動物生物化學課件10脂類代謝課件

第十章脂類代謝LipidsMetabolism本章主要內容：脂類的生理功能脂肪的分解代謝脂肪的合成代謝類脂的代謝（膽固醇的合成代謝及轉變）脂類在體內的轉運

動物機體的脂類（lipids）分為脂肪和類脂兩大類。 脂肪指甘油三酯（TG，Triglyceride），主要是儲脂。 類脂是指除脂肪以外的其他脂類，包括磷脂、糖脂、膽固醇及其酯（是組織脂的主要成分），還有其他的脂溶性分子。1.脂類的生理功能1.1脂類的分類某些不飽和脂酸（如亞麻酸、亞油酸、花生四烯酸）動物機體自身不能合成，必須從飼料中攝取，它們是動物不可缺少的營養(yǎng)素，稱為必需脂酸。必需脂酸（essentialfattyacid）甘油和脂肪酸在機體內將按不同的途徑進行代謝CH2OCR2.脂肪的分解

2.1脂肪的動員

脂肪組織中的脂肪在激素敏感脂酶作用下水解為脂肪 酸和甘油并釋放入血液供其他組織利用的過程。激素敏 感脂酶受多種激素調控，胰島素下調，腎上腺素與胰高 血糖素上調激素敏感脂酶的活性。

OCH2OCOROHOCHCH2OHCH2OHCOHORCOCH+3R+3H2O脂肪甘油脂肪酸糖酵解途徑酮體利用甘油三酯分解代謝的概況磷酸二羥丙酮a-磷酸甘油甘油

丙酮酸CO2+H2O脂肪動員

β-氧化TAC

脂肪酸乙酰CoA

酮體 生成

酮體甘油三酯葡萄糖結論：FA的分解氧化是從羧基端β-碳原子開始的，碳鏈逐次斷裂下一個2C單位。

Knoop實驗用苯環(huán)標記末端的偶數或奇數脂肪酸飼喂狗，然后分析其尿中的代謝產物

2.脂肪的分解

2.3脂肪酸的分解

Knoop實驗脂肪酸的β-氧化脂肪酸的分解氧化發(fā)生在β-碳原子上，每次降解生成一個乙酰CoA和比原來少兩個碳原子的脂酰CoA。如此循環(huán)往復。乙酰CoA經過三羧酸循環(huán)徹底氧化分解并釋放能量。脂肪酸的β氧化在線粒體的基質中進行。代謝途徑

以16個碳原子的偶數飽和脂肪酸——軟脂酸（又稱棕 櫚酸）為例。

（1）脂肪酸的活化——生成脂酰CoAATPAMP+PPiCoA Mg2+~SCoA

+HSCoA細胞內定位：胞液（2）轉運——脂酰CoA從胞液轉移至線粒體內在肉堿參與下脂肪酸轉入線粒體的簡要過程（3）脂肪酸β-氧化的反應過程

注意脫氫反應的輔酶和輔基

脫氫 加水 脫氫 硫解β-氧化的特點：a、細胞內定位：線粒體（基質）b、每進行一次β-氧化： 兩次脫氫：1次生成FADH21次生成NADH+H+

生成1分子乙酰CoA，碳鏈縮短2個碳原子 偶數碳鏈完全分解成乙酰CoA。c、多酶復合體：中間產物不會離開d、一般不可逆。CO丙酰CoA合成酶 (硫激酶)ATPAMP+PPiOCO2丙酰CoA羧化酶ATP,生物素CHCH3C~SCoA

OHOC

O甲基丙二酸 單酰CoA變位酶 VB12CH2CH2C~SCoACOOH

O琥珀酰CoA三羧酸 循環(huán)CH3CH2

丙酸CH3CH2C~SCoA 丙酰CoAOH+HSCoA2.脂肪的分解2.4奇數脂肪酸代謝—丙酸代謝及其生理意義

概念：酮體（ketonebody）是一類小分子有機酸，是脂肪酸在肝中分解氧化時產生的特有的中間代謝物，有乙酰乙酸（也有稱β-酮丁酸）、β-羥丁酸和丙酮。在肝臟中由乙酰CoA縮合生成，在肝外組織，如腦、心、骨骼肌中利用。

