标示脂酸的碳原脂酸根据其碳链是否存在双键分为饱和脂酸和不饱和脂酸饱和脂酸的碳链不含双键饱和脂酸以乙酸(CH3-COOH)为基本结构，不同的饱和脂酸的差别在于这两基团间亚甲基(-CH2-)的数目不同。2.不饱和脂酸的碳链含有一个或一个以上双键单不饱和脂酸(monounsaturatedfattyacid)多不饱和脂酸(polyunsaturatedfattyacid)7脂酸根据其碳链是否存在双键分为饱和脂酸和不饱和脂酸饱和脂酸表7-1常见的脂肪酸惯名系统名碳原子数和双键数簇分子式饱和脂肪酸

月桂酸(lauricacid)n-十二烷酸12:0－CH3(CH2)10COOH豆寇酸(myristicacid)n-十四烷酸14:0－CH3(CH2)12COOH软脂肪酸(palmiticacid)n-十六烷酸16:0－CH3(CH2)14COOH硬脂肪酸(stearicacid)n-十八烷酸18:0－CH3(CH2)16COOH花生酸(arachidicacid)n-二十烷酸20:0－CH3(CH2)18COOH山箭酸(behenicacid)n-二十二烷酸22:0－CH3(CH2)18COOH掬焦油酸(lignocericacid)n-二十四烷酸24:0－CH3(CH2)18COOH8表7-1常见的脂肪酸惯名系统名碳原子数和双键数簇分子式饱和不饱和脂肪酸棕榈(软)油酸(palmitoleicacid)9-十六碳一烯酸16:1w-7CH3(CH2)5CH═CH(CH2)7COOH油酸(oleicacid)9-十八碳一烯酸18:1w-9CH3(CH2)7CH═CH(CH2)7COOH异油酸(Vaccenicacid)反式11-十八碳一烯酸18:1w-7CH3(CH2)5CH═CH(CH2)9COOH亚油酸(linoleicacid)9,12-十八碳二烯酸18:2w-6CH3(CH2)4(CH═CHCH2)2(CH2)6COOHa-亚麻酸(a-linolenicacid)9,12,15-十八碳三烯酸18:3w-3CH3CH2(CH═CHCH2)3(CH2)6COOHg-亚麻酸(g-linolenicacid)6,9,12-十八碳三烯酸18:3w-6CH3(CH2)4(CH═CHCH2)3(CH2)3COOH花生四烯酸(arachidonicacid)5,8,11,14-二十碳四烯酸20:4w-6CH3(CH2)4(CH═CHCH2)4(CH2)2COOHtimnodonicacid(EPA)5,8,11,14,17-二十碳五烯酸20:5w-3CH3CH2(CH═CHCH2)5(CH2)2COOHclupanodonicacid(DPA)7,10,13,16,19-二十二碳五烯酸22:5w-3CH3CH2(CH═CHCH2)5(CH2)4COOHcervonicacid(DHA)4,7,10,13,16,19-二十二碳六烯酸22:6w-3CH3CH2(CH═CHCH2)6CH2COOH9不饱和脂肪酸棕榈(软)油酸(palmitoleicacidＤＨＡ具体成分是二十二碳六烯酸，又称脑黄金；ＡRＡ具体成份是指花生四烯酸。

ＤＨＡ、ＡRＡ属多不饱和脂肪酸，在体内由必需脂肪酸亚油酸、亚麻酸转化而成，能提升婴儿智力发育指数、提升视力敏锐度，对婴儿脑部及视力的发育有重要作用。ＤＨＡ、ＡRＡ在人体大脑皮层及视网膜内占很高的含量比例，是重要的组成部分。婴幼儿处在脑部、视力

