生物化學(xué)-脂代謝課件

第六章脂肪代謝第一節(jié)概述第二節(jié)甘油三酯的合成第三節(jié)甘油三酯的分解第四節(jié)磷脂的代謝第五節(jié)膽固醇的代謝第六節(jié)脂類在體內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)1生物化學(xué)-脂代謝第一節(jié)概述一、脂類：脂肪及類脂的總稱酯：脂酸與醇結(jié)合脂肪:甘油三酯（triglyceride）脂肪酸（fattyAcids）：帶有烴鏈的羧酸（多為12-24C）類脂:固醇、磷脂（phosphoglycerides）等衍生脂類：甘油、脂肪酸及脂溶性維生素等結(jié)合脂類：糖脂或脂蛋白2生物化學(xué)-脂代謝3生物化學(xué)-脂代謝4生物化學(xué)-脂代謝5生物化學(xué)-脂代謝二、不飽和脂肪酸的命名

飽和脂肪酸：CH3（CH2）nCOO—傳統(tǒng)命名：亞油酸、亞麻酸系統(tǒng)命名：C原子數(shù)和雙鍵的數(shù)量及位置△(delta)編碼體系：從羧基端編號

亞油酸（鹽）：C18：2，△9，12

ω或n編碼體系：從甲基碳編號

亞油酸（鹽）：C18：2，ω-6，9

6生物化學(xué)-脂代謝

軟油酸（C16：1，ω-7

）油酸（C18：1，ω-9）

亞油酸

(C18：2，ω-6，9):

α-亞麻酸

(C18:3，ω-3，6，9)

花生四烯酸（C20:4，ω-6，9，12，15

）

DHA：甘二碳六烯酸（C22：6，ω-3，6，9，12，15

，18）

7生物化學(xué)-脂代謝三、脂類的主要功能1.細(xì)胞的結(jié)構(gòu)成分：膜脂2.能量的貯存形式：脂肪Invertebrates：adipocytesstorelargeamountsoftriacylglycerolsasfatdropletsthatnearlyfillthecell.Triacylglycerolsarealsostoredasoilsintheseedsofmanytypesofplants,providingenergyandbiosyntheticprecursorsduringseedgermination（發(fā)芽）.

8生物化學(xué)-脂代謝Twosignificantadvantagestousingtriacylglycerolsasstoredfuels,ratherthanpolysaccharides:First，oxidationoftriacylglycerolsyieldsmorethantwiceasmuchenergy,gramforgram,astheoxidationofcarbohydrates.Second,theorganismthatcarriesfatasfueldoesnothavetocarrytheextraweightofwaterofhydrationthatisassociatedwithstoredpolysaccharides(2gwaterpergramofpolysaccharide).9生物化學(xué)-脂代謝3.生理調(diào)節(jié)作用：激素（性激素）、第二信使（甘油二酯）4.共價修飾蛋白質(zhì)：脂蛋白5.其他重要生理功能：脂溶性V；膽汁酸鹽（乳化作用）；6.保溫作用：隔熱

warm-bloodedpolaranimals：Seals,walruses（海象）,penguins,and

others

.

