chap09脂類代謝-華東理工大學生物化學課件

第九章脂類代謝上海市精品課程一、脂類的消化、吸收、轉運和儲存二、脂肪的分解代謝三、脂肪酸及脂肪的合成代謝四、磷脂的代謝五、膽固醇代謝第九章脂類代謝章首脂類的消化、吸收、轉運和儲存（一）脂類的消化小腸上段是主要的消化場所脂類(TG、Ch、PL等)微團甘油一脂、溶血磷脂、長鏈脂肪酸、膽固醇等混合微團膽汁酸鹽乳化胰脂肪酶、磷脂酶等水解乳化章首脂類的消化、吸收、轉運和儲存(二)脂類的吸收在十二指腸下段及空腸上段吸收混合微團小腸粘膜細胞內(nèi)乳糜微粒門靜脈肝臟擴散重新酯化載脂蛋白結合節(jié)首乳麋微粒（CM）極低密度脂蛋白VLDL低密度脂蛋白LDL高密度脂蛋白HDL脂蛋白的種類脂類的消化、吸收、轉運和儲存(三)脂類的轉運和脂蛋白的作用節(jié)首章首下一頁上一頁（按密度大小分）CMVLDLIDLLDLHDL蛋白質1~210182550

脂肪

84~85503053膽固醇脂414224017磷脂818222127合成部位小腸粘膜肝細胞血漿、肝肝、小腸肝細胞功能轉運外源轉運內(nèi)源轉運內(nèi)源轉運內(nèi)源逆向轉運

甘油三脂甘油三脂膽固醇膽固醇酯膽固醇膽固醇

28893血漿脂蛋白的組成、性質及功能章首節(jié)首脂類的消化、吸收、轉運和儲存章首節(jié)首脂肪的分解代謝章首脂肪的水解甘油的轉化脂肪酸的分解代謝CH3-(CH2)n-

CH2-

CH2-COOHβ-氧化作用α-氧化作用ω-氧化作用酮體的代謝章首脂肪的水解節(jié)首章首甘油的轉化甘油激酶磷酸甘油脫氫酶異構酶節(jié)首章首β-氧化作用β-氧化作用概念及實驗依據(jù)概念脂肪酸在體內(nèi)氧化時在羧基端的β-碳原子上進行氧化，碳鏈逐次斷裂，每次斷下一個二碳單位，即乙酰CoA，該過程稱作β-氧化試驗證據(jù)

1904年F.Knoop用苯環(huán)標記脂肪酸飼喂狗，根據(jù)尿中產(chǎn)物，推導出了β-氧化學說。-CH2-(CH2)2n+1-COOH-CH2-(CH2)2n-COOH-COOH（苯甲酸）-CH2COOH（苯乙酸）奇數(shù)碳原子：偶數(shù)碳原子：節(jié)首脂肪酸活化為脂酰CoA（胞漿）

位于內(nèi)質網(wǎng)和線粒體外膜的脂酰CoA合成酶催化脂肪酸與CoA-SH生成活化的脂酰CoA。RCOOH+CoA—SHRCO~SCoA脂酰CoA合成酶ATPAMP+PPiMg2+

H2O2Pi反應不可逆脂肪酸脂酰CoA章首節(jié)首脂酰CoA進入線粒體脂肪酸氧化的酶系存在線粒體基質內(nèi)，但胞漿中活化的長鏈脂酰CoA（12C以上）卻不能直接透過線粒體內(nèi)膜，必須與肉堿(carnitine)結合成脂酰肉堿才能進入線粒體基質內(nèi)。RCO-SCoACoA-SH肉堿脂酰轉移酶(CH3)3N+CH2CHCH2COOHOH肉堿(CH3)3N+CH2CHCH2COOHRCO-O脂酰肉堿反應由肉堿脂酰轉移酶(CAT-Ⅰ和CAT-II)催化：章首節(jié)首肉堿轉運脂酰輔酶A進入線粒體

此過程為脂肪酸β-氧化的限速步驟，CAT-Ⅰ是限速酶，丙二酸單酰CoA

是其強烈的競爭性抑制劑。β-氧化（1）(1)脫氫脂酰CoA脫氫酶FADFADH2(2)水合RCH2CCCO~CoAHH

反2-烯酰CoA

反2-烯酰CoA水化酶

H2OOHRCH2CHCH2CO~SCoAL-β-羥脂酰CoA1.5ATP呼吸鏈章首ＯR-CH2-

CH2C-SCoA||節(jié)首β-氧化（2）OHRCH2CHCH2CO~SCoAL-β-羥脂酰CoA(3)再脫氫NAD+NADH+H+L-β-羥脂酰CoA脫氫酶(4)硫解CH3CO~SCoA乙酰CoARCH2CO~SCoA脂酰CoA(14C)（1）（2）（3）（4）β-酮脂酰CoARCH2C~SCoAOCH2COCoA-SHβ-酮脂酰CoA硫解酶

