第07章-脂質(zhì)代謝2課件1

第七章脂質(zhì)代謝MetabolismofLipids1第七章脂質(zhì)代謝MetabolismofLipids1脂質(zhì)的構(gòu)成、功能及分析Thecomposition,functionandanalysisoflipids第一節(jié)2脂質(zhì)的構(gòu)成、功能及分析第一節(jié)2脂肪（甘油三酯，TG）脂類類脂甘油磷酯（PL）鞘磷脂腦苷脂神經(jīng)節(jié)苷脂磷脂糖脂膽固醇（Ch）及其酯（ChE）3一、脂質(zhì)是種類繁多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的一類大分子物質(zhì)脂肪和類脂總稱為脂質(zhì)(lipids)。脂肪（甘油三酯，TG）脂類類脂甘油磷酯（PL）鞘磷脂腦苷脂神甘油三酯(triacylglycerol)是非極性、不溶于水的甘油脂酸三酯，基本結(jié)構(gòu)為甘油的三個羥基分別被相同或不同的脂酸酯化。其脂酰鏈組成復(fù)雜，長度和飽和度多種多樣。體內(nèi)還存在少量甘油一酯（monoacylglycerol）和甘油二酯（diacylglycerol，DAG）。（一）甘油三酯是甘油的脂酸酯4甘油三酯(triacylglycerol)是非極性、不溶于水55△編碼體系從脂酸的羧基碳起計算碳原子的順序。ω或n編碼體系從脂酸的甲基碳起計算其碳原子順序。系統(tǒng)命名法（一）脂肪酸是脂肪烴的羧酸標(biāo)示脂酸的碳原子數(shù)即碳鏈長度和雙鍵的位置。脂肪酸（fattyacids）的結(jié)構(gòu)通式為:CH3（CH2）nCOOH。高等動植物脂肪酸碳鏈長度一般在14～20之間，為偶數(shù)碳。6△編碼體系系統(tǒng)命名法（一）脂肪酸是脂肪烴的羧酸標(biāo)示脂酸的碳原脂酸根據(jù)其碳鏈?zhǔn)欠翊嬖陔p鍵分為飽和脂酸和不飽和脂酸飽和脂酸的碳鏈不含雙鍵飽和脂酸以乙酸(CH3-COOH)為基本結(jié)構(gòu)，不同的飽和脂酸的差別在于這兩基團間亞甲基(-CH2-)的數(shù)目不同。2.不飽和脂酸的碳鏈含有一個或一個以上雙鍵單不飽和脂酸(monounsaturatedfattyacid)多不飽和脂酸(polyunsaturatedfattyacid)7脂酸根據(jù)其碳鏈?zhǔn)欠翊嬖陔p鍵分為飽和脂酸和不飽和脂酸飽和脂酸表7-1常見的脂肪酸慣名系統(tǒng)名碳原子數(shù)和雙鍵數(shù)簇分子式飽和脂肪酸

