生物化學(xué) 脂類物質(zhì)的合成與分解.ppt

1、第九章 脂類物質(zhì)的 合成與分解,第一節(jié) 不飽和脂酸的命名及分類 第二節(jié) 脂類的消化和吸收 第三節(jié) 甘油三酯代謝 第四節(jié) 類脂的代謝 第五節(jié) 血漿脂蛋白代謝,第一節(jié) 不飽和脂肪酸的 命名及分類,脂肪（甘油三酯，TG） 儲(chǔ)能供能 (可變脂) 脂類 膽固醇(Ch)及膽固醇酯(CE) 類脂 磷脂（PL） 生物膜組分 糖脂 (固定脂),* 膽固醇(cholesterol)基本結(jié)構(gòu),環(huán)戊烷多氫菲,動(dòng)物膽固醇(27碳),X = 膽堿、水、乙醇胺、 絲氨酸、甘油、肌醇、磷脂酰甘油等,甘油磷脂,鞘磷脂,鞘糖脂,P223,單不飽和脂酸 多不飽和脂酸 含2個(gè)或2個(gè)以上雙鍵的不飽和脂酸,不飽和脂酸的分類,脂肪酸 CH

2、3-CH2-CH2-(CH2)n-CH2-CH2-COOH ， CH3-(CH2)m-CH = CH-(CH2)nCOOH,編碼體系 從脂酸的羧基碳起計(jì)算碳原子的順序 或n編碼體系 從脂酸的甲基碳起計(jì)算其碳原子順序,標(biāo)示脂酸的碳原子數(shù)即碳鏈長(zhǎng)度和雙鍵的位置。,不飽和脂酸命名,哺乳動(dòng)物不飽和脂酸按（或n）編碼體系分類,CH3-(CH2)5-CH2 = CH2-(CH2)6-CH2-COOH,CH3-(CH2)7-CH2 = CH2-(CH2)6-CH2-COOH,常 見 的 不 飽 和 脂 酸 P222,軟脂酸,習(xí)慣名,系統(tǒng)名,簡(jiǎn)寫符號(hào),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,亞油酸,18:29,12,9,12-十八碳二烯酸,-亞麻酸,18:39,12,15,9,12,15-十八碳三烯酸,-亞麻酸,18:36,9,12,6,9,12-十八碳三烯酸,必需脂肪酸維持人體正常功能所必需的、體內(nèi)不能自行合成而必需由食物提供的（不飽和）脂肪酸，包括亞油酸、亞麻酸及花生四烯酸等。 非必需脂肪酸,第二節(jié) 脂類的消化和吸收,一. 消化 部位：主要在小腸上段 過程： 脂肪 胰脂酶、輔脂酶 FA、MG 磷脂 膽汁酸鹽 微團(tuán) 磷脂酶 溶血性磷脂、FA 膽固醇酯 膽固醇酯酶 Ch、FA,二. 吸收 1. 脂肪 中短鏈FA、甘油 經(jīng)門靜脈入血 含短鏈FA 的TG 長(zhǎng)鏈

4、FA 粘膜細(xì)胞 2-MG Apo CM 經(jīng)淋巴入血 PL Ch 2. 磷脂 無論水解與否在腸壁重新合成完整的分子進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)。 3. 膽固醇 在膽鹽的作用下被吸收后重新合成膽固醇酯運(yùn)輸。,TG,第三節(jié) 甘油三酯代謝,一. 甘油三酯的分解代謝 脂肪動(dòng)員(脂解作用) 1. 概念：儲(chǔ)存在脂肪細(xì)胞中的脂肪被脂肪酶逐步水 解為游離脂肪酸及甘油并釋放入血供其它組織氧化 利用的過程。 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，其活性受到多種激素的調(diào)節(jié)， 故稱為HSL。,脂解激素能促進(jìn)脂肪動(dòng)員的激素，如

5、：腎上腺素、 胰高血糖素、ACTH、TSH等。 抗脂解激素抑制脂肪動(dòng)員，對(duì)抗脂解激素作用的 激素。如：胰島素、前列腺素E2等。 另外，除紅細(xì)胞外其它各組織也可水解脂肪。 脂肪酸的-氧化 部位：除腦以外的大多數(shù)組織，以肝及肌肉最活躍 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進(jìn)入線粒體 肉堿及酶的作用 脂肪酸-氧化的限速步驟 3. 脂肪酸的-氧化 線粒體 概念：脂酰基(脂肪酸)在線粒體內(nèi)的氧化分解是在其(羧基 端) -C氧化斷裂產(chǎn)生乙酰CoA的反應(yīng)過程。每次 -氧化包括脫氫、加水、脫氫、硫解四步連續(xù)反應(yīng)。 具體反應(yīng) 能