warm-bloodedhibernatinganimals

：bears.10生物化學(xué)-脂代謝

第二節(jié)甘油三酯的合成

一、合成的主要部位

肝：合成（肝外組織）

脂肪組織：貯存

小腸：脂肪消化產(chǎn)物再合成二、合成原料甘油（甘油-3-磷酸）

脂肪酸11生物化學(xué)-脂代謝三、甘油三酯的合成小腸：甘油一酯途徑肝、脂肪組織：甘油二酯途徑1.脂肪酸的活化

HS-CoA+ATP

AMP+PPiR-COO-R-C~SCoA

脂酰CoA合成酶

O12生物化學(xué)-脂代謝

2.甘油-3-磷酸的生成甘油甘油-3-磷酸

磷酸二羥丙酮

甘油激酶（肝、腎）甘油-3-磷酸脫氫酶13生物化學(xué)-脂代謝3.甘油三酯的合成

甘油-3-磷酸＋脂酰CoA1-脂酰-3-磷酸甘油

1-脂酰-3-磷酸甘油＋脂酰CoA

磷脂酸磷脂酸1，2－甘油二酯磷脂酸磷酸酶

1，2－甘油二酯＋脂酰CoA

甘油三酯

酶：脂酰CoA轉(zhuǎn)移酶磷脂酸磷酸酶14生物化學(xué)-脂代謝15生物化學(xué)-脂代謝四、脂肪酸的合成（P116)（一）器官：肝、脂肪、乳腺、腦等區(qū)域：胞液（butintheChloroplastsstroma

ofPlants）（二）原料：乙酰CoA、NADPH+H+、HCO3-

消耗ATP（三）產(chǎn)物：主要為C16飽和脂肪酸16生物化學(xué)-脂代謝（四）乙酰CoA的轉(zhuǎn)運(yùn)1.檸檬酸－丙酮酸轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)線粒體胞質(zhì)

2.共5步反應(yīng)：檸檬酸合成酶檸檬酸裂解酶

（消耗1ATP）蘋果酸脫氫酶（消耗1NADH+H+)蘋果酸酶（生成NADPH+H+）丙酮酸羧化酶（消耗1ATP)17生物化學(xué)-脂代謝檸檬酸裂解酶檸檬酸合成酶蘋果酸脫氫酶蘋果酸酶丙酮酸羧化酶18生物化學(xué)-脂代謝Citrate:Theprecursorofcytosolicacetyl-CoAanallostericactivatorofacetyl-CoAcarboxylase（乙酰CoA羧化酶

).19生物化學(xué)-脂代謝（五）合成過程1、乙酰CoA+CO2+ATP

丙二酸單酰CoA+ADP+Pi

乙酰CoA羧化酶

(生物素)：關(guān)鍵酶消耗1ATP合成一分子16c的棕櫚酸需要7分子丙二酸單酰CoA20生物化學(xué)-脂代謝2、脂肪鏈的合成脂肪酸合酶（二聚體）:

多功能酶（哺乳類-7種酶活性）

21生物化學(xué)-脂代謝乙酰轉(zhuǎn)移酶（AT)轉(zhuǎn)酰基酶(MT)β－酮脂酰合成酶(KS)β－酮脂酰還原酶(KR)β－羥脂酰脫水酶(HD)α，β－烯脂酰還原酶(ER)硫解酶(TE)22生物化學(xué)-脂代謝酰基載體蛋白：ACP輔基：4’-磷酸泛酰氨基乙硫醇23生物化學(xué)-脂代謝乙酰轉(zhuǎn)移酶（AT)轉(zhuǎn)?；?MT)β－酮脂酰合成酶(KS)β－酮脂酰還原酶(KR)β－羥脂酰脫水酶(HD)α，β－烯脂酰還原酶(ER)硫解酶(TE)24生物化學(xué)-脂代謝（1）

乙酰CoA+E

乙酰-E+CoA

乙酰轉(zhuǎn)移酶（AT)

25生物化學(xué)-脂代謝丙二酸單酰CoA+ACP丙二酰-ACP+CoA

?；D(zhuǎn)移酶(MT)26生物化學(xué)-脂代謝β－酮脂酰合成酶(KS)β－酮脂酰還原酶(KR)2）縮合-加氫-脫水-加氫的反應(yīng)乙酰乙酰-ACPβ-羥脂酰－ACP丙二酰-ACP27生物化學(xué)-脂代謝β－羥脂酰脫水酶(HD)α,β－烯脂酰還原酶(ER)反式丁烯酰-ACP丁酰-ACPβ-羥脂酰－ACP28生物化學(xué)-脂代謝β－酮脂酰合成酶（KS)29生物化學(xué)-脂代謝30生物化學(xué)-脂代謝Thesimplecondensationoftwoacylgroups(twoacetyl-CoAmolecules,forexample)ishighlyendergonic.Theuseofactivatedmalonylgroupsratherthanacetylgroupsiswhatmakesthecondensationreactionsthermodynamicallyfavorable.31生物化學(xué)-脂代謝3）重復(fù)縮合、加氫、脫水、加氫的合成過程，重復(fù)一次，增加一個二碳單位4)

