脂肪的代謝.ppt

1、脂肪的代謝,一. 脂肪的分解代謝 （一）脂肪水解與脂肪的動員 1. 脂肪水解,2. 脂肪的動員 在脂肪細胞中的甘油三酯，被脂肪酶逐步水解為游離脂肪酸（free fatty acid，F(xiàn)FA ）和甘油，并釋放入血,供其他組織氧化利用，這一過程稱為脂肪動員。,反應(yīng)特點： 甘油三酯脂肪酶為限速酶 因為甘油脂肪酶活性比甘油二 酯脂肪酶和甘油一酯脂肪酶低 影響脂肪動員的速度。 由于甘油三酯脂肪酶受多種激素 的調(diào)控，又被稱為激素敏感性脂 肪酶。,脂肪動員,（二）甘油的代謝,1. 甘油的反應(yīng)部位 主要是在肝臟及腎臟中進行。 2. 甘油的反應(yīng)過程,3. 甘油的反應(yīng)特點 ： 在肝臟及腎臟中，甘油在甘油激酶（gl

2、ycerokinase）的作用下，轉(zhuǎn)變成為-磷酸甘油；然后脫氫生成磷酸二羥丙酮,經(jīng)糖代謝途徑進行分解或轉(zhuǎn)變?yōu)樘恰?在脂肪細胞及骨骼肌等組織中，因甘油激 酶的活性很低，故不能利用甘油。須入血 運送到肝臟氧化利用。, 在合成甘油三酯時，脂肪細胞及 骨骼肌等組織需要的3-磷酸甘油 由葡萄糖代謝提供合成脂肪。肝、 腎等組織由于含有甘油激酶，能 利用游離甘油。使之磷酸化生成 3-磷酸甘油合成脂肪。,（三）脂肪酸的-氧化 偶數(shù)飽和脂肪酸的氧化,1. 脂肪酸氧化的部位及方式 氧化部位 以肝臟及肌肉組織最為活躍,在 細胞的線粒體內(nèi)進行。 氧化方式主要是-氧化.,2. 脂肪酸-氧化過程 根據(jù)脂肪酸-氧化特點可分

3、為3個階段： I 階段脂肪酸的活化生成脂酰CoA II 階段脂酰基的轉(zhuǎn)移 III 階段脂?；M行-氧化,I .階段脂肪酸的活化 指脂肪酸轉(zhuǎn)變成脂酰 CoA的過程。,此反應(yīng)階段的特點； 脂肪酸活化是在線粒體外進行的,因為 脂酰CoA合成酶存在線粒體外膜上。 反應(yīng)過程中生成的焦磷酸（PPi）立即 被細胞內(nèi)的焦磷酸酶水解，阻止了逆向 反應(yīng)的進行。故分子脂肪酸活化，實 際上消耗了個高能磷酸健。,II 階段脂酰基轉(zhuǎn)移 脂?；氁栌萌鈮A（camitine) 、肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶、肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶、及肉堿脂酰肉堿轉(zhuǎn)位酶。 肉堿作為脂?；d體。其結(jié)構(gòu)：L-(CH3)N+CH2CH(OH)CH2COOH L- 羥-

4、r-三甲氨基丁酸,此階段反應(yīng)的特點：, 肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶是脂肪酸氧化 的限速酶。它影響 脂?；D(zhuǎn)移的速 度，受丙二酰Co競爭性抑制。 10個碳以下的活化脂肪酸直接進入 線粒體內(nèi)進行氧化,不需經(jīng)此途徑。,III 階段脂酰基的-氧化 脂?；M入線粒體基質(zhì)后，在脂肪酸 - 氧化多酶復(fù)合體的催化下，從脂酰基 的、-碳原子開始，進行脫氫、 加水、 再脫氫及硫解等四步連續(xù)反應(yīng)，脂?；?斷裂后生成 分子比原來少 個碳原子 的脂酰CoA。,此反應(yīng)階段的特點： 脂?；?氧化一次，生成 1分 子乙酰CoA 1分子FADH2 1分子NADH+ 參與脂酰CoA氧化反應(yīng)的四種酶疏 松形成復(fù)合體，從而使反應(yīng)連 續(xù)進 行，直