6、量計(jì)算,脂酸的活化 P235 脂酰 CoA 的生成（胞液）,* 脂酰CoA合成酶(acyl-CoA synthetase)存在于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)及線粒體外膜上,+ CoA-SH,關(guān)鍵酶,2. 脂酰CoA 進(jìn)入線粒體,3. 脂酸的氧化,脫氫,加水,再脫氫,硫解,脂酰CoA,L(+)-羥脂酰CoA,酮脂酰CoA,脂酰CoA+乙酰CoA,FADH2,H2O,呼吸鏈,2ATP,乙酰CoA,徹底氧化,三羧酸循環(huán),生成酮體,肝外組織氧化利用,活 化：消耗2個(gè)高能磷酸鍵,氧 化：,每輪循環(huán) 四個(gè)重復(fù)步驟：脫氫、水化、再脫氫、硫解 產(chǎn)物：1分子乙酰CoA 1分子少兩個(gè)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碳軟脂酸為例,7 輪循環(huán)產(chǎn)物：8分子乙酰CoA 7分子NADH+H+ 7分子FADH2,能量計(jì)算： 生成ATP 812 + 73 + 72 = 131 凈生成ATP 131 2 = 129, 酮體的生成及利用 酮體脂肪酸在肝臟中不完全氧化分解時(shí)產(chǎn)生的中 間產(chǎn)物，包括乙酰乙酸、-羥丁酸、丙酮三種物質(zhì)。 血漿水平：0.030.5mmol/L(0.35mg/dl) 1. 酮體在肝中生成 1）乙酰乙酰硫解酶（thiolase) 2）-羥-甲基戊二酸單酰CoA合成酶 (-hydroxy-methylglutaryl-CoA synthase, HMG-CoA) 3）-

8、羥-甲基戊二酸單酰CoA裂解酶（HMG-CoA lyase),2. 酮體在肝外利用 酮體是脂肪酸在肝中代謝的正常產(chǎn)物，在正常的情況下不斷有少量酮體在肝中生成及經(jīng)血輸出。 酮體是肝向肝外組織輸出能源物質(zhì)的一種重要方式。 在血糖供應(yīng)不充足的情況下，腦、心、肌主要攝取血糖氧化供能；在血糖供應(yīng)嚴(yán)重不足時(shí)，腦、心、肌轉(zhuǎn)換成主要從血中攝取酮體氧化供能，以保證這些重要器官組織的能量供應(yīng)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轉(zhuǎn)硫酶 （心、腎、腦及骨骼肌的線粒體）,乙酰乙酰CoA硫激酶 （腎、心和腦的線粒體）,乙酰乙酰CoA

9、硫解酶（心、腎、腦及骨骼肌線粒體）,3. 酮癥（尿酮癥、血酮癥）及酮癥酸中毒 肝中酮體的生成量超過肝外組織的利用率。 （四）甘油的氧化分解（甘油激酶） 甘油磷酸甘油磷酸二羥丙酮,(四)脂肪酸的氧化 胞液 P237, 概念： 脂肪酸在一些酶的催化下，其碳原子發(fā)生氧化，生成一分子CO2和比原來少1個(gè)碳原子的脂肪酸，這種氧化作用稱為脂肪酸氧化。 每次脫氫、加氧、脫水、脫羧和脫氫的連續(xù)反應(yīng)過程。,（2）Stumpf于1956年在植物種子及葉子中發(fā)現(xiàn)，后來也在動(dòng)物的腦，肝等細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)。,(五)脂肪酸的氧化,概念： 脂肪酸的末端甲基（端）經(jīng)氧化轉(zhuǎn)變?yōu)?羥脂酸，繼而在氧化為，-二羧酸的過程。 經(jīng)羥化，再羧化

10、過程。,二. TG的合成 P226 軟脂酸的生物合成 1. 合成部位：肝、腎、腦、肺、乳腺、脂肪組織等 胞內(nèi)定位：胞液 2. 合成原料：乙酰CoA，NADPH ATP、CO2、Mg2+等 3. 反應(yīng)過程 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三個(gè)部分構(gòu)成 縮合加氫脫水再加氫,總反應(yīng)： 1乙酰CoA+7丙二酰CoA+14NADPH14H7ATPH2O 軟脂酸+7CO2+14NADP+8CoASH+7ADP+7Pi 脂肪酸合成酶系：多功能酶 含有兩個(gè)相同的亞基，每個(gè)亞基均有