2.5ATP呼吸鏈重復反應章首節(jié)首脂肪酸氧化的三個階段脂肪酸β-氧化的能量生成1分子軟脂酸(16C)活化生成的軟脂酰CoA經(jīng)7次β-氧化.總反應式如下:

軟脂酰CoA+7FAD+7NAD++7CoA-SH+7H2O8乙酰CoA+7FADH2+7(NADH+H+)

1分子軟脂酸徹底氧化共生成:(1.5×7)+(2.5×7)+(10×8)=108分子ATP

減去脂肪酸活化時消耗ATP的2個高能磷酸鍵凈生成106

分子ATP。章首節(jié)首脂肪酸的α-氧化作用

脂肪酸氧化作用發(fā)生在α-碳原子上，分解出CO2，生成比原來少一個碳原子的脂肪酸，這種氧化作用稱為α-氧化作用。RCH2COO-RCH(OH)COO-RCOCOO-RCOO-CO2O2NAD+NADH+H+NAD+NADH+H+RCH(OOH)COO-CO2RCHOO2NAD+NADH+H+過氧化羥化上一頁下一頁章首章首節(jié)首脂肪酸的ω氧化作用脂肪酸的ω-氧化指脂肪酸的末端甲基（ω-端）經(jīng)氧化轉變成羥基，繼而再氧化成羧基，從而形成α，ω-二羧酸的過程。CH3(CH2)nCOO-HOCH2(CH2)nCOO-OHC(CH2)nCOO--OOC(CH2)nCOO-O2NAD(P)+NAD(P)H+H+NAPD+NADPH+H+NAD(P)+NAD(P)H+H+混合功能氧化酶醇酸脫氫酶醛酸脫氫酶上一頁下一頁章首節(jié)首酮體的代謝章首節(jié)首酮體的定義脂肪酸在肝臟中不完全氧化的中間產(chǎn)物，是β－羥丁酸（約占總量70％、乙酰乙酸（約占30％）和丙酮（含量極微）的統(tǒng)稱。乙酰CoA是酮體生成的原料酮體的生成過程羥甲基戊二酸單酰CoA（HMGCoA）脂肪酸硫解酶2CH3COSCoACH3COCH2COSCoA乙酰乙酰CoAHOOCCH2-C-CH2COSCoA|CH3OH|HMGCoA裂解酶HMGCoA合成酶CH3COSCoACoASH--氧化CH3COCH2COOHCH3CHOHCH2COOH乙酰乙酸丙酮--羥丁酸脫氫酶CO2NADH+H+NAD+CH3COCOOH脫羧酶CoASH上一頁下一頁章首節(jié)首酮體的利用章首節(jié)首

酮體在肝臟合成，但肝臟缺乏利用酮體的酶，因此不能利用酮體。酮體生成后進入血液，輸送到肝外組織利用。CH3COCH2COOH

乙酰乙酸CH3COCH2CO~SCoA

乙酰乙酰CoAATP+CoA~SHPPi+AMP2PiCH2COOHCH2CO~CoACH2COOHCH2COOH

TCA乙酰CoACH3CO~CoA

β-羥丁酸CH3CH(OH)CH2COOHβ-羥丁酸脫氫酶NAD+NADH+H+琥珀酰CoA琥珀酸轉移酶

乙酰乙酰CoA合成酶H2OHSCoA硫解酶

心、腎、腦和骨胳肌此酶活性高(10倍)酮體的利用章首節(jié)首CH2COOHCH2COOH1.酮體具水溶性，能透過血腦屏障及毛細血管壁，是輸出脂肪能源的一種形式。2.長期饑餓時，酮體供給腦組織50—70%的能量。3.禁食、應激及糖尿病時，心、腎、骨骼肌攝取酮體代替葡萄糖供能，節(jié)省葡萄糖以供腦和紅細胞所需，并可防止肌肉蛋白的過多消耗。酮體的生成的意義章首節(jié)首脂肪酸及脂肪的合成脂肪酸的合成脂肪酸碳鏈的延長脂肪的合成章首脂肪酸及脂肪的合成脂肪酸合成酶系章首

動物細胞脂肪酸合成酶系包括7種不同功能的酶和?；d體蛋白（ACP)，都存在于一條肽鏈上的七個功能區(qū)（結構域），由一個基因編碼；酵母細胞中該酶系包含六個酶和ACP，定位于兩條肽鏈上；大腸桿菌的該酶系含六個酶及ACP共七條肽鏈。節(jié)首脂肪酸及脂肪的合成合成的原料來源