H2O

棕櫚酰-ACP

棕櫚酸＋HS-ACP

硫解酶

32生物化學(xué)-脂代謝Allthereactionsinthesyntheticprocessarecatalyzedbyamultienzymecomplex,fattyacidsynthase.AlthoughthedetailsofenzymestructuredifferinprokaryotessuchasEscherichiacoliandineukaryotes,thefour-stepprocessoffattyacidsynthesisisthesame

inallorganisms.33生物化學(xué)-脂代謝2.合成1分子棕櫚酸共消耗：8乙酰CoA，≧15（8+7）ATP,14NADPH+H+34生物化學(xué)-脂代謝3.合成的調(diào)節(jié)

乙酰CoA羧化酶是關(guān)鍵酶(1)變構(gòu)調(diào)節(jié)：

激活劑---檸檬酸、異檸檬酸

抑制劑---脂酰CoA（饑餓、高脂肪膳食)

棕櫚酰CoA(2)激素調(diào)節(jié)下的共價修飾：蛋白質(zhì)磷酸酶2A

磷酸化（失活）

去磷酸化（有活性）蛋白激酶

胰島素：激活乙酰CoA羧化酶（蛋白質(zhì)磷酸酶2A被激活

）胰高血糖素、腎上腺素和生長激素：抑制乙酰CoA羧化酶（蛋白激酶被激活）

35生物化學(xué)-脂代謝

糖原合成酶活性的調(diào)節(jié)

磷蛋白磷酸酶PP1

糖原合成酶b

糖原合成酶a

（磷酸化，低活性）

糖原合成酶激酶

（去磷酸化，高活性）

36生物化學(xué)-脂代謝（3）誘導(dǎo)調(diào)節(jié)

調(diào)節(jié)乙酰CoA羧化酶的合成高糖膳食：乙酰CoA羧化酶合成胰島素：乙酰CoA羧化酶合成37生物化學(xué)-脂代謝4、碳鏈的延長和去飽和（1）脂肪酸碳鏈的延長：肝細(xì)胞

脂酸碳鏈延長酶系

1）內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（18C,24C)：

二碳供體：丙二酰CoA,

還原氫：NADPH+H+

酰基載體：輔酶A2）線粒體（18C,26C)：乙酰-CoA

，

NADPH+H+

反應(yīng)：縮和-加氫-脫水-再加氫38生物化學(xué)-脂代謝（2）去飽和：滑面型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)

去飽和酶（△4，

△5，

△8，

△9）（脂酸氧合酶）

軟油酸（16：1，△9）和油酸（18：1，△

9

）Mammalscannotsynthesizelinoleate(亞油酸）,18:2(△9,12),or–linolenate（亞麻酸）,18:3(△9,12，15).Linoleateandlinolenateareessentialfattyacidsformammals.

39生物化學(xué)-脂代謝

脂肪的動員：提供能量Adipocytesandgerminatingseedscontainlipases,enzymesthatcatalyzethehydrolysisofstoredtriacylglycerols,releasingfattyacidsforexporttositeswheretheyarerequiredasfuel.第三節(jié)甘油三酯的分解40生物化學(xué)-脂代謝一、甘油三酯的水解甘油三酯甘油二酯＋FFA

激素敏感脂酶（HSL)