月桂酸(lauricacid)n-十二烷酸12:0－CH3(CH2)10COOH豆寇酸(myristicacid)n-十四烷酸14:0－CH3(CH2)12COOH軟脂肪酸(palmiticacid)n-十六烷酸16:0－CH3(CH2)14COOH硬脂肪酸(stearicacid)n-十八烷酸18:0－CH3(CH2)16COOH花生酸(arachidicacid)n-二十烷酸20:0－CH3(CH2)18COOH山箭酸(behenicacid)n-二十二烷酸22:0－CH3(CH2)18COOH掬焦油酸(lignocericacid)n-二十四烷酸24:0－CH3(CH2)18COOH8表7-1常見的脂肪酸慣名系統(tǒng)名碳原子數(shù)和雙鍵數(shù)簇分子式飽和不飽和脂肪酸棕櫚(軟)油酸(palmitoleicacid)9-十六碳一烯酸16:1w-7CH3(CH2)5CH═CH(CH2)7COOH油酸(oleicacid)9-十八碳一烯酸18:1w-9CH3(CH2)7CH═CH(CH2)7COOH異油酸(Vaccenicacid)反式11-十八碳一烯酸18:1w-7CH3(CH2)5CH═CH(CH2)9COOH亞油酸(linoleicacid)9,12-十八碳二烯酸18:2w-6CH3(CH2)4(CH═CHCH2)2(CH2)6COOHa-亞麻酸(a-linolenicacid)9,12,15-十八碳三烯酸18:3w-3CH3CH2(CH═CHCH2)3(CH2)6COOHg-亞麻酸(g-linolenicacid)6,9,12-十八碳三烯酸18:3w-6CH3(CH2)4(CH═CHCH2)3(CH2)3COOH花生四烯酸(arachidonicacid)5,8,11,14-二十碳四烯酸20:4w-6CH3(CH2)4(CH═CHCH2)4(CH2)2COOHtimnodonicacid(EPA)5,8,11,14,17-二十碳五烯酸20:5w-3CH3CH2(CH═CHCH2)5(CH2)2COOHclupanodonicacid(DPA)7,10,13,16,19-二十二碳五烯酸22:5w-3CH3CH2(CH═CHCH2)5(CH2)4COOHcervonicacid(DHA)4,7,10,13,16,19-二十二碳六烯酸22:6w-3CH3CH2(CH═CHCH2)6CH2COOH9不飽和脂肪酸棕櫚(軟)油酸(palmitoleicacidＤＨＡ具體成分是二十二碳六烯酸，又稱腦黃金；ＡRＡ具體成份是指花生四烯酸。

ＤＨＡ、ＡRＡ屬多不飽和脂肪酸，在體內(nèi)由必需脂肪酸亞油酸、亞麻酸轉(zhuǎn)化而成，能提升嬰兒智力發(fā)育指數(shù)、提升視力敏銳度，對嬰兒腦部及視力的發(fā)育有重要作用。ＤＨＡ、ＡRＡ在人體大腦皮層及視網(wǎng)膜內(nèi)占很高的含量比例，是重要的組成部分。嬰幼兒處在腦部、視力

及身體快速成長的黃金階段，體內(nèi)DHA相對不足，適當(dāng)補充.10ＤＨＡ具體成分是二十二碳六烯酸，又稱腦黃金；ＡRＡ具體成份是磷脂（phospholipids）由甘油或鞘氨醇、脂肪酸、磷酸和含氮化合物組成。甘油磷脂：由甘油構(gòu)成的磷脂（體內(nèi)含量最多）鞘磷脂：由鞘氨醇構(gòu)成的磷脂X指與磷酸羥基相連的取代基，包括膽堿、水、乙醇胺、絲氨酸、甘油、肌醇、磷脂酰甘油等。FAFAPiX

甘油FAPiX鞘氨醇（三）磷脂可分為甘油磷脂和鞘磷脂兩類分類：11磷脂（phospholipids）由甘油或鞘氨醇、脂肪酸、磷由甘油構(gòu)成的磷脂稱為甘油磷脂組成：甘油、脂酸、磷脂、含氮化合物結(jié)構(gòu)：功能：含一個極性頭、兩條疏水尾，構(gòu)成生物膜的磷脂雙分子層。X=膽堿、水、乙醇胺、絲氨酸、甘油、肌醇、磷脂酰甘油等12由甘油構(gòu)成的磷脂稱為甘油磷脂組成：甘油、脂酸、磷脂、含氮化合機體內(nèi)幾類重要的甘油磷脂13機體內(nèi)幾類重要的甘油磷脂13(cephalin)(lecithin)磷脂酰肌醇

(phosphatidylinositol)磷脂酰絲氨酸(phosphatidylserine)14(cephalin)(lecithin)磷脂酰肌醇(心磷脂(cardiolipin)15心磷脂(cardiolipin)15鞘脂(sphingolipids)含鞘氨醇(sphingosine)或二氫鞘氨醇的脂類。16由鞘氨醇或二氫鞘氨醇構(gòu)成的磷脂稱為鞘磷酯鞘脂(sphingolipids)16由鞘氨醇或二氫鞘氨醇構(gòu)鞘氨醇的氨基通過酰胺鍵與1分子長鏈脂酸相連形成神經(jīng)酰胺(ceramide)，為鞘脂的母體結(jié)構(gòu)。17按取代基X的不同，鞘脂分為：鞘糖酯、鞘磷脂鞘氨醇的氨基通過酰胺鍵與1分子長鏈脂酸相連形成神經(jīng)酰胺(ce