丙酮，微量乙酰乙酸，30%?-羥丁酸,70%2.脂肪的分解

2.5酮體的生成和利用酮體的利用：組織定位：除肝細胞、成熟紅細胞外所有組織細胞，主要在心、腎、腦、骨骼肌細胞。細胞內定位：線粒體過程：脫氫酶乙酰乙酸-琥珀酰CoA轉移酶硫解酶酮體的生理意義與酮?。╧etosis）肌肉組織對脂肪酸的利用是有限的，而酮體分子小，水溶性，是易于利用的能源分子。過多的脂肪攝入，長期饑餓，葡萄糖供應短缺（常見于高產乳牛，妊娠期的母畜等），導致脂肪大量動員，產生過量的乙酰CoA，可縮合成酮體。在糖尿病人，一方面糖的大量損失，另一方面由于草酰乙酸轉入異生途徑而使三羧酸循環(huán)不暢，糖不能有效氧化，促進乙酰CoA累積和酮體的合成。其結果是酮體在血液中的濃度增加，當超過肝外組織的利用能力時，引起酮血、酮尿等，以至酸中毒。軟脂酸的合成組織定位：肝、脂肪組織和小腸粘膜上皮，家禽以肝臟為主，家畜以脂肪組織為主。細胞內定位：胞液原料：A、乙酰輔酶A（來自于葡萄糖分解代謝，通過檸檬酸-丙酮酸循環(huán)出線粒體）B、NADPH+H+（來自于磷酸戊糖途徑和檸檬酸-丙酮酸循環(huán)）C、ATP、HCO3–（CO2）、Mn++、生物素1)2)3)4)5)6)7)脂?；D移酶丙二酸單酰-ACP酰基轉移酶酮脂酰-ACP合成酶（-SH）酮脂酰-ACP還原酶羥脂酰-ACP脫水酶烯脂酰-ACP還原酶硫酯酶（3）脂肪酸合成的多酶復合體系

包括7個酶和一個脂?；d體蛋ACP?；d體蛋白（ACP-SH）是一種含有４‘－磷酸泛酰巰基乙胺輔基的蛋白質，其活性基團Ser上的-OH與其相連，也寫成ACP-SH（AcylCarrierProtein）４‘－磷酸泛酰巰基乙胺（4）脂肪酸的生物合成過程①乙酰CoA-ACP?；D移酶β-酮脂酰-ACP合成酶(縮合酶)②丙二酸單酰CoA-ACP?；D移酶

④β-酮脂酰-ACP還原酶

③⑤β-羥脂酰-ACP脫水酶⑥烯脂酰-ACP還原酶乙酰CoA作起始物CH3(CH2)14COOH+HS-ACPCH3(CH2)14C-SACP+H2O

軟脂酸合成總反應式

O硫酯酶

O（4）脂肪酸的生物合成過程

最后：水解或硫解

OCH3C-SCOA+7COOHCH2C-SCOA+14NADPH CH3(CH2)14COOH+7CO2+8HSCOA+14NADP+注意：反應所需要的大量NADPH有兩個來源，8個來自乙酰CoA轉運時的轉氫反應，6個來自磷酸戊糖途徑脂肪酸的合成可以簡述如下：合成起始物為乙酰CoA，與丙二酸單酰CoA（3C單位）提供的乙?；s合（同時釋放CO2），使其烴鏈延長2個碳原子，經過還原-脫水-還原的循環(huán)往復，脂肪酸的烴鏈不斷延長。在這個過程中，脂?；饕cACP的巰基相連，最后在在硫酯酶作用下水解生成脂肪酸或者在硫解酶作用下生成脂酰CoA。7種酶活性都在一條多肽鏈上，屬多功能酶，由一個基因編碼；有活性的酶為兩相同亞基首尾相連組成的二聚體。三個結構域：底物進入縮合單位還原單位軟脂酰釋放單位（4）哺乳動物的脂肪酸合成酶系１）微粒體系統(tǒng)（內質網系） 類似于軟脂酸合成