甘油二酯脂酶甘油一酯＋FFA甘油＋FFA

甘油一酯脂酶

組織：脂肪細(xì)胞區(qū)域：胞漿

FFA與載脂蛋白結(jié)合----血液運(yùn)送41生物化學(xué)-脂代謝激素敏感脂酶（HSL)：

1.限速酶：共價修飾

磷酸化（活性）－去磷酸化（失活）

2.受激素調(diào)控：（1）胰高血糖素、腎上腺素、去甲腎上腺素、腎上腺皮質(zhì)激素和甲狀腺素等---（脂解激素）：饑餓、禁食或交感神經(jīng)興奮（2）胰島素、前列腺素---（抗脂解激素）

42生物化學(xué)-脂代謝脂肪動員43生物化學(xué)-脂代謝二、甘油的去向甘油：直接運(yùn)至肝、腎、腸等組織。主要在肝、腎進(jìn)行糖異生。脂肪細(xì)胞及骨骼肌等組織因甘油激酶活性很低，故不能很好利用甘油。44生物化學(xué)-脂代謝脂肪酸在血中由清蛋白運(yùn)輸。主要由心、肝、骨骼肌等攝取利用。大腦不能攝取45生物化學(xué)-脂代謝三、脂肪酸的氧化（一）脂肪酸的活化（二）脂酰CoA的轉(zhuǎn)運(yùn)（三）脂肪酸的β-氧化（四）三羧酸循環(huán)和氧化磷酸化

腦組織不能利用腦外的脂肪酸46生物化學(xué)-脂代謝（一）脂肪酸的活化

ATP＋CoASHAMP+PPi

脂肪酸脂酰CoA

脂酰CoA合成酶脂酰CoA合成酶：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)及線粒體外膜能量：消耗2ATP47生物化學(xué)-脂代謝（二）脂酰CoA進(jìn)入線粒體1.由肉堿(L-β-羥－γ－三甲氨基丁酸）攜載2.轉(zhuǎn)運(yùn)過程1）脂酰CoA＋肉堿脂酰肉堿

肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶I（線粒體外膜）2）由肉堿-脂酰肉堿轉(zhuǎn)位酶（線粒體內(nèi)膜）轉(zhuǎn)運(yùn)3）脂酰肉堿脂酰CoA＋肉堿

肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶II（線粒體基質(zhì)--內(nèi)膜內(nèi)側(cè)）48生物化學(xué)-脂代謝肉堿-脂酰肉堿轉(zhuǎn)位酶49生物化學(xué)-脂代謝3.轉(zhuǎn)運(yùn)調(diào)節(jié)肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶I：脂肪酸氧化的限速酶激活：饑餓、高脂低糖膳食抑制劑：丙二酸單酰CoA（why？）（liver）4.肉堿來源食物肝臟、腎臟合成---Lys、Met

缺乏----骨骼肌的肌無力心肌及骨骼肌中含量最高

50生物化學(xué)-脂代謝（三）脂肪酸的β－氧化1.部位：線粒體2.產(chǎn)物：乙酰輔酶A，F(xiàn)ADH2,NADH+H+3.β－氧化：每次脂?；然甩拢?/p>

C被氧化為酮基，裂解一分子的乙酰輔酶A,因此脂肪酸的氧化稱為β－氧化。

51生物化學(xué)-脂代謝1）脫氫：FADFADH2

脂酰CoA△2反烯脂酰CoA

脂酰CoA脫氫酶脂酰CoA脫氫酶：該酶基因突變—嚴(yán)重疾病（肝臟脂肪沉積、低血糖等）（1:40,1:10000，北歐和美國）52生物化學(xué)-脂代謝2）水化：

△2反烯脂酰CoAL-β-羥脂酰CoA

烯脂酰CoA水化酶

53生物化學(xué)-脂代謝3）再脫氫：NAD+

NADH＋H+L-β-羥脂酰CoAβ-酮脂酰CoA

β-羥脂酰CoA脫氫酶抑制劑：NADH＋H+54生物化學(xué)-脂代謝4）硫解：CoASHβ-酮脂酰CoA乙酰CoA+脂酰CoA（少兩C)