膽固醇(cholesterol)結(jié)構(gòu)：固醇共同結(jié)構(gòu)：環(huán)戊烷多氫菲（四）膽固醇以環(huán)戊烷多氫菲為基本結(jié)構(gòu)18膽固醇(cholesterol)結(jié)構(gòu)：固醇共同結(jié)構(gòu)：（四）動物膽固醇(27碳)19動物膽固醇(27碳)19植物(29碳)酵母(28碳)20植物(29碳)酵母(28碳)20二、脂質(zhì)具有多種復(fù)雜的生物學(xué)功能（一）甘油三酯是機體重要的能源物質(zhì)1gTG=38KJ1g蛋白質(zhì)=17KJ1g葡萄糖=17KJ首先，甘油三酯氧化分解產(chǎn)能多。第二，甘油三酯疏水，儲存時不帶水分子，占體積小。第三，機體有專門的儲存組織——脂肪組織。甘油三酯是脂肪酸的重要儲存庫。甘油二酯(DAG)還是重要的細(xì)胞信號分子。21二、脂質(zhì)具有多種復(fù)雜的生物學(xué)功能（一）甘油三酯是機體重要的能（二）脂肪酸具有多種重要生理功能1.提供必需脂肪酸人體自身不能合成，必須由食物提供的脂肪酸，稱為營養(yǎng)必需脂酸(essentialfattyacid)，包括亞油酸（18:2，Δ9,12）

、亞麻酸（18:3，Δ9,12,15）和花生四烯酸（20:4，Δ5,8,11,14）

。22（二）脂肪酸具有多種重要生理功能1.提供必需脂肪酸人體自身2.合成不飽和脂肪酸衍生物前列腺素（prostaglandin,PG）、血栓烷(thromboxane,TX)

、白三烯(leukotrienes,LT)是廿碳多不飽和脂肪衍生物。23PG、TX和LT具有很強生物活性2.合成不飽和脂肪酸衍生物前列腺素（prostaglan（二）磷脂是重要的結(jié)構(gòu)成分和信號分子1.磷脂是構(gòu)成生物膜的重要成分磷脂分子具有親水端和疏水端，在水溶液中可聚集成脂質(zhì)雙層，是生物膜的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。細(xì)胞膜中能發(fā)現(xiàn)幾乎所有的磷脂，甘油磷脂中以磷脂酰膽堿、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰絲氨酸含量最高，而鞘磷酯中以神經(jīng)鞘磷酯為主。各種磷脂在不同生物膜中所占比例不同。磷脂酰膽堿（卵磷脂）存在于細(xì)胞膜中，心磷脂是線粒體膜的主要脂質(zhì)。24（二）磷脂是重要的結(jié)構(gòu)成分和信號分子1.磷脂是構(gòu)成生物膜的磷脂雙分子層的形成25磷脂雙分子層的形成252.磷脂酰肌醇是第二信使的前體磷脂酰肌醇4、5位被磷酸化生成的磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸（phosphatidylinositol4,5-bisphosphate，PIP2）是細(xì)胞膜磷脂的重要組成，主要存在于細(xì)胞膜的內(nèi)層。在激素等刺激下可分解為甘油二酯（DAG）和三磷酸肌醇（inositoltriphosphate，IP3），均能在胞內(nèi)傳遞細(xì)胞信號。各種磷脂在不同生物膜中所占比例不同。262.磷脂酰肌醇是第二信使的前體磷脂酰肌醇4、5位被磷酸化生（四）膽固醇是生物膜的重要成分和具有重要生物學(xué)功能固醇類物質(zhì)的前體膽固醇是細(xì)胞膜的基本結(jié)構(gòu)成分膽固醇可轉(zhuǎn)化為一些具有重要生物學(xué)功能的固醇化合物可轉(zhuǎn)變?yōu)槟懼?、類固醇激素及維生素D327（四）膽固醇是生物膜的重要成分和具有重要生物學(xué)功能固醇類物質(zhì)脂質(zhì)的消化與吸收DigestionandAbsorptionofLipids第二節(jié)28脂質(zhì)的消化與吸收第二節(jié)28條件①