11、ACP及六種 酶活性 六種酶名稱：乙酰轉(zhuǎn)移酶 丙二酰轉(zhuǎn)移酶 -酮脂酰合成酶 -酮脂酰還原酶 -羥脂酰脫水酶 烯酰還原酶,4. 脂肪酸碳鏈的增長(zhǎng)及不飽和脂肪酸的合成（P 231） 5. 脂肪酸合成的調(diào)節(jié) 1）代謝物的調(diào)節(jié)作用 高脂食物（-） 高糖食物（+） 2）激素調(diào)節(jié)： 胰島素（+） 胰高血糖素 腎上腺素 （-） 生長(zhǎng)素, 甘油三酯的生物合成 1.合成部位 肝*、腸、脂肪組織 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)，它們主要來自糖代謝。 1. 糖酵解途徑 +2H 糖 磷酸二羥丙酮 -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；由體內(nèi)原有TG分解產(chǎn)生的甘油及FA也可作原料。,3.合成過程 (1) 甘油一酯途徑 小腸粘膜細(xì)胞 (2) 甘油二酯途徑 肝細(xì)胞、脂肪細(xì)胞,HS-CoA + RCOOH RCOCoA,脂酰CoA合成酶,ATP AMP PPi,酯酰CoA 轉(zhuǎn)移酶,R3COCoA CoA,酯酰CoA 轉(zhuǎn)移酶,酯酰CoA 轉(zhuǎn)移酶,CoA,R1COCoA,酯酰CoA 轉(zhuǎn)移酶,CoA,R2COCoA,磷脂酸 磷酸酶,Pi,酯酰CoA 轉(zhuǎn)移酶,CoA,R3COCoA,多不飽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 具二十碳的不飽和脂酸，以前列腺酸為基本骨架 具一個(gè)五碳環(huán)和兩條側(cè)鏈,花生四烯酸 （20:45，8，11，14）,前列腺酸,（一）結(jié)構(gòu)及命名,PG根據(jù)五碳環(huán)上取代基和雙鍵位置不同，分 9 型,根據(jù)R1及R2兩條側(cè)鏈中雙鍵數(shù)目的多少，PG又分為1、2、3類，在字母的右下角提示。,TX 有前列腺酸樣骨架，但五碳環(huán)為含氧的噁烷代替。,LT 分子中有四個(gè)雙鍵,(LTB4),PGE2誘發(fā)炎癥，促局部血管擴(kuò)張。 PGE2、PGA2 使動(dòng)脈平滑肌舒張而降血壓。 PGE2、PGI2抑制胃酸分泌，促胃腸平滑肌蠕動(dòng)。 PGF2使卵巢平滑肌收縮引起排卵，使子宮體收縮加強(qiáng)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 強(qiáng)烈促血小板聚集，并使血管收縮促血栓形成，PGI2 、PGI3對(duì)抗它們的作用。 TXA3促血小板聚集，較TXA2弱得多。,3. LT（白三烯）,LTC4、LTD4及LTE4被證實(shí)是過敏反應(yīng)的慢反應(yīng)物質(zhì)。 LTD4還使毛細(xì)血管通透性增加。 LTB4還可調(diào)節(jié)白細(xì)胞的游走及趨化等功能，促進(jìn)炎癥及過敏反應(yīng)的發(fā)展。,第四節(jié) 類脂的代謝,脂肪（甘油三酯，TG） 脂類 膽固醇（Ch）及膽固醇酯（CE） 類脂 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,甘油磷脂代謝 組成、分類及結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 甘油磷酯的分解 磷脂酶A1、A2、B1、B2、C、D 1. 磷脂酶A的作用可產(chǎn)生溶血性磷脂（破壞RBC 膜，引起溶血） 2. A1與蛇傷及某些細(xì)菌感染的產(chǎn)生的溶血有關(guān) A2與急性胰腺炎相關(guān),組成、分類及結(jié)構(gòu)特點(diǎn),磷脂酰肌醇 (phosphatidyl inositol),磷脂酰絲氨酸 (phosphatidyl serine),甘油磷脂的合成 1. 合成部位：全身組織細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)；肝腎腸活躍 2. 原料：甘油、FA、磷酸鹽、含氮化合物（膽堿、 絲氨酸、肌醇、乙醇胺等） 3. 合成基本過程（需要CTP參與活化） 甘油二酯合成途徑 C

16、DP-甘油二酯合成途徑,（1）甘油二酯合成途徑,（2）CDP-甘油一酯合成途徑,膽固醇代謝 一. 膽固醇的結(jié)構(gòu)、生理功能 27C, 環(huán)戊烷多氫菲衍生物，3-OH 生理功能：1. 是生物膜的重要成分，保證膜的流動(dòng)性 2. 是合成膽汁酸、類固醇激素及VitD3等 生理活性物質(zhì)的前體。,二. 膽固醇的合成 P246 1. 合成部位：肝*，小腸（胞液及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)） 2. 合成原料：乙酰CoA、NADPH、ATP 3. 合成過程： 包括近30步反應(yīng)，分3個(gè)主要階段： 甲羥戊酸的合成 鯊烯的合成 膽固醇的合成 HMGCoA還原酶,4. 膽固醇合成的調(diào)節(jié) 膽固醇的反饋抑制 食物的影響 激素調(diào)節(jié): 胰島素、甲狀腺素,第五節(jié) 血漿脂蛋白的代謝,一.血脂 概念：血脂指血漿所含的脂類。包括TG、PL、 TC以及FFA等。 2. 來源：外源性食物 內(nèi)源性 脂庫動(dòng)員；糖、氨基酸 去路：氧化分解供能；脂庫貯存；構(gòu)成生物膜； 轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌镔|(zhì)等。 3. 參考正常值：以空腹血清為準(zhǔn),CM LDL VLDL HDL,二. 血漿脂蛋白的分類、組成及結(jié)構(gòu) 1. 電泳法和超速離心法的分類,2. 血漿脂蛋白的組成 均由apo、 TG、PL、Ch及其酯組成。,各類脂蛋白的化學(xué)組成特點(diǎn)、來源及主要功能,三. 載脂蛋白（apolipoprotein,apo） 1. 概念：血漿脂蛋白中的r部分。 2. 分類：主要分apo