及身体快速成长的黄金阶段，体内DHA相对不足，适当补充.10ＤＨＡ具体成分是二十二碳六烯酸，又称脑黄金；ＡRＡ具体成份是磷脂（phospholipids）由甘油或鞘氨醇、脂肪酸、磷酸和含氮化合物组成。甘油磷脂：由甘油构成的磷脂（体内含量最多）鞘磷脂：由鞘氨醇构成的磷脂X指与磷酸羟基相连的取代基，包括胆碱、水、乙醇胺、丝氨酸、甘油、肌醇、磷脂酰甘油等。FAFAPiX

甘油FAPiX鞘氨醇（三）磷脂可分为甘油磷脂和鞘磷脂两类分类：11磷脂（phospholipids）由甘油或鞘氨醇、脂肪酸、磷由甘油构成的磷脂称为甘油磷脂组成：甘油、脂酸、磷脂、含氮化合物结构：功能：含一个极性头、两条疏水尾，构成生物膜的磷脂双分子层。X=胆碱、水、乙醇胺、丝氨酸、甘油、肌醇、磷脂酰甘油等12由甘油构成的磷脂称为甘油磷脂组成：甘油、脂酸、磷脂、含氮化合机体内几类重要的甘油磷脂13机体内几类重要的甘油磷脂13(cephalin)(lecithin)磷脂酰肌醇

(phosphatidylinositol)磷脂酰丝氨酸(phosphatidylserine)14(cephalin)(lecithin)磷脂酰肌醇(心磷脂(cardiolipin)15心磷脂(cardiolipin)15鞘脂(sphingolipids)含鞘氨醇(sphingosine)或二氢鞘氨醇的脂类。16由鞘氨醇或二氢鞘氨醇构成的磷脂称为鞘磷酯鞘脂(sphingolipids)16由鞘氨醇或二氢鞘氨醇构鞘氨醇的氨基通过酰胺键与1分子长链脂酸相连形成神经酰胺(ceramide)，为鞘脂的母体结构。17按取代基X的不同，鞘脂分为：鞘糖酯、鞘磷脂鞘氨醇的氨基通过酰胺键与1分子长链脂酸相连形成神经酰胺(ce

胆固醇(cholesterol)结构：固醇共同结构：环戊烷多氢菲（四）胆固醇以环戊烷多氢菲为基本结构18胆固醇(cholesterol)结构：固醇共同结构：（四）动物胆固醇(27碳)19动物胆固醇(27碳)19植物(29碳)酵母(28碳)20植物(29碳)酵母(28碳)20二、脂质具有多种复杂的生物学功能（一）甘油三酯是机体重要的能源物质1gTG=38KJ1g蛋白质=17KJ1g葡萄糖=17KJ首先，甘油三酯氧化分解产能多。第二，甘油三酯疏水，储存时不带水分子，占体积小。第三，机体有专门的储存组织——脂肪组织。甘油三酯是脂肪酸的重要储存库。甘油二酯(DAG)还是重要的细胞信号分子。21二、脂质具有多种复杂的生物学功能（一）甘油三酯是机体重要的能（二）脂肪酸具有多种重要生理功能1.提供必需脂肪酸人体自身不能合成，必须由食物提供的脂肪酸，称为营养必需脂酸(essentialfattyacid)，包括亚油酸（18:2，Δ9,12）

、亚麻酸（18:3，Δ9,12,15）和花生四烯酸（20:4，Δ5,8,11,14）

。22（二）脂肪酸具有多种重要生理功能1.提供必需脂肪酸人体自身2.合成不饱和脂肪酸衍生物前列腺素（prostaglandin,PG）、血栓烷(thromboxane,TX)