5、至碳鏈斷裂為乙 酰CoA為止。,3脂肪酸氧化的能量生成 以軟脂肪酸(16C)為例,（四）奇數(shù)飽和脂肪酸的氧化 丙酸的氧化,（五）不飽和脂肪酸的氧化 機體中脂肪酸約一半以上為不飽和脂肪酸，它也在線粒體中進行-氧化。不同的是：天然不飽和脂肪酸中的雙鍵均為順式結(jié)構(gòu)，而生物體內(nèi)催化的反應(yīng)是反式結(jié)構(gòu)。因此-氧化進行到順式時受阻。必須將順式轉(zhuǎn)變?yōu)榉词浇Y(jié)構(gòu)才能進行。它需2種酶參與，一種是3順 2反烯脂酰CoA異構(gòu)酶或D() - -羥脂酰表構(gòu)酶。,（六）酮體的生成及利用,1.酮體（ketone bodies）的結(jié)構(gòu),2酮體的生成 酮體的合成原料 脂肪酸經(jīng)-氧化生成的大量 乙酰CoA。 (2) 酮體的合成部位

6、肝臟線粒體。 酮體的合成過程, 酮體合成的反應(yīng)特點： HMGCoA合成酶是酮體合成的 關(guān)鍵酶，它存在于肝臟的線粒體 中，故只有肝臟能生成酮體。 由于肝臟氧化酮體的酶活性低， 因此生成的酮體被釋放入血，供 肝外組織利用。,3酮體的利用 肝外許多組織具有活性很強利用酮體的酶。利用酮體的酶有： 琥珀酰CoA硫激酶 乙酰乙酰CoA硫解酶 乙酰乙酰硫激酶,酮體的利用反應(yīng)特點： 酮體是能源物質(zhì)，凈生成ATP數(shù)： 乙酰乙酸22 or 24 -羥丁酸25 or 27。 丙酮不按上述方式進行氧化。它可隨 尿排出，也可以由肺直接呼出；丙酮 易揮發(fā)，還可以在體內(nèi)轉(zhuǎn)變成甲?；?、 乙?；?、丙酮酸。,4酮體生成的生理意義

7、 酮體是肝輸出能源的一種形式。 它是易溶于水的小分子物質(zhì)，能通過血腦屏障及肌肉毛細血管壁。腦組織 不能氧化脂肪酸，卻能利用酮體。, 正常情況下，血中含有少量酮體，為0.03 0.5mmol/L(0.35mg/dl)。也就是肝臟生成的酮體被及時利用。在饑餓、高脂低糖膳食及糖尿病時，脂肪酸動員加強，酮體生成增加。如果酮體生成超過肝外組織利用的能力時，方可引起血中酮體升高，導(dǎo)致酮癥酸中毒，并隨尿排出，引起酮尿。,二、三脂酰甘油的合成代謝,(一) 脂肪酸的合成飽和脂肪酸 1. 脂肪酸的合成部位 主要是在肝臟和肌肉組織中， 在胞液中進行。,2. 合成原料 ： 乙酰CoA、ATP、NADPH、HCO3-

8、。 乙酰CoA是合成脂肪酸的主要原料，它主 要來自葡萄糖。細胞內(nèi)的乙酰CoA全部在 線粒體內(nèi)產(chǎn)生，而合成脂肪酸的酶體系存 在于細胞液。因此，線粒體內(nèi)的乙酰CoA 須進入胞液才能作為合成脂肪酸的原料。 實驗證明，乙酰COA不能自由透過線粒體 內(nèi)膜，需借用檸檬酸一丙酮酸循環(huán) （citrate pyruvate cycle）來完成。,.脂肪酸合成的過程 根據(jù)脂肪酸合成的特點，可分為3個階 段: I 階段乙酰COA活化丙二酰CoA的生成 階段軟脂酸的合成 階段碳鏈加長,I 階段乙酰COA活化丙二酰CoA的生成,此階段的反應(yīng)特點: 消耗1分子ATP，反應(yīng)不可逆。 乙酰CoA羧化酶是脂肪酸合成的限速酶，

