生物化学 脂类物质的合成与分解.ppt

1、第九章 脂类物质的 合成与分解,第一节 不饱和脂酸的命名及分类 第二节 脂类的消化和吸收 第三节 甘油三酯代谢 第四节 类脂的代谢 第五节 血浆脂蛋白代谢,第一节 不饱和脂肪酸的 命名及分类,脂肪（甘油三酯，TG） 储能供能 (可变脂) 脂类 胆固醇(Ch)及胆固醇酯(CE) 类脂 磷脂（PL） 生物膜组分 糖脂 (固定脂),* 胆固醇(cholesterol)基本结构,环戊烷多氢菲,动物胆固醇(27碳),X = 胆碱、水、乙醇胺、 丝氨酸、甘油、肌醇、磷脂酰甘油等,甘油磷脂,鞘磷脂,鞘糖脂,P223,单不饱和脂酸 多不饱和脂酸 含2个或2个以上双键的不饱和脂酸,不饱和脂酸的分类,脂肪酸 CH

2、3-CH2-CH2-(CH2)n-CH2-CH2-COOH ， CH3-(CH2)m-CH = CH-(CH2)nCOOH,编码体系 从脂酸的羧基碳起计算碳原子的顺序 或n编码体系 从脂酸的甲基碳起计算其碳原子顺序,标示脂酸的碳原子数即碳链长度和双键的位置。,不饱和脂酸命名,哺乳动物不饱和脂酸按（或n）编码体系分类,CH3-(CH2)5-CH2 = CH2-(CH2)6-CH2-COOH,CH3-(CH2)7-CH2 = CH2-(CH2)6-CH2-COOH,常 见 的 不 饱 和 脂 酸 P222,软脂酸,习惯名,系统名,简写符号,十六烷酸,16:0,18:0,十八烷酸,硬脂酸,油酸,18

3、:19,9-十八碳烯酸,亚油酸,18:29,12,9,12-十八碳二烯酸,-亚麻酸,18:39,12,15,9,12,15-十八碳三烯酸,-亚麻酸,18:36,9,12,6,9,12-十八碳三烯酸,必需脂肪酸维持人体正常功能所必需的、体内不能自行合成而必需由食物提供的（不饱和）脂肪酸，包括亚油酸、亚麻酸及花生四烯酸等。 非必需脂肪酸,第二节 脂类的消化和吸收,一. 消化 部位：主要在小肠上段 过程： 脂肪 胰脂酶、辅脂酶 FA、MG 磷脂 胆汁酸盐 微团 磷脂酶 溶血性磷脂、FA 胆固醇酯 胆固醇酯酶 Ch、FA,二. 吸收 1. 脂肪 中短链FA、甘油 经门静脉入血 含短链FA 的TG 长链

4、FA 粘膜细胞 2-MG Apo CM 经淋巴入血 PL Ch 2. 磷脂 无论水解与否在肠壁重新合成完整的分子进入循环系统。 3. 胆固醇 在胆盐的作用下被吸收后重新合成胆固醇酯运输。,TG,第三节 甘油三酯代谢,一. 甘油三酯的分解代谢 脂肪动员(脂解作用) 1. 概念：储存在脂肪细胞中的脂肪被脂肪酶逐步水 解为游离脂肪酸及甘油并释放入血供其它组织氧化 利用的过程。 FA1 FA2 FA3 TG DG MG 甘油 TG脂肪酶 DG脂肪酶 MG脂肪酶 2. 激素敏感脂肪酶（HSL）脂肪水解的限速酶 是甘油三酯脂肪酶，其活性受到多种激素的调节， 故称为HSL。,脂解激素能促进脂肪动员的激素，如

5、：肾上腺素、 胰高血糖素、ACTH、TSH等。 抗脂解激素抑制脂肪动员，对抗脂解激素作用的 激素。如：胰岛素、前列腺素E2等。 另外，除红细胞外其它各组织也可水解脂肪。 脂肪酸的-氧化 部位：除脑以外的大多数组织，以肝及肌肉最活跃 CH3-（CH2）n- CH2 - CH2-COOH,1. 脂肪酸的活化脂酰CoA 的生成 部位：胞液 2. 脂酰CoA进入线粒体 肉碱及酶的作用 脂肪酸-氧化的限速步骤 3. 脂肪酸的-氧化 线粒体 概念：脂酰基(脂肪酸)在线粒体内的氧化分解是在其(羧基 端) -C氧化断裂产生乙酰CoA的反应过程。每次 -氧化包括脱氢、加水、脱氢、硫解四步连续反应。 具体反应 能

