生物化學(xué)-期中前-化學(xué)課件脂類代謝

第十章脂類代謝Metabolismoflipids

1.體內(nèi)脂類來源食物糖轉(zhuǎn)化2.脂類的種類脂肪(fat)類脂(lipids)血脂磷脂糖脂膽固醇及其酯游離脂肪酸

脂酰甘油(triacylglycerol)

脂肪---甘油三脂,

R2OCCOR1COR3

CH2-O--O-C-HCH2-O脂肪酰甘油磷脂磷脂（phospholipid,PL)鞘脂類(sphingolipid)

第一節(jié)脂類的消化和吸收磷脂磷脂酶A2溶血磷脂,脂肪酸膽固醇酯膽固醇酯酶膽固醇,脂肪酸甘油三脂(90%)磷脂、膽固醇及其酯,一些游離脂肪酸膽汁酸鹽(小腸)乳化甘油三脂胰脂肪酶甘油一酯,脂肪酸膽汁混合微團(mixedmicelles)甘油三酯、磷脂、膽固醇酯少量膽固醇(小腸粘膜細胞)載脂蛋白(apolipoprotein)乳糜微粒(chylomicrons)血液其它細胞第二節(jié)脂類的體內(nèi)貯存和運輸一、脂類在體內(nèi)的貯存和動員脂類貯存場所：皮下，腎周圍，腸系膜脂肪動員：脂肪脂肪酶脂肪酸＋甘油甘油三酯膽固醇酯磷脂膽固醇載脂蛋白血液組織細胞二、脂類的運輸血漿脂蛋白磷脂膽固醇甘油三酯膽固醇酯血漿脂蛋白載脂蛋白（二）血漿脂蛋白的種類（四）高密度脂蛋白(highdensitylipoprotein,

HDL)（一）乳糜微粒(chylomicrons,CM)（二）極低密度脂蛋白(verylowdensitylipoprotein,VLDL)（三）低密度脂蛋白(lowdensitylipoprotein,

LDL)血漿脂蛋白的分離方法電泳法超速離心法化學(xué)沉淀法CM原點βα前βVLDLLDLHDL-+血漿脂蛋白電泳圖CM電泳

密度

顆粒直徑（nm)

蛋白質(zhì)

甘油三酯

膽固醇磷脂原點VLDL前β

LDLHDLβα<0.960.96-1.0061.0631.063-1.2180-50025-8020-255-300.8-2.55-102545-5080-9550-701052-710-1545206-910-152036主要生理功能CMVLDLLDLHDL轉(zhuǎn)運外源性甘油三酯轉(zhuǎn)運內(nèi)源性甘油三酯轉(zhuǎn)運內(nèi)源性膽固醇轉(zhuǎn)運磷脂，膽固醇第三節(jié)脂肪的分解代謝

CH2OH

HOC-H

CH2OH+R1COOHR2COOHR3COOH甘油三脂甘油脂肪酸甘油三酯脂肪酶關(guān)鍵酶一、脂肪的水解（脂肪動員）CH2-O-COR1R2OC-O-C-HCH2-O-COR3脂肪組織內(nèi)脂肪在機體需要時，脂肪酶逐步水解甘油三酯為游離脂肪酸（freefatacid,FFA）及甘油并釋放入血以供其他組織氧化利用。脂肪動員調(diào)節(jié)的關(guān)鍵酶-激素敏感性甘油三酯脂肪酶二、甘油的氧化分解

甘油磷酸激酶+ADPCH2OHCHOHCH2OH甘油CHOHCH2OHOCH2OPOHOHα-磷酸甘油甘油的氧化-經(jīng)甘油磷酸激酶（肝）作用變成甘油-α-磷酸+ATP