9、其輔基為生物素。它受雙重調(diào)節(jié)，乙酰 CoA、檸檬酸、胰島素激活乙酰CoA羧化 酶的活性；長鏈脂酰CoA、胰高血素、腎 上腺素抑制乙酰CoA羧化酶的活性。,II 階段軟脂酸的合成 此階段是在脂肪酸合成酶復(fù)合體的催 化下進行的過程。 脂肪酸合成酶復(fù)合體的特點： 脂肪酸合成酶復(fù)合體是由7種酶和一 種?；d體蛋白聚集在一起。,7種酶有： 乙酰轉(zhuǎn)移酶E1 丙二酰轉(zhuǎn)移酶E2 -酮脂酰合成酶S -酮脂酰還原酶E4 -羥脂酰脫水酶E5,烯脂酰還原酶E6,硫解酶E7,HE3,?；d體蛋白（acyl camer protein,ACP） 它是一種低分子量的蛋白質(zhì)，其輔基為: 4磷酸泛酰氨基乙硫醇 （4-phosp

10、hopantetheine）。 SH-CH2CH2NHCOCH2CH2NHCOCHOHC(CH3)2-OPO32- 它是脂肪酸合成過程中脂?；妮d體，脂肪 酸合成的各步反應(yīng)都在ACP的輔基上進行。, 合成過程主要進行四步反應(yīng)： 縮合、還原、脫水、再還原。 4. 軟脂酸合成的總反應(yīng)式： 乙酰CoA+7丙二酰CoA+14（NADPH+H+） 軟脂酰CoA+8HSCoA+14NADP+7CO2,III 階段碳鏈加長 對較長碳鏈的脂肪酸的合成是在軟脂肪 酸的基礎(chǔ)上進行加工，使其碳鏈延長。 碳鏈延長的部位 肝臟的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)或線粒體。 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)脂肪酸碳鏈的延長,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)存在脂肪酸碳鏈延長酶體系，催化軟脂酰CoA與

11、丙二酰CoA進行縮合、加氫、脫水、再加氫，生成硬脂酰CoA。,此反應(yīng)特點： 其合成過程與軟脂酸的合成相似。 每重復(fù)一次可增加個碳原子，一般 可延長脂肪酸碳鏈至24或26個碳原子， 而以硬脂肪酸最多。 脂?；B在CoASH上，而不是ACP載體。 以丙二酰CoA作為二碳單位體,NADPH+H+ 作為供氫體。, 線粒體脂肪酸碳鏈延長 線粒體也存在脂肪酸碳鏈延長酶體系，催化軟 脂酰CoA與乙酰CoA進行縮合、還原、脫水、 再還原成硬脂酰CoA。,此反應(yīng)特點： 其過程與-氧化的逆反應(yīng)基本相似。 每次重復(fù)反應(yīng)可增加個碳原子，一般可延 長脂肪酸碳鏈至24或26個碳原子，而以硬脂 肪酸最多。 以乙酰CoA作為

12、二碳單位的供體,NADPH+H+ 作為供氫體。還需、烯脂酰還原酶。,（二）不飽和脂肪酸的合成 人體含有的不飽和脂肪酸主要有2種： 1. 非必需脂肪酸由人體自身合成。 有：軟油酸（16：1；9） 油酸（18：1；9） 2. 必需脂肪酸必須從食物攝取。 有：亞油酸（18：2；9、12） 亞麻酸（18：3；9、12、15） 花生四烯酸（20：4；5、8、11、14）,這是因為動物只有4、5、8及9去飽和酶(desaturase)，缺乏9以上的去飽和酶，而植物則含有9、12及15去飽和酶。,1. 非必需不飽和脂肪酸的合成 它是在軟脂酸的基礎(chǔ)上，在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的去飽酶的作用下生成油酸或軟油酸。 軟脂酸（C16） 軟油酸（9C16） 硬脂酸（C18） 油酸（9C18）,9去飽和酶,9去飽和酶,2必需脂肪酸的合成 當食物攝取亞油酸后，在動物體內(nèi)經(jīng)碳鏈加工及去飽和，可生成花生四烯酸?；ㄉ南┧釣楹铣汕傲邢偎?、血栓惡烷、白三烯等多烯脂肪酸的前體。,（三）甘油三酯的合成,1. 甘油三酯的合成部位 主要是肝臟、脂肪