生物化學(xué)脂代謝

關(guān)于生物化學(xué)脂代謝課件第1頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月2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：糖脂或脂蛋白第2頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月3第3頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月4第4頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月5第5頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月6二、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

第6頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月7

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）

第7頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月8三、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）.

第8頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月9Twosignificantadvantagestousingtriacylglycerolsasstoredfuels,ratherthanpolysaccharides:First，oxidationoftriacylglycerolsyieldsmorethantwiceasmuchenergy,gramforgram,astheoxidationofcarbohydrates.Second,theorganismthatcarriesfatasfueldoesnothavetocarrytheextraweightofwaterofhydrationthatisassociatedwithstoredpolysaccharides(2gwaterpergramofpolysaccharide).第9頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月103.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,andothers.

warm-bloodedhibernatinganimals

：bears.第10頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月11

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）

脂肪酸第11頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月12三、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

O第12頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月13

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-磷酸脫氫酶第13頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月143.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)移酶磷脂酸磷酸酶第14頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月15第15頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月16四、脂肪酸的合成（P116)（一）器官：肝、脂肪、乳腺、腦等區(qū)域：胞液（butintheChloroplastsstromaofPlants）（二）原料：乙酰CoA、NADPH+H+、HCO3-

消耗ATP（三）產(chǎn)物：主要為C16飽和脂肪酸第16頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月17（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)第17頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月18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第18頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月19Citrate:Theprecursorofcytosolicacetyl-CoAanallostericactivatorofacetyl-CoAcarboxylase（乙酰CoA羧化酶

).第19頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月20（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CoA第20頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月212、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）

第21頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月22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)第22頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月23酰基載體蛋白：ACP輔基：4’-磷酸泛酰氨基乙硫醇第23頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月24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)第24頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月25（1）

乙酰CoA+E

乙酰-E+CoA

乙酰轉(zhuǎn)移酶（AT)

第25頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月26丙二酸單酰CoA+ACP丙二酰-ACP+CoA

酰基轉(zhuǎn)移酶(MT)第26頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月27β－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-ACP第27頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月28β－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－ACP第28頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月29β－酮脂酰合成酶（KS)第29頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月30第30頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月31Thesimplecondensationoftwoacylgroups(twoacetyl-CoAmolecules,forexample)ishighlyendergonic.Theuseofactivatedmalonylgroupsratherthanacetylgroupsiswhatmakesthecondensationreactionsthermodynamicallyfavorable.第31頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月323）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

第32頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月33Allthereactionsinthesyntheticprocessarecatalyzedbyamultienzymecomplex,fattyacidsynthase.AlthoughthedetailsofenzymestructuredifferinprokaryotessuchasEscherichiacoliandineukaryotes,thefour-stepprocessoffattyacidsynthesisisthesame

inallorganisms.第33頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月342.合成1分子棕櫚酸共消耗：8乙酰CoA，≧15（8+7）ATP,14NADPH+H+第34頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月353.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）

第35頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月36

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）

第36頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月37（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羧化酶合成第37頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月384、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+

?；d體：輔酶A2）線粒體（18C,26C)：乙酰-CoA

，

NADPH+H+

反應(yīng)：縮和-加氫-脫水-再加氫第38頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月39（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.

第39頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月40

脂肪的動員：提供能量Adipocytesandgerminatingseedscontainlipases,enzymesthatcatalyzethehydrolysisofstoredtriacylglycerols,releasingfattyacidsforexporttositeswheretheyarerequiredasfuel.第三節(jié)甘油三酯的分解第40頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月41一、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)送第41頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月42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）

第42頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月43脂肪動員第43頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月44二、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。第44頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月45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。大腦不能攝取第45頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月46三、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第46頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月47（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2ATP第47頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月48（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)）第48頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月49肉堿-脂酰肉堿轉(zhuǎn)位酶第49頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月503.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

第50頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月51（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。

第51頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月521）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）第52頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月532）水化：

△2反烯脂酰CoAL-β-羥脂酰CoA

烯脂酰CoA水化酶

第53頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月543）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+第54頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月554）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CoA第55頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月56脫氫－水化－再脫氫－硫解第56頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月57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第57頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月58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

第58頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月59不飽和脂肪酸的氧化需要烯脂酰CoA異構(gòu)酶第59頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月60四、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：第60頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月61

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

CO2第61頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月62(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?。?5％）

第62頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月631.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）第63頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月64

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峄蛉樗岬?4頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月65（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?。赫Ｈ说?0多倍第65頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月66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）

第66頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月67第67頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月68二、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)第68頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月69甘油磷脂的結(jié)構(gòu)Glycerol：骨架fattyacylgroupNitrogenousbasefattyacylgroup第69頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月70

3.特點(diǎn)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)第70頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月71X-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.甘油磷脂的分類第71頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月72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）第72頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月73乳糖神經(jīng)酰胺神經(jīng)節(jié)苷脂神經(jīng)鞘磷脂神經(jīng)酰胺第73頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月741.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）的合成代謝第74頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月753、合成途徑第75頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月76（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)移酶第76頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月77（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-磷脂第77頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月78(1)synthesisofthebackbonemolecule(glycerolorsphingosine)；(2)attachmentoffattyacid(s)tothebackbonethroughanesteroramidelinkage;(3)additionofahydrophilicheadgrouptothebackbonethroughaphosphodiester(磷脂鍵）linkage;and,insomecases,(4)alterationorexchangeoftheheadgrouptoyieldthefinalphospholipidproduct.

磷脂（甘油磷脂）的合成代謝第78頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月79四、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2第79頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月80第80頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月81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

B1O

CH2-O-C-R1

HO-CHOCH2-O-P-O-XOH第81頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月82

第五節(jié)膽固醇代謝膽固醇只存在真核細(xì)胞環(huán)戊烷多氫菲第82頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月83

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、

膽固醇的合成代謝第83頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月