乳化劑（膽汁酸鹽）的乳化作用；②酶的催化作用部位主要在小腸上段一、膽汁酸鹽協(xié)助脂質(zhì)消化酶消化脂質(zhì)29條件部位一、膽汁酸鹽協(xié)助脂質(zhì)消化酶消化脂質(zhì)29膽鹽在脂肪消化中的作用30膽鹽在脂肪消化中的作用30乳化消化酶甘油三酯食物中的脂類2-甘油一酯+2FFA磷脂溶血磷脂+FFA磷脂酶A2膽固醇酯膽固醇酯酶膽固醇+FFA

胰脂酶

輔脂酶

微團(micelles)消化脂類的酶31乳化消化酶甘油三酯食物中的脂類2-甘油一酯+2脂肪與類脂的消化產(chǎn)物，包括甘油一酯、脂酸、膽固醇及溶血磷脂等以及中鏈脂酸(6C～10C)及短鏈脂酸(2C～4C)構(gòu)成的的甘油三酯與膽汁酸鹽，形成混合微團(mixedmicelles)，被腸粘膜細(xì)胞吸收。消化的產(chǎn)物32脂肪與類脂的消化產(chǎn)物，包括甘油一酯、脂酸、膽固醇及溶血磷脂等十二指腸下段及空腸上段。中鏈及短鏈脂酸構(gòu)成的TG

乳化

吸收

細(xì)胞內(nèi)脂肪酶甘油+FFA

門靜脈血循環(huán)腸粘膜細(xì)胞二、吸收的脂質(zhì)經(jīng)再合成進入血循環(huán)吸收部位吸收方式33十二指腸下段及空腸上段。中鏈及短鏈脂酸構(gòu)成的TG乳化長鏈脂酸及2-甘油一酯腸粘膜細(xì)胞（酯化成TG）膽固醇及游離脂酸腸粘膜細(xì)胞（酯化成CE）淋巴管

血循環(huán)乳糜微粒(chylomicron,CM)TG、CE、PL+載脂蛋白(apo)B48、C、AⅠ、AⅣ溶血磷脂及游離脂酸腸粘膜細(xì)胞（酯化成PL）34長鏈脂酸及2-甘油一酯腸粘膜細(xì)胞（酯化成TG）膽固醇及游CoA+RCOOHRCOCoA

脂酰CoA合成酶ATPAMPPPi

酯酰CoA

轉(zhuǎn)移酶

CoAR2COCoAR3COCoACoA

酯酰CoA

轉(zhuǎn)移酶甘油一酯途徑35CoA+RCOOH甘油三酯的代謝MetabolismofTriglyceride第三節(jié)36甘油三酯的代謝MetabolismofTriglycer甘油三酯的合成代謝脂肪酸的合成代謝甘油三酯的分解代謝

脂肪動員甘油進入糖代謝脂酸的β氧化脂酸的其他氧化方式酮體的生成和利用本節(jié)主要內(nèi)容37甘油三酯的合成代謝本節(jié)主要內(nèi)容37脂肪組織：主要以葡萄糖為原料合成脂肪，也利用CM或VLDL中的FA合成脂肪。一、不同來源脂肪酸在不同器官以不完全相同的途徑合成甘油三酯

肝臟：肝內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成的TG，組成VLDL入血。小腸粘膜：利用脂肪消化產(chǎn)物再合成脂肪。（一）合成主要場所38脂肪組織：主要以葡萄糖為原料合成脂肪，也利用CM或VLDL中甘油和脂酸主要來自于葡萄糖代謝CM中的FFA（來自食物脂肪）甘油一酯途徑（小腸粘膜細(xì)胞）甘油二酯途徑（肝、脂肪細(xì)胞）（二）合成原料（三）合成基本過程39甘油和脂酸主要來自于葡萄糖代謝甘油一酯途徑（小腸粘膜細(xì)胞）甘CoA+RCOOHRCOCoA