脂肪酸合成的碳源主要來自糖氧化分解、β-氧化和氨基酸氧化分解產(chǎn)生的乙酰CoA，它們都存在于線粒體中線璃體中的乙酰CoA需通過檸檬酸-丙酮酸循環(huán)（或稱擰檬酸穿梭系統(tǒng)）運到胞漿中，才能供脂肪酸合成所需。NADPH主要來自胞漿中的磷酸戊糖途徑章首節(jié)首CoA－SH與ACP－SH的比較CH2-Ser-ACPHS輔基：4-磷酸泛酰巰基乙胺CoA分子中也有4-磷酸泛酰巰基乙胺AHS4-磷酸泛酰巰基乙胺章首節(jié)首脂肪酸合成酶系結構模式ACP①②③④⑤⑥中央巰基SH外圍巰基SH①ACP－脂?；D移酶②ACP－丙二酰轉移酶③β-酮脂酰-ACP合成酶④β-酮脂酰-ACP還原酶

⑤β-羥脂酰-ACP脫水酶⑥烯脂酰-ACP還原酶

⑦長鏈脂?；蚪饷刚率坠?jié)首脂肪酸生物合成的反應歷程β-烯丁酰ACPCH3COCH2C0-SACP

丁酰ACPCH3CH(OH)CH2C0-SACP

CH3CH=CH2C0-SACPCH3CH2CH2C0-SACP

β-酮丁酰ACPβ-羥丁酰ACPCH3COCoACH3COACPHOOCCH3COACPHOOCCH3COCoACH3COCoACO2+ACPC2C2C2C2C2C2NADPHNADP+NADP+NADPHH2OCH3(CH2)14C0-SACP+CO2ACP章首節(jié)首上一頁下一頁①②縮合③還原④脫水⑤⑥再還原軟脂肪酸⑦硫解

乙酰CoA＋7丙二酸單酰CoA＋14NADPH＋14H+＋H2O軟脂酸＋14NADP+＋7CO2＋7H2O＋8CoA-SH脂肪酸合成酶系（7次循環(huán)）軟脂酸合成的總反應節(jié)首章首區(qū)別點從頭合成β—氧化細胞中發(fā)生部位細胞質線粒體?；d體ACP-SHCoA-SH二碳片段的加入與裂解方式丙二酰單酰CoA乙酰CoA電子供體或受體NADPHFAD、NAD+酶系七種酶和一個蛋白質組成復合物四種酶原料轉運方式肉堿穿梭系統(tǒng)檸檬酸轉運系統(tǒng)羥脂?；衔锏闹虚g構型D-型L-型對二氧化碳和檸檬酸的需求要求不要求能量變化消耗7個ATP和14NADPH產(chǎn)生106個ATP脂肪酸從頭合成與β－氧化比較章首節(jié)首軟脂酰CoA或軟脂酸生成后，可在滑面內(nèi)質網(wǎng)及線粒體經(jīng)脂肪酸碳鏈延長酶系的催化作用下，形成更長碳鏈的飽和脂肪酸。延長途徑線粒體延長途徑：基本上是β-氧化的逆過程，只是NADPH2作為供氫體參與第二次還原反應?；鎯?nèi)質網(wǎng)延長途徑：與從頭合成類似，只是輔酶A作為?；d體，丙二酰輔酶A提供二碳單位。脂肪酸碳鏈的延長章首節(jié)首葡萄糖CH2OHC=OCH2O-PNADH+H+NAD+磷酸甘油脫氫酶CH2OHCCH2O-HO—PCH2OCOR1CCH2O-R2CO-O—PCH2OCOR1CCH2OHR2CO-O-H2OPi磷脂酸磷酸酶CH2OCOR1CCH2OCOR3R2CO-O—CoA-SHR3CO~SCoA脂酰轉移酶R1CO~SCoAR2CO~SCoA磷酸甘油脂酰轉移酶2CoA-SH磷脂酸TG脂肪的合成章首節(jié)首1.合成部位：2.合成原料：甘油、脂肪酸、磷酸鹽、膽堿、乙醇胺絲氨酸、食物食物或脂肪分解CTP、ATP、絲氨酸、肌醇等3.合成過程全身各組織，肝、腎、腸最活躍。甘油磷脂的合成章首節(jié)首乙醇胺和膽堿的活化HOCH2CH2NH2HOCH2CH2N(CH3)3OCH2CH2NH2磷酸乙醇胺CDP-OCH2CH2NH2CDP-乙醇胺乙醇胺激酶CTP:磷酸乙醇胺胞苷轉移酶ATPADPCTPPPi膽堿激酶ATPADPOCH2CH2N(CH3)3CDP-OCH2CH2N(CH3)3CDP-膽堿CTP:磷酸膽堿胞苷轉移酶CTPPPiPP上一頁下一頁章首節(jié)首磷脂酰乙醇胺（腦磷脂）CDP-乙醇胺CMP磷脂酰膽堿（腦磷脂）葡萄糖3-磷酸甘油磷脂酸1，2-甘油二酯脂