、白三烯(leukotrienes,LT)是廿碳多不饱和脂肪衍生物。23PG、TX和LT具有很强生物活性2.合成不饱和脂肪酸衍生物前列腺素（prostaglan（二）磷脂是重要的结构成分和信号分子1.磷脂是构成生物膜的重要成分磷脂分子具有亲水端和疏水端，在水溶液中可聚集成脂质双层，是生物膜的基础结构。细胞膜中能发现几乎所有的磷脂，甘油磷脂中以磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰丝氨酸含量最高，而鞘磷酯中以神经鞘磷酯为主。各种磷脂在不同生物膜中所占比例不同。磷脂酰胆碱（卵磷脂）存在于细胞膜中，心磷脂是线粒体膜的主要脂质。24（二）磷脂是重要的结构成分和信号分子1.磷脂是构成生物膜的磷脂双分子层的形成25磷脂双分子层的形成252.磷脂酰肌醇是第二信使的前体磷脂酰肌醇4、5位被磷酸化生成的磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸（phosphatidylinositol4,5-bisphosphate，PIP2）是细胞膜磷脂的重要组成，主要存在于细胞膜的内层。在激素等刺激下可分解为甘油二酯（DAG）和三磷酸肌醇（inositoltriphosphate，IP3），均能在胞内传递细胞信号。各种磷脂在不同生物膜中所占比例不同。262.磷脂酰肌醇是第二信使的前体磷脂酰肌醇4、5位被磷酸化生（四）胆固醇是生物膜的重要成分和具有重要生物学功能固醇类物质的前体胆固醇是细胞膜的基本结构成分胆固醇可转化为一些具有重要生物学功能的固醇化合物可转变为胆汁酸、类固醇激素及维生素D327（四）胆固醇是生物膜的重要成分和具有重要生物学功能固醇类物质脂质的消化与吸收DigestionandAbsorptionofLipids第二节28脂质的消化与吸收第二节28条件①

乳化剂（胆汁酸盐）的乳化作用；②酶的催化作用部位主要在小肠上段一、胆汁酸盐协助脂质消化酶消化脂质29条件部位一、胆汁酸盐协助脂质消化酶消化脂质29胆盐在脂肪消化中的作用30胆盐在脂肪消化中的作用30乳化消化酶甘油三酯食物中的脂类2-甘油一酯+2FFA磷脂溶血磷脂+FFA磷脂酶A2胆固醇酯胆固醇酯酶胆固醇+FFA

胰脂酶

辅脂酶

微团(micelles)消化脂类的酶31乳化消化酶甘油三酯食物中的脂类2-甘油一酯+2脂肪与类脂的消化产物，包括甘油一酯、脂酸、胆固醇及溶血磷脂等以及中链脂酸(6C～10C)及短链脂酸(2C～4C)构成的的甘油三酯与胆汁酸盐，形成混合微团(mixedmicelles)，被肠粘膜细胞吸收。消化的产物32脂肪与类脂的消化产物，包括甘油一酯、脂酸、胆固醇及溶血磷脂等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

细胞内脂肪酶甘油+FFA

门静脉血循环肠粘膜细胞二、吸收的脂质经再合成进入血循环吸收部位吸收方式33十二指肠下段及空肠上段。中链及短链脂酸构成的TG乳化长链脂酸及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(chylomicron,CM)TG、CE、PL+载脂蛋白(apo)B48、C、AⅠ、AⅣ溶血磷脂及游离脂酸肠粘膜细胞（酯化成PL）34长链脂酸及2-甘油一酯肠粘膜细胞（酯化成TG）胆固醇及游CoA+RCOOHRCOCoA

脂酰CoA合成酶ATPAMPPPi

酯酰CoA

转移酶

CoAR2COCoAR3COCoACoA

酯酰CoA

转移酶甘油一酯途径35CoA+RCOOH甘油三酯的代谢MetabolismofTriglyceride第三节36甘油三酯的代谢MetabolismofTriglycer甘油三酯的合成代谢脂肪酸的合成代谢甘油三酯的分解代谢

脂肪动员甘油进入糖代谢脂酸的β氧化脂酸的其他氧化方式酮体的生成和利用本节主要内容37甘油三酯的合成代谢本节主要内容37脂肪组织：主要以葡萄糖为原料合成脂肪，也利用CM或VLDL中的FA合成脂肪。一、不同来源脂肪酸在不同器官以不完全相同的途径合成甘油三酯