CH2OPOHOHCHOHCH2OHOα-磷酸甘油磷酸二羥丙酮酵解過程三羧酸循環(huán)氧化+NAD+OCH2OPOHOHC=OCH2OH甘油磷酸脫氫酶丙酮酸糖CO2+H2Oα-磷酸甘油代謝三、脂肪酸的氧化分解(一)飽和偶數(shù)碳原子脂肪酸的β氧化分解脂酰輔酶A合成酶脂酰輔酶A-2ATP1.脂肪酸的活化-脂酰CoA的生成場所：胞漿RCH2CH2COOH+ATP+AMP+PPiCoASHRCH2CH2COSCoA2.脂酰CoA進入線粒體脂肪酸脂酰CoA合成酶脂酰SCoAHSCoA酶I肉毒堿脂酰肉毒堿脂酰CoAHSCoA酶II線粒體基質(zhì)線粒體細胞質(zhì)線粒體內(nèi)膜外側(cè)內(nèi)側(cè)肉毒堿脂酰轉(zhuǎn)移酶(carnitineacyltransferase)Ⅰ和ⅡCATI脂肪酸β氧化學(xué)說的發(fā)現(xiàn)：3.脂肪酸的β氧化苯基脂肪酸氧化試驗1904年，F(xiàn)ranz.Knoop苯基標記含奇數(shù)碳原子的脂肪酸喂動物苯基標記含偶數(shù)碳原子的脂肪酸喂動物苯甲酸衍生物（馬尿酸）測尿中代謝產(chǎn)物測尿中代謝產(chǎn)物苯乙酸衍生物（苯乙尿酸）CONHCH2COOHCH2CONHCH2COOH狗結(jié)論：脂肪酸的氧化是從羧基端β-碳原子開始，每次分解出一個二碳片斷。β氧化部位：線粒體酶--脂肪酸β-氧化多酶復(fù)合體脂酰CoA在線粒體基質(zhì)中進行β氧化，經(jīng)過四步反應(yīng)，即脫氫、加水、再脫氫和硫解，生成一分子乙酰CoA和一個少兩個碳的新的脂酰CoA。1.脫氫反應(yīng)RCH2CH2CH2COSCoAαγβRCH2CCCOSCoAHHFADFADH2脂酰CoA脫氫酶αβγ2.水合反應(yīng)RCH2CCCOSCoAHHαβH2OαβΔ2反烯脂酰CoA水合酶RCH2CCH2COSCoAHOHγ3.脫氫反應(yīng)γβRCH2CCH2COSCoAOHHαNAD+NADH+H+β-羥脂酰CoA脫氫酶RCH2CCH2COSCoAOαβγ4.硫解反應(yīng)αβγRCH2CCH2COSCoAOHSCoACH3COSCoAαβ–酮脂酰CoA硫解酶RCH2COSCoAβγ+RCH2CH2CH2COSCoARCH2CH=CHCOSCoARCH2CH(OH)CHCOSCoACH3CSCoAORCH2CCH2COSCoAORCH2COSCoA+CH3CSCoAO繼續(xù)β氧化FAD1234FADH2H2ONADHNAD+脂酰CoA脫氫酶烯脂酰CoA水化酶L-β-羥脂酰CoA脫氫酶硫解酶1234共產(chǎn)生5個ATP脫氫水化脫氫硫解αβγαγβαβαββ以十八個碳原子的飽和脂肪酸硬脂酸為例，其β-氧化的總反應(yīng)為：CH3(CH2)16COSCoA+8NAD++8FAD+CoASH+8H2O9CH3COSCoA+8NADH+8H++8FADH2計算1分子脂肪酸生成ATP數(shù)1分子軟脂酸（C16）生成ATP數(shù)：R(CH2CH2--)2CH2CH2-CH2-COOHCH2COSCoA(RCH2)12-CH2COSCoA+CH2COSCoA×??次β氧化7次7×5=35個ATP8分子8×12=96個ATP131個ATP脂肪酸活化-2ATP一分子軟脂酸氧化產(chǎn)生129分子ATP129×30.5=3935KJ/mol乙酰CoA軟脂酸在體外徹底氧化成CO2及H2O時：自由能為9791KJ故其能量利用率為：3935/9791×100%=40%能量利用率相同碳原子數(shù)的糖

（16碳－96ATP）完全氧化時釋放的能量是脂肪（16碳－129ATP）的74％。

3.β-氧化過程中有FADH2和NADH+H+生成，這些氫經(jīng)呼吸鏈傳遞給氧生成水β-氧化是需氧的過程脂肪酸的β-氧化過程小結(jié)1.脂肪酸活化生成脂酰CoA(耗能)2.長鏈脂酰CoA由肉毒堿轉(zhuǎn)運到線粒體β-氧化反應(yīng)在線粒體內(nèi)進行