以軟脂酸為基礎 以丙二酸單酰CoA為２C供體 以CoA為?；d體

NADPH供氫經縮合、還原、脫水、再還原循環(huán)往復，延長C18-C24的脂肪酸

２）線粒體類似于β－氧化的逆過程

以軟脂酰CoA為基礎 以乙酰CoA為２C供體 以CoA為酰基載體

NADPH供氫經縮合、還原、脫水、再還原循環(huán)往復，延長C24-C26的脂肪酸3.脂肪的合成代謝3.2

脂肪酸碳鏈的延長和脫飽和人和動物碳鏈的延長的酶系存在于肝細胞的

不飽和脂酸的合成

動物體內缺乏△9以上去飽和酶，故不能合成必需脂酸，而在植物體內則含有這些去飽和酶。由去飽和酶催化脫氫。（一）甘油二酯途徑（主要途徑）肝細胞和脂肪細胞主要按此途徑合成甘油三酯3.脂肪的合成代謝3.3脂肪的合成（二）甘油一酯途徑腸黏膜細胞內，以甘油一酯形式吸收進來5.類脂的代謝5.4膽固醇的生物合成與代謝轉變膽固醇（cholesterol）是動物體中最重要的一種以環(huán)戊烷多氫菲為母核的固醇類化合物。動物：膽固醇、膽固醇脂植物：β-谷固醇酵母：麥角固醇環(huán)戊烷多氫菲5，6-雙鍵、10，13-甲基、17-多碳鏈3-羥基（膽固醇）、3-脂?；懝檀减ィ┠懝檀嫉纳锖铣山M織定位：除腦和成熟紅細胞外所有組織，以肝臟（占70-80%）和小腸（占10%）為主。細胞內定位：胞液、滑面內質網原料：A、乙酰輔酶A：主要來自于葡萄糖的分解、脂酸的β-氧化和氨基酸代謝，通過檸檬酸-丙酮酸循環(huán)進入胞液。B、NADPH+H+：來自于磷酸戊糖途徑。C、ATP：來自于糖代謝。A、甲羥戊酸（Mevalonicacid,MVA）的合成B、鯊烯的合成C、膽固醇的合成基本過程：分為3個階段

70%-80%的膽固醇由肝臟合成，少量由小腸合成。合成膽固醇的場所是胞液的內質網膜，原料是乙酰CoA。合成一個分子的膽固醇需要18分子的乙酰CoA，并由檸檬酸-丙酮酸循環(huán)和磷酸戊糖途徑提供10分子的NADPH，期間形成焦磷酸酯中間物和脫去二氧化碳。HMGCoA還原酶是途徑的關鍵酶，受膽固醇的反饋抑制。生物膜組成7-脫氫膽固醇膽固醇在動物體內的轉化

VitD3腎上腺皮質激素睪酮等雌二醇等孕酮

牛黃鵝膽酸膽汁酸食物（少量）肝合成（主要）膽固醇膽酸血漿脂蛋白

血漿所含脂類的統(tǒng)稱。包括甘油三酯，磷脂，膽固醇及其酯、游離脂肪酸（FFA）。6.脂類在體內的轉運6.1血脂6.2

血漿中脂類與載脂蛋白結合而形成的運輸脂類的微粒稱為血漿脂蛋白（Lipoprotein,LP）。血漿脂蛋白的結構：內核：甘油三脂膽固醇酯外表：載脂蛋白、磷脂、游離膽固醇血漿脂蛋白結構圖6.脂類在體內的轉運6.3血漿脂蛋白的分類電泳分類法：乳糜微粒，β-脂蛋白，前β-脂蛋白和α -脂蛋白