肝脏：肝内质网合成的TG，组成VLDL入血。小肠粘膜：利用脂肪消化产物再合成脂肪。（一）合成主要场所38脂肪组织：主要以葡萄糖为原料合成脂肪，也利用CM或VLDL中甘油和脂酸主要来自于葡萄糖代谢CM中的FFA（来自食物脂肪）甘油一酯途径（小肠粘膜细胞）甘油二酯途径（肝、脂肪细胞）（二）合成原料（三）合成基本过程39甘油和脂酸主要来自于葡萄糖代谢甘油一酯途径（小肠粘膜细胞）甘CoA+RCOOHRCOCoA

脂酰CoA合成酶ATPAMPPPi

酯酰CoA

转移酶

CoAR2COCoAR3COCoACoA

酯酰CoA

转移酶甘油一酯途径40CoA+RCOOH甘油二酯途径酯酰CoA转移酶

CoAR1COCoA

酯酰CoA

转移酶

CoAR2COCoA磷脂酸磷酸酶Pi

酯酰CoA

转移酶

CoAR3COCoA41甘油二酯途径CoAR1COCoACoA3-磷酸甘油主要来自糖代谢。糖如何转变成3-磷酸甘油？肝、肾等组织含有甘油激酶，可利用游离甘油。甘油激酶（肝、肾）ATPADP423-磷酸甘油主要来自糖代谢。肝、肾等组织含有甘油激酶，可利用二、内源性脂肪酸的合成需先合成软脂酸再加工延长组织：肝（主要）、肾、脑、肺、乳腺及脂肪等组织亚细胞：胞液：主要合成16碳的软脂酸（棕榈酸）肝线粒体、内质网：碳链延长1.合成部位（一）软脂酸的合成43二、内源性脂肪酸的合成需先合成软脂酸再加工延长组织：肝（主NADPH的来源:

磷酸戊糖途径（主要来源）

胞液中苹果酸酶催化的反应乙酰CoA、ATP、HCO3-、NADPH、Mn2+2.合成原料乙酰CoA的主要来源:乙酰CoA全部在线粒体内产生，通过

柠檬酸-丙酮酸循环(citratepyruvatecycle)出线粒体。乙酰CoA氨基酸

Glu（主要）44NADPH的来源:磷酸戊糖途径（主要来源）胞液中苹果酸酶线粒体膜胞液线粒体基质丙酮酸丙酮酸苹果酸草酰乙酸柠檬酸柠檬酸乙酰CoA

NADPH+H+

NADP+

苹果酸酶CoA乙酰CoA

ATPAMPPPiATP柠檬酸裂解酶CoA草酰乙酸H2O柠檬酸合酶苹果酸CO2CO245线胞液线粒体基质丙酮酸丙酮酸苹果酸草酰乙酸柠檬酸1．丙二酸单酰CoA的合成：在关键酶乙酰CoA羧化酶的催化下，将乙酰CoA羧化为丙二酸单酰CoA。乙酰CoA羧化酶（生物素）*CH3CO~SCoAADP+PiHCO3-

+H++ATPHOOC-CH2-CO~SCoA

软脂酰CoA长链脂酰CoA-柠檬酸异柠檬酸+3.脂酸合成酶系及反应过程1．丙二酸单酰CoA的合成：在关键酶乙酰CoA羧化酶的催化下酶-生物素-CO2

+乙酰CoA

酶-生物素+丙二酰CoA总反应式:

丙二酰CoA

+ADP+PiATP+HCO3-

+乙酰CoA酶-生物素+HCO3¯

酶-生物素-CO2ADP+PiATP47酶-生物素-CO2+乙酰CoA酶-生物乙酰CoA羧化酶(acetylCoAcarboxylase)是脂肪酸合成的关键酶，其辅基是生物素，Mn2+是其激活剂。其活性受别构调节和磷酸化、去磷酸化修饰调节。柠檬酸、异柠檬酸可使此酶发生别构激活——由单体聚合成多聚体；软脂酰CoA及其他长链脂酰CoA可使多聚体解聚成单体，别构抑制该酶活性。乙酰CoA羧化酶还可在一种AMP激活的蛋白激酶（AMP-activatedproteinkinase,AMPK）催化下发生酶蛋白磷酸化而失活。胰高血糖素能激活AMPK，抑制乙酰CoA羧化酶活性；胰岛素能通过蛋白磷酸酶的去磷酸化作用，使磷酸化的乙酰CoA羧化酶脱磷酸恢复活性。高糖膳食可促进乙酰CoA羧化酶蛋白合成，增加酶活性。48乙酰CoA羧化酶(acetylCoAcarboxyla（2）脂酸合成从乙酰CoA及丙二酸单酰CoA合成长链脂肪酸，是一个重复加成过程，每次延长2个碳原子。各种生物合成脂肪酸的过程基本相似。49（2）脂酸合成从乙酰CoA及丙二酸单酰CoA合成长链脂肪酸，有7种酶蛋白（酰基载体蛋白、乙酰基转移酶、β-酮脂酰合酶、丙二酸单酰转移酶、β-酮脂酰还原酶、脱水酶和烯脂酰还原酶），聚合在一起构成多酶体系。大肠杆菌脂肪酸合酶复合体50有7种酶蛋白（酰基载体蛋白、乙酰基转移酶、β-酮脂酰合酶、原核生物的脂肪酸合成酶系HS-ACP

-酮脂肪酰合酶-SH

-酮脂肪酰还原酶脱水酶β-酮脂酰还原酶丙二酰单酰转移酶烯脂酰还原酶乙酰基转移酶E3E4E5E6E2E1E7边缘巯基中心巯基4´-磷酸泛酰氨基乙硫醇脂酰基载体蛋白原核生物的脂肪酸合成酶系HS-ACP-酮脂肪-酮脂肪脱水其辅基是4´-磷酸泛酰氨基乙硫醇,是脂酰基载体。´酰基载体蛋白(ACP)52其辅基是4´-磷酸泛酰氨基乙硫醇,´酰基载体蛋白(ACP)5底物进入乙酰CoACE-S-乙酰基(β-酮脂酰合酶)丙二酸单酰CoAACP-S-丙二酸单酰基脂肪酸合酶

乙酰基（第一个）丙二酸单酰基软脂酸的合成过程53底物进入乙酰CoACE-S-乙酰基(β-酮缩合CO2还原NADPH+H+NADP+脱水H2O再还原NADPH+H+NADP+54缩合CO2还原NADPH+H+NADP+转位丁酰基由E2-泛-SH（ACP上)转移至E1-半胱-SH（CE上）。ACPSC=OCH2CH2CH3CEHSSO=CCH2CH2CH3CEACPHS转位55转位丁酰基由E2-泛-SH（ACP上)转移至E1-半胱-S经过7轮循环反应，每次加上一个丙二酸单酰基，增加两个碳原子，最终释出软脂肪酸。CESO=CCH3ACPSC=OCH2—COO-CESO=CCH2CH2CH2CH2CH3ACPSC=OCH2—COO-

CESO=CCH2CH2CH2CH2CH2CH2CH3ACPSC=OCH2—COO-

O-O=CCH2CH2CH2CH2CH2CH2CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CEACPHSHS+4H++4e-CO2CESO=CCH2CH2CH3ACPSC=OCH2—COO-

4H++4e-CO24H++4e-CO256经过7轮循环反应，每次加上一个丙二酸单酰基，增加两个碳原子，软脂酸的合成总图57软脂酸的合成总图57软脂酸合成的总反应:CH3COSCoA

+7HOOCH2COSCoA

+

14NADPH+H+CH3(CH2)14COOH+7CO2

+6H2O+8HSCoA+14NADP+

58软脂酸合成的总反应:CH3COSCoACH3(以丙二酸单酰CoA为二碳