脂肪酸β-氧化的生理意義

是體內(nèi)脂肪酸分解的主要途徑，脂肪酸氧化可以供應(yīng)機體所需要的大量能量（二）脂肪酸的其他氧化方式

α

α氧化（微粒體氧化酶系）RCH2COOH單加氧酶RCHCOOHOH[O]脫氫酶NAD+NADH+H+RCCOOHO脫羧酶NAD+NADH+H+-ATPRCOOH+CO2腦，肝ω氧化（微粒體氧化酶系）短鏈脂肪酸(C<12)CH3(CH2)nCOOH單加氧酶[O]NADPHOH-CH2(CH2)nCOOHHOOC(CH2)nCOOH不飽和脂肪酸的氧化奇數(shù)碳原子脂肪酸的氧化奇數(shù)碳原子脂肪酸的氧化產(chǎn)物：乙酰CoA丙二酰CoA琥珀酰CoATCA+CO2+H2O四、酮體(Ketonebodies)的生成和利用乙酰乙酸(acetoaceticacid)約占30%β-羥丁酸(β-hydroxybutyricacid)約占70%丙酮(acetone)極少量的脂肪酸氧化分解的中間產(chǎn)物，包括乙酰乙酸，β-羥丁酸，丙酮酮體

1.酮體的生成場所：肝細胞線粒體原料：乙酰CoA血漿水平：0.03-0.5mmol(0.3-5mg/dl)利用部位：肝外組織（心、腎、腦、骨骼

肌等）線粒體1）2CH3COSCoA乙酰乙酰CoA硫解酶2)CH3COCH2COSCoA+CH3COSCoA羥甲基戊二酸單酰CoA合成酶HMGCoAHMGCoA裂解酶CH3COCH2COSCoAHOOCCH2-C-CH2COSCoAOHCH33）HOOCCH2-C-CH2COSCoAOHCH3CH3COCH2COOH+CH3COSCoA乙酰乙酰CoA乙酰乙酸（HMGCoA合成酶）β-羥丁酸脫氫酶乙酰乙酸脫羧酶4）CH3COCH2COOHCH3CHOHCH2COOHβ-羥丁酸5）CH3COCH2COOH丙酮CH3COCH3NAD+NADH+H+2CH3COSCoACH3COCH2COOHNADH+H+NAD+CH3COSCoAHMGCoAHMGCoA合成酶酮體肝臟線粒體脂肪酸β-氧化乙酰乙酰CoAβ-羥丁酸丙酮2.酮體的利用心，腎，腦，骨骼肌CH3COCH2COOH+乙酰乙酸HOOCCH2CH2COSCoA琥珀酰CoACH3COCH2COSCoA乙酰乙酰CoA+HOOCCH2CH2COOH琥珀酸琥珀酰轉(zhuǎn)硫酶CH3COCH2COSCoA乙酰乙酰CoA硫解酶2CH3COSCoACH3COCH2COOH乙酰乙酸硫激酶(心，腎，腦）HSCoACH3CHOHCH2COOHβ-羥丁酸脫氫酶CH3COCH2COOH乙酰乙酸硫激酶CH3COCH2COSCoA乙酰乙酰CoA硫解酶2CH3COSCoAβ-羥丁酸血液中酮體的濃度過量導(dǎo)致體內(nèi)酸堿平衡紊亂，出現(xiàn)酸中毒，即酮癥酸中毒。如糖尿病

3.酮體生成的意義(3)減少糖的利用（有利于維持血糖恒定，節(jié)省蛋白質(zhì)的消耗）

(1)酮體易運輸（是肝臟輸出能源的一種形式）(2)易利用（可通過血腦屏障，是腦組織的重要能源）4.酮體生成的調(diào)節(jié)1）飽食饑餓的影響（主要通過激素的作用）2）肝糖原代謝及含量的影響3）丙二酰CoA抑制脂酰CoA進入線粒體乙酰CoAG,GnFFA生酮氨基酸FFA酮體膽固醇CO2+H2O有氧氧化β氧化第四節(jié)脂肪的合成代謝+脂肪酸脂肪α–磷酸甘油HOCOR1

CH2OHCHOHCH2OHHOCOR2HOCOR3

CH2OCOR1CHOCOR2CH2OCOR31.合成部位：組織：肝（主要），脂肪等組織亞細胞：胞液：主要合成16碳的軟脂酸（棕櫚酸）肝線粒體，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)：碳鏈延長一、α–磷酸甘油的合成GNAD+Gly-α-PGlyα-磷酸甘油脫氫酶NADH+H+DHAP甘油激酶(肝)ATPADP二、脂肪酸的生物合成合成部位：胞漿原料：乙酰CoA合成過程1.乙酰CoA：線粒體胞漿檸檬酸-丙酮酸循環(huán)檸檬酸-丙酮酸循環(huán)PA乙酰CoA蘋果酸檸檬酸CO2CoA檸檬酸草酰乙酸草酰乙酸PA乙酰CoACO2G基質(zhì)胞液線粒體內(nèi)膜-ATP2.丙二酰CoA的合成乙酰CoA+CO2關(guān)鍵酶乙酰CoA羧化酶丙二酸單酰CoA+ADP+Pi(AcetylCoAcarbosylase)輔酶：生物素+ATP（胞液）3.脂肪酸合成乙酰CoA+丙二酸單酰CoA脂肪酸合成酶+ACP脂肪酸ACP：?；d體蛋白