脂酰CoA合成酶ATPAMPPPi

酯酰CoA

轉(zhuǎn)移酶

CoAR2COCoAR3COCoACoA

酯酰CoA

轉(zhuǎn)移酶甘油一酯途徑40CoA+RCOOH甘油二酯途徑酯酰CoA轉(zhuǎn)移酶

CoAR1COCoA

酯酰CoA

轉(zhuǎn)移酶

CoAR2COCoA磷脂酸磷酸酶Pi

酯酰CoA

轉(zhuǎn)移酶

CoAR3COCoA41甘油二酯途徑CoAR1COCoACoA3-磷酸甘油主要來自糖代謝。糖如何轉(zhuǎn)變成3-磷酸甘油？肝、腎等組織含有甘油激酶，可利用游離甘油。甘油激酶（肝、腎）ATPADP423-磷酸甘油主要來自糖代謝。肝、腎等組織含有甘油激酶，可利用二、內(nèi)源性脂肪酸的合成需先合成軟脂酸再加工延長組織：肝（主要）、腎、腦、肺、乳腺及脂肪等組織亞細(xì)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1.合成部位（一）軟脂酸的合成43二、內(nèi)源性脂肪酸的合成需先合成軟脂酸再加工延長組織：肝（主NADPH的來源:

磷酸戊糖途徑（主要來源）

胞液中蘋果酸酶催化的反應(yīng)乙酰CoA、ATP、HCO3-、NADPH、Mn2+2.合成原料乙酰CoA的主要來源:乙酰CoA全部在線粒體內(nèi)產(chǎn)生，通過

檸檬酸-丙酮酸循環(huán)(citratepyruvatecycle)出線粒體。乙酰CoA氨基酸

Glu（主要）44NADPH的來源:磷酸戊糖途徑（主要來源）胞液中蘋果酸酶線粒體膜胞液線粒體基質(zhì)丙酮酸丙酮酸蘋果酸草酰乙酸檸檬酸檸檬酸乙酰CoA

NADPH+H+

NADP+

蘋果酸酶CoA乙酰CoA

ATPAMPPPiATP檸檬酸裂解酶CoA草酰乙酸H2O檸檬酸合酶蘋果酸CO2CO245線胞液線粒體基質(zhì)丙酮酸丙酮酸蘋果酸草酰乙酸檸檬酸1．丙二酸單酰CoA的合成：在關(guān)鍵酶乙酰CoA羧化酶的催化下，將乙酰CoA羧化為丙二酸單酰CoA。乙酰CoA羧化酶（生物素）*CH3CO~SCoAADP+PiHCO3-

+H++ATPHOOC-CH2-CO~SCoA

軟脂酰CoA長鏈脂酰CoA-檸檬酸異檸檬酸+3.脂酸合成酶系及反應(yīng)過程1．丙二酸單酰CoA的合成：在關(guān)鍵酶乙酰CoA羧化酶的催化下酶-生物素-CO2

+乙酰CoA

酶-生物素+丙二酰CoA總反應(yīng)式:

丙二酰CoA

+ADP+PiATP+HCO3-

+乙酰CoA酶-生物素+HCO3ˉ

酶-生物素-CO2ADP+PiATP47酶-生物素-CO2+乙酰CoA酶-生物乙酰CoA羧化酶(acetylCoAcarboxylase)是脂肪酸合成的關(guān)鍵酶，其輔基是生物素，Mn2+是其激活劑。其活性受別構(gòu)調(diào)節(jié)和磷酸化、去磷酸化修飾調(diào)節(jié)。檸檬酸、異檸檬酸可使此酶發(fā)生別構(gòu)激活——由單體聚合成多聚體；軟脂酰CoA及其他長鏈脂酰CoA可使多聚體解聚成單體，別構(gòu)抑制該酶活性。乙酰CoA羧化酶還可在一種AMP激活的蛋白激酶（AMP-activatedproteinkinase,AMPK）催化下發(fā)生酶蛋白磷酸化而失活。胰高血糖素能激活A(yù)MPK，抑制乙酰CoA羧化酶活性；胰島素能通過蛋白磷酸酶的去磷酸化作用，使磷酸化的乙酰CoA羧化酶脫磷酸恢復(fù)活性。高糖膳食可促進乙酰CoA羧化酶蛋白合成，增加酶活性。48乙酰CoA羧化酶(acetylCoAcarboxyla（2）脂酸合成從乙酰CoA及丙二酸單酰CoA合成長鏈脂肪酸，是一個重復(fù)加成過程，每次延長2個碳原子。各種生物合成脂肪酸的過程基本相似。49（2）脂酸合成從乙酰CoA及丙二酸單酰CoA合成長鏈脂肪酸，有7種酶蛋白（?；d體蛋白、乙酰基轉(zhuǎn)移酶、β-酮脂酰合酶、丙二酸單酰轉(zhuǎn)移酶、β-酮脂酰還原酶、脫水酶和烯脂酰還原酶），聚合在一起構(gòu)成多酶體系。大腸桿菌脂肪酸合酶復(fù)合體50有7種酶蛋白（?；d體蛋白、乙?；D(zhuǎn)移酶、β-酮脂酰合酶、原核生物的脂肪酸合成酶系HS-ACP

-酮脂肪酰合酶-SH

-酮脂肪酰還原酶脫水酶β-酮脂酰還原酶丙二酰單酰轉(zhuǎn)移酶烯脂酰還原酶乙?；D(zhuǎn)移酶E3E4E5E6E2E1E7邊緣巰基中心巰基4′-磷酸泛酰氨基乙硫醇脂酰基載體蛋白原核生物的脂肪酸合成酶系HS-ACP-酮脂肪-酮脂肪脫水其輔基是4′-磷酸泛酰氨基乙硫醇,是脂?；d體?！漉；d體蛋白(ACP)52其輔基是4′-磷酸泛酰氨基乙硫醇,′?；d體蛋白(ACP)5底物進入乙酰CoACE-S-乙?；?β-酮脂酰合酶)丙二酸單酰CoAACP-S-丙二酸單?；舅岷厦?/p>

乙?；ǖ谝粋€）丙二酸單?；浿岬暮铣蛇^程53底物進入乙酰CoACE-S-乙?；?β-酮縮合CO2還原NADPH+H+NADP+脫水H2O再還原NADPH+H+NADP+54縮合CO2還原NADPH+H+NADP+轉(zhuǎn)位丁酰基由E2-泛-SH（ACP上)轉(zhuǎn)移至E1-半胱-SH（CE上）。ACPSC=OCH2CH2CH3CEHSSO=CCH2CH2CH3CEACPHS轉(zhuǎn)位55轉(zhuǎn)位丁?；蒃2-泛-SH（ACP上)轉(zhuǎn)移至E1-半胱-S經(jīng)過7輪循環(huán)反應(yīng)，每次加上一個丙二酸單?；?，增加兩個碳原子，最終釋出軟脂肪酸。CESO=CCH3ACPSC=OCH2—COO-CESO=CCH2CH2CH2CH2CH3ACPSC=OCH2—COO-

CESO=CCH2CH2CH2CH2CH2CH2CH3ACPSC=OCH2—COO-

O-O=CCH2CH2CH2CH2CH2CH2CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CEACPHSHS+4H++4e-CO2CESO=CCH2CH2CH3ACPSC=OCH2—COO-

4H++4e-CO24H++4e-CO256經(jīng)過7輪循環(huán)反應(yīng)，每次加上一個丙二酸單?；?，增加兩個碳原子，軟脂酸的合成總圖57軟脂酸的合成總圖57軟脂酸合成的總反應(yīng):CH3COSCoA

+7HOOCH2COSCoA

+

14NADPH+H+CH3(CH2)14COOH+7CO2

+6H2O+8HSCoA+14NADP+

58軟脂酸合成的總反應(yīng):CH3COSCoACH3(以丙二酸單酰CoA為二碳