密度分類法：乳糜微粒（CM），極低密度脂蛋白 （VLDL），低密度脂蛋白（LDL），高密度脂蛋白 （HDL）電泳法分離血漿脂蛋白超速離心法分離血漿脂蛋白高密度脂蛋白低密度脂蛋白極低密度脂蛋白乳糜微粒種類：A、B、C、D、E五類，有20余種。功能：結合和轉運脂質參與脂蛋白代謝關鍵酶活性的調節(jié)參與脂蛋白受體的識別6.脂類在體內的轉運6.4載脂蛋白（Apolipoprotein,Apo）指血漿脂蛋白中的蛋白質部分 特點：具有雙性α-螺旋的結構6.脂類在體內的轉運6.5

血漿脂蛋白的主要功能乳糜（CM）組成：TG，磷脂，膽固醇，ApoB48,A-I,A-II合成部位：小腸黏膜細胞，經淋巴系統(tǒng)進入血液生理功能：轉運外源性T甘油三酯和膽固醇酯極低密度脂蛋白（VLDL）組成：TG，磷脂，膽固醇，ApoB100,ApoE合成部位：肝細胞生理功能：轉運內源性甘油三酯低密度脂蛋白（LDL）組成：主要是膽固醇及其酯，ApoB-100合成部位：血漿（VLDL轉化而來）生理功能：轉運肝臟內源合成的膽固醇高密度脂蛋白（HDL）組成：主要是膽固醇及其酯合成部位：肝，小腸生理功能：機體膽固醇的“清掃機”，逆向轉運膽固醇到肝臟轉化處理消化部位：主要在小腸上段吸收部位：十二指腸下段和空腸上段1.脂類的生理功能1.3脂類消化與吸收軟脂酸合成的總反應注意：反應所需要的大量NADPH有兩個來源，8個來自乙酰CoA轉運時的轉氫反應，6個來自磷酸戊糖途徑(–)乙酰輔酶A

(+)

高糖飲食(能量聚積)脂肪動員乙酰輔酶A羧化酶ATP堆積脂酰輔酶A

(+)

檸檬酸異檸檬酸堆積抑制異檸檬 酸脫氫酶

饑餓高脂飲食3.2脂酸合成的調節(jié)

脂酸合成的別構調節(jié)乙酰輔酶A羧化酶乙酰輔酶A羧化酶-P無活性有活性磷蛋白磷酸酶

胰島素誘導乙酰輔酶A羧化酶 脂酸合成酶的合成促進脂酸進入脂肪組織，合成TG貯存脂酸合成的共價修飾調節(jié)

胰高血糖素(腎上腺素、生長素)

依賴AMP的蛋白激酶動物生物化學期中小練習1.2.3.4.5.一個9肽的氨基酸序列是：LysMetSerGluSerTyrAlaLeuGly a.正確命名這個肽；

b.寫出它受胰蛋白酶與胰凝乳蛋白酶共同作用時得到產物。含硫酶常常顯示出較好的熱穩(wěn)定性，但有時其活性又容易被重金屬離子抑制。為什么？動物缺乏B族維生素供應時，會直接影響對糖的利用。舉2個例子予以說明。同樣是6C化合物，比較葡萄糖和己酸在動物體內完全氧化可以產生的ATP數目。在糖代謝和脂代謝中，我們遇到過3個羧化酶催化的反應。請寫出它們的反應式并總結其共同點。

磷脂包括甘油磷脂，鞘磷脂等，其功能主要是細胞膜的組成成分，參與脂類在體內的運輸，磷脂的一些代謝物是細胞信號傳導的第二信使。 在動物的各種組織中都有磷脂的合成和分解代謝，肝中尤其活躍。5.類脂的代謝5.1磷脂-含有磷酸的脂類磷脂的組成及結構：A、甘油磷脂FAFAPiX甘油B、鞘磷脂FAPiX鞘氨醇OCH2O-C-R1R2C-O-CHO

CH2O-P-OX OH根據取代基團X的不同，可將甘油磷脂分為六類甘油磷脂的組成及結構

O鞘磷脂的組成及結構CH3(CH2)12CH=CH-CHOHCHNH2C