β-酮脂酰CoA硫解酶硫解酶的抑制劑：乙酰CoA55生物化學(xué)-脂代謝脫氫－水化－再脫氫－硫解56生物化學(xué)-脂代謝以軟脂酸(16C)為例：7×1.5+7×2.5+8×10-2=？（新版本）7×2+7×3+8×12-2=129（舊版本）4．脂酸氧化的能量生成57生物化學(xué)-脂代謝奇數(shù)碳脂肪酸----乙酰CoA和1分子的丙酰coA

丙酰CoA-----琥珀酰CoA

58生物化學(xué)-脂代謝不飽和脂肪酸的氧化需要烯脂酰CoA異構(gòu)酶59生物化學(xué)-脂代謝四、酮體的生成及利用

酮體（Ketonebodies）:脂酸在肝分解氧化時特有的中間代謝物（乙酰乙酸、β-羥丁酸和丙酮）

(一）酮體的生成1.部位：

肝（腎）細(xì)胞的線粒體基質(zhì)2.原料：乙酰CoA（來源于脂肪酸氧化）3.生成過程：60生物化學(xué)-脂代謝

2乙酰CoA

硫解酶

乙酰乙酰CoA+乙酰CoA

HMGCoA合成酶3-羥基-3-甲基戊二酸單酰CoA（HMGCoA

）

HMGCoA裂解酶

乙酰乙酸+乙酰CoA

β-羥丁酸脫氫酶(NADH)

β-羥丁酸

丙酮

CO261生物化學(xué)-脂代謝(二）酮體的利用：

1.部位：肝外組織（除肝臟和紅細(xì)胞）2.區(qū)域：線粒體

腦：饑餓和患糖尿病（75％）

62生物化學(xué)-脂代謝1.乙酰乙酸乙酰CoA（1）乙酰乙酸＋琥珀酰CoA乙酰乙酰CoA＋琥珀酸

琥珀酰CoA轉(zhuǎn)硫酶（肝外組織）乙酰乙酰CoA2乙酰CoA

硫解酶

CoA-SH（2）乙酰乙酸乙酰乙酰CoA

乙酰乙酸硫激酶（腎、心和腦）63生物化學(xué)-脂代謝

2.β-羥丁酸

NAD+NADH+H+β-羥丁酸乙酰乙酸

β-羥丁酸脫氫酶3.丙酮轉(zhuǎn)變?yōu)楸峄蛉樗?4生物化學(xué)-脂代謝（三）酮體生成的生理意義1.酮體是肝輸出能源的一種形式2.是肌肉、腦組織的重要能源酮體：溶于水，分子小，易擴(kuò)散，氧化步驟少酮體過量：酮癥酸中毒/酮尿長期饑餓長期高脂低糖膳食患糖尿病：正常人的40多倍65生物化學(xué)-脂代謝第四節(jié)甘油磷脂的代謝一、磷脂的種類磷脂：含磷酸的脂類1.甘油磷脂（甘油為骨架）2.鞘磷脂（鞘氨醇為骨架）

66生物化學(xué)-脂代謝67生物化學(xué)-脂代謝二、甘油磷脂的結(jié)構(gòu)

1.由甘油、脂酸、磷酸及含氮化合物等（如絲氨酸）組成

2.基本結(jié)構(gòu)68生物化學(xué)-脂代謝甘油磷脂的結(jié)構(gòu)Glycerol：骨架fattyacylgroupNitrogenousbasefattyacylgroup69生物化學(xué)-脂代謝