6、量计算,脂酸的活化 P235 脂酰 CoA 的生成（胞液）,* 脂酰CoA合成酶(acyl-CoA synthetase)存在于内质网及线粒体外膜上,+ CoA-SH,关键酶,2. 脂酰CoA 进入线粒体,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CoA,脂酰CoA+乙酰CoA,FADH2,H2O,呼吸链,2ATP,乙酰CoA,彻底氧化,三羧酸循环,生成酮体,肝外组织氧化利用,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CoA 1分子少两个碳原子的脂酰CoA 1分子NADH+H+ 1分子FA

7、DH2,脂酸氧化的能量生成 以16碳软脂酸为例,7 轮循环产物：8分子乙酰CoA 7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 = 129, 酮体的生成及利用 酮体脂肪酸在肝脏中不完全氧化分解时产生的中 间产物，包括乙酰乙酸、-羟丁酸、丙酮三种物质。 血浆水平：0.030.5mmol/L(0.35mg/dl) 1. 酮体在肝中生成 1）乙酰乙酰硫解酶（thiolase) 2）-羟-甲基戊二酸单酰CoA合成酶 (-hydroxy-methylglutaryl-CoA synthase, HMG-CoA) 3）-

8、羟-甲基戊二酸单酰CoA裂解酶（HMG-CoA lyase),2. 酮体在肝外利用 酮体是脂肪酸在肝中代谢的正常产物，在正常的情况下不断有少量酮体在肝中生成及经血输出。 酮体是肝向肝外组织输出能源物质的一种重要方式。 在血糖供应不充足的情况下，脑、心、肌主要摄取血糖氧化供能；在血糖供应严重不足时，脑、心、肌转换成主要从血中摄取酮体氧化供能，以保证这些重要器官组织的能量供应及正常生理功能。,NAD+,NADH+H+,琥珀酰CoA,琥珀酸,CoASH+ATP,PPi+AMP,CoASH,琥珀酰CoA转硫酶 （心、肾、脑及骨骼肌的线粒体）,乙酰乙酰CoA硫激酶 （肾、心和脑的线粒体）,乙酰乙酰CoA

9、硫解酶（心、肾、脑及骨骼肌线粒体）,3. 酮症（尿酮症、血酮症）及酮症酸中毒 肝中酮体的生成量超过肝外组织的利用率。 （四）甘油的氧化分解（甘油激酶） 甘油磷酸甘油磷酸二羟丙酮,(四)脂肪酸的氧化 胞液 P237, 概念： 脂肪酸在一些酶的催化下，其碳原子发生氧化，生成一分子CO2和比原来少1个碳原子的脂肪酸，这种氧化作用称为脂肪酸氧化。 每次脱氢、加氧、脱水、脱羧和脱氢的连续反应过程。,（2）Stumpf于1956年在植物种子及叶子中发现，后来也在动物的脑，肝等细胞中发现。,(五)脂肪酸的氧化,概念： 脂肪酸的末端甲基（端）经氧化转变为-羟脂酸，继而在氧化为，-二羧酸的过程。 经羟化，再羧化

10、过程。,二. TG的合成 P226 软脂酸的生物合成 1. 合成部位：肝、肾、脑、肺、乳腺、脂肪组织等 胞内定位：胞液 2. 合成原料：乙酰CoA，NADPH ATP、CO2、Mg2+等 3. 反应过程 丙二酰CoA的生成：乙酰CoA的羧化。 乙酰CoA羧化酶 *限速酶 乙酰CoA+CO2+ATP 丙二酰CoA+ADP+Pi 乙酰CoA羧化酶包含BC、CT、BCCP三个部分构成 缩合加氢脱水再加氢,总反应： 1乙酰CoA+7丙二酰CoA+14NADPH14H7ATPH2O 软脂酸+7CO2+14NADP+8CoASH+7ADP+7Pi 脂肪酸合成酶系：多功能酶 含有两个相同的亚基，每个亚基均有

11、ACP及六种 酶活性 六种酶名称：乙酰转移酶 丙二酰转移酶 -酮脂酰合成酶 -酮脂酰还原酶 -羟脂酰脱水酶 烯酰还原酶,4. 脂肪酸碳链的增长及不饱和脂肪酸的合成（P 231） 5. 脂肪酸合成的调节 1）代谢物的调节作用 高脂食物（-） 高糖食物（+） 2）激素调节： 胰岛素（+） 胰高血糖素 肾上腺素 （-） 生长素, 甘油三酯的生物合成 1.合成部位 肝*、肠、脂肪组织 2.合成原料 脂肪合成的直接原料是甘油（-磷酸甘油）和脂肪酸（脂酰CoA)，它们主要来自糖代谢。 1. 糖酵解途径 +2H 糖 磷酸二羟丙酮 -磷酸甘油 2. 有氧氧化 合成 糖 乙酰CoA 脂酰CoA 3. 由食物消化