acylcarrierprotein脂肪酸合成酶七個酶，一個?；d體蛋白軟脂酸的生成是一個重復(fù)循環(huán)的過程1分子乙酰CoA與7分子丙二酰CoA，經(jīng)轉(zhuǎn)移、縮合、加氫、脫水和再加氫重復(fù)過程，每一次使碳鏈延長兩個碳，共7次重復(fù)，最終生成含十六碳的軟脂酸乙酰CoA+7丙二酰CoA+14NADPH+14H++7ATP脂肪酸合成酶復(fù)合體軟脂酸+8CoASH+14NADP++7ADP+7Pi+7H2O+7CO2乙酰CoA羧化酶催化的反應(yīng)為脂肪酸合成過程中的限速步驟。1）代謝物調(diào)節(jié)脂肪酸合成調(diào)節(jié)：激活劑：檸檬酸，異檸檬酸抑制劑：長鏈脂肪酸進食糖類糖代謝加強，NADPH及乙酰CoA供應(yīng)增多，有利于脂酸合成。進食糖類也增加脂肪合成的酶活性使脂肪合成增加。胰島素脂酸合成增加胰高血糖素腎上腺素抑制脂酸合成生長素抑制TG合成共價調(diào)節(jié)乙酰CoA羧化酶：胰高血糖素：激活PKA，使乙酰CoA羧化酶磷酸化而失活。胰島素：通過磷蛋白磷酸酶使乙酰CoA羧化酶去磷酸化而

復(fù)活。2）激素調(diào)節(jié)

二、脂肪的合成

CH2OHCHOHCH2-O-Pα-磷酸甘油溶血磷脂酸α-磷酸甘油二酯甘油二酯脂肪

CH2OCOR1CHOCOR2CH2-OH

CH2OCOR1CHOHCH2-O-P

CH2OCOR1CHOCOR2CH2-O-P+R1COCoA+R2COCoA+H2O+R3COCoA

CH2OCOR1CHOCOR2CH2OCOR3脂肪酸合成脂肪酸分解部位原料能量產(chǎn)物氫載體胞漿線粒體乙酰CoA脂酰CoA脂肪酸乙酰CoANADPHNADH+H+，F(xiàn)ADH2-ATP+ATP第四節(jié)膽固醇的代謝（Metabolism

ofCholesterol)（一）膽固醇生物合成1.合成部位:主要肝臟2.原料:乙酰輔酶A，NADPH作用:細胞生物膜的構(gòu)成成分類固醇類激素、膽汁酸及維生素D的前體物質(zhì)環(huán)戊烷多氫菲存在形式：游離膽固醇

膽固醇酯3.合成基本過程合成部位：胞液乙酰CoA：線粒體胞漿檸檬酸-丙酮酸循環(huán)1）2CH3COSCoA乙酰乙酰CoA硫解酶2)CH3COCH2COSCoA+CH3COSCoA羥甲基戊二酸單酰CoA合成酶HMGCoAHMGCoA還原酶CH3COCH2COSCoAHOOCCH2-C-CH2COSCoAOHCH33）HOOCCH2-C-CH2COSCoAOHCH3甲羥戊酸（MVA）乙酰乙酰CoA（HMGCoA合成酶）NADPH+H+關(guān)鍵酶（4）MVA﹍﹍膽固醇

4.膽固醇合成的調(diào)節(jié)

膽固醇合成限速酶：HMGCoA還原酶（活性午夜最高，中午最低）1）激素的調(diào)節(jié)胰高血糖素HMGCoA還原酶胰島素，甲狀腺素HMGCoA還原酶HMGCoA還原酶2）膽固醇濃度的調(diào)節(jié)膽固醇（誘導(dǎo)酶合成）（抑制酶活性）(二)膽固醇的轉(zhuǎn)化

膽固醇腎上腺皮質(zhì)激素膽汁酸細胞膜性激素維生素D3高脂血癥與降脂藥物血漿脂蛋白的代謝和功能LPLApoB48ApoEApoB48ApoCIIApoETG成熟CM游離脂肪酸(肝外組織利用)CMR肝細胞攝取ApoB100ApoCIIApoETG，CE成熟VLD