3.特點第2位脂酸通常是花生四烯酸是一種兩性化合物4.甘油磷脂的主要功能：構(gòu)成生物膜脂質(zhì)雙分子層作為乳化劑，促進(jìn)脂類的消化吸收與轉(zhuǎn)運(yùn)70生物化學(xué)-脂代謝X-OHX取代基甘油磷脂的名稱水－H磷脂酸膽堿－CH2CH2N+(CH3)3磷脂酰膽堿（卵磷脂）乙醇胺－CH2CH2NH3+磷脂酰乙醇胺（腦磷脂）絲氨酸－CH2CHNH2COOH磷脂酰絲氨酸甘油－CH2CHOHCH2OH磷脂酰甘油磷脂酰甘油二磷脂酰甘油（心磷脂）肌醇磷脂酰肌醇5.甘油磷脂的分類71生物化學(xué)-脂代謝鞘磷脂

1分子氨基醇或衍生物

1分子脂肪酸（酰胺鍵）

1個極性頭部（糖苷鍵或磷脂鍵連接）72生物化學(xué)-脂代謝乳糖神經(jīng)酰胺神經(jīng)節(jié)苷脂神經(jīng)鞘磷脂神經(jīng)酰胺73生物化學(xué)-脂代謝1.合成部位：滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)表面（肝、腎、腸最活躍）。線粒體內(nèi)膜上2.合成原料：脂酸、甘油：由糖代謝提供多不飽和脂酸：從植物油攝取磷酸鹽：由ATP提供含氮化合物：從食物攝取或體內(nèi)合成CTP：構(gòu)成活化的中間物三、磷脂（甘油磷脂）的合成代謝74生物化學(xué)-脂代謝3、合成途徑75生物化學(xué)-脂代謝（1）CDP-甘油二酯途徑（肌醇磷脂、絲氨酸磷脂）：甘油二酯被CDP激活CTPPPiX-OHCMP

磷脂酸

CDP-甘油二酯

X-磷脂磷脂酰胞苷轉(zhuǎn)移酶76生物化學(xué)-脂代謝（2）甘油二酯途徑（－乙醇胺、－膽堿）：X基團(tuán)被CDP活化

ATPADPCTPPPiX-OH

磷酸－O-X

CDP-X

激酶胞苷轉(zhuǎn)移酶

CMP1，2-甘油二酯

X-磷脂77生物化學(xué)-脂代謝(1)synthesisofthebackbonemolecule(glycerolorsphingosine)；(2)attachmentoffattyacid(s)tothebackbonethroughanesteroramidelinkage;(3)additionofahydrophilicheadgrouptothebackbonethroughaphosphodiester(磷脂鍵）linkage;and,insomecases,(4)alterationorexchangeoftheheadgrouptoyieldthefinalphospholipidproduct.

磷脂（甘油磷脂）的合成代謝78生物化學(xué)-脂代謝四、甘油磷脂的分解代謝

甘油磷脂在各種磷脂酶（phospholipase，PL）的作用下水解。溶血磷脂1溶血磷脂279生物化學(xué)-脂代謝80生物化學(xué)-脂代謝溶血磷脂-----是磷脂酶A1或A2的水解產(chǎn)物，能使RBC破裂溶血●

毒蛇（A1)●溶血磷脂的消除----磷脂酶B

B1

O

CH2-O-C-R1

HO-CHOCH2-O-P-O-XOH81生物化學(xué)-脂代謝

第五節(jié)膽固醇代謝膽固醇只存在真核細(xì)胞環(huán)戊烷多氫菲82生物化學(xué)-脂代謝

1.合成器官：肝:主要

2.原料：乙酰CoA，NADPH+H+，ATP3.部位：胞漿、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)4.過程一、

膽固醇的合成代謝83生物化學(xué)-脂代謝

（1）以乙酰CoA為原料合成甲基二羥戊酸（MVA）（胞液）;（2）甲基二羥戊酸轉(zhuǎn)化為活化的異戊二烯（胞液）（3）6個異戊二烯聚合成鯊烯（30C)（胞液，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)）

(4)鯊烯環(huán)化形成羊毛脂固醇（30C），經(jīng)系列反應(yīng)生成膽固醇（27C，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)）：

甲基切除、脫羧、雙鍵轉(zhuǎn)移、雙鍵還原84生物化學(xué)-脂