12、吸收的甘油和FA；由体内原有TG分解产生的甘油及FA也可作原料。,3.合成过程 (1) 甘油一酯途径 小肠粘膜细胞 (2) 甘油二酯途径 肝细胞、脂肪细胞,HS-CoA + RCOOH RCOCoA,脂酰CoA合成酶,ATP AMP PPi,酯酰CoA 转移酶,R3COCoA CoA,酯酰CoA 转移酶,酯酰CoA 转移酶,CoA,R1COCoA,酯酰CoA 转移酶,CoA,R2COCoA,磷脂酸 磷酸酶,Pi,酯酰CoA 转移酶,CoA,R3COCoA,多不饱和脂酸的重要衍生物,前列腺素 ( Prostaglandin, PG) 血栓噁烷 ( thromboxane, TX) 白 三 烯 (

13、 leukotrienes, LT),PG 具二十碳的不饱和脂酸，以前列腺酸为基本骨架 具一个五碳环和两条侧链,花生四烯酸 （20:45，8，11，14）,前列腺酸,（一）结构及命名,PG根据五碳环上取代基和双键位置不同，分 9 型,根据R1及R2两条侧链中双键数目的多少，PG又分为1、2、3类，在字母的右下角提示。,TX 有前列腺酸样骨架，但五碳环为含氧的噁烷代替。,LT 分子中有四个双键,(LTB4),PGE2诱发炎症，促局部血管扩张。 PGE2、PGA2 使动脉平滑肌舒张而降血压。 PGE2、PGI2抑制胃酸分泌，促胃肠平滑肌蠕动。 PGF2使卵巢平滑肌收缩引起排卵，使子宫体收缩加强促分

14、娩。,（三）生理功能,1. PG,合成原料： 花生四烯酸,（二）合成,2. TX（血栓噁烷）,PGF2、TXA2 强烈促血小板聚集，并使血管收缩促血栓形成，PGI2 、PGI3对抗它们的作用。 TXA3促血小板聚集，较TXA2弱得多。,3. LT（白三烯）,LTC4、LTD4及LTE4被证实是过敏反应的慢反应物质。 LTD4还使毛细血管通透性增加。 LTB4还可调节白细胞的游走及趋化等功能，促进炎症及过敏反应的发展。,第四节 类脂的代谢,脂肪（甘油三酯，TG） 脂类 胆固醇（Ch）及胆固醇酯（CE） 类脂 磷脂（PL） 糖脂 甘油磷脂（含甘油） 磷脂 鞘磷脂（含鞘氨醇）,FA,FA,Pi,X,

15、甘油,FA,Pi,X,鞘氨醇,甘油磷脂代谢 组成、分类及结构特点 甘油磷酯的分解 磷脂酶A1、A2、B1、B2、C、D 1. 磷脂酶A的作用可产生溶血性磷脂（破坏RBC 膜，引起溶血） 2. A1与蛇伤及某些细菌感染的产生的溶血有关 A2与急性胰腺炎相关,组成、分类及结构特点,磷脂酰肌醇 (phosphatidyl inositol),磷脂酰丝氨酸 (phosphatidyl serine),甘油磷脂的合成 1. 合成部位：全身组织细胞内质网；肝肾肠活跃 2. 原料：甘油、FA、磷酸盐、含氮化合物（胆碱、 丝氨酸、肌醇、乙醇胺等） 3. 合成基本过程（需要CTP参与活化） 甘油二酯合成途径 C

16、DP-甘油二酯合成途径,（1）甘油二酯合成途径,（2）CDP-甘油一酯合成途径,胆固醇代谢 一. 胆固醇的结构、生理功能 27C, 环戊烷多氢菲衍生物，3-OH 生理功能：1. 是生物膜的重要成分，保证膜的流动性 2. 是合成胆汁酸、类固醇激素及VitD3等 生理活性物质的前体。,二. 胆固醇的合成 P246 1. 合成部位：肝*，小肠（胞液及内质网） 2. 合成原料：乙酰CoA、NADPH、ATP 3. 合成过程： 包括近30步反应，分3个主要阶段： 甲羟戊酸的合成 鲨烯的合成 胆固醇的合成 HMGCoA还原酶,4. 胆固醇合成的调节 胆固醇的反馈抑制 食物的影响 激素调节: 胰岛素、甲状腺素,第五节 血浆脂蛋白的代谢,一.血脂 概念：血脂指血浆所含的脂类。包括TG、PL、 TC以及FFA等。 2. 来源：外源性食物 内源性 脂库动员；糖、氨基酸 去路：氧化分解供能；脂库贮存；构成生物膜； 转变为其它物质等。 3. 参考正常值：以空腹血清为准,CM LDL VLDL HDL,二. 血浆脂蛋白的分类、组成及结构 1. 电泳法和超速离心法的分类,2. 血浆脂蛋白的组成 均由apo、 TG、PL、Ch及其酯组成。,各类脂蛋白的化学组成特点、来源及主要功能,三. 载脂蛋白（apolipoprotein,apo） 1. 概念：血浆脂蛋白中的r部分。 2. 分类：主要分apo