脂類代謝課件

脂類代謝

本章主要介紹脂類（主要是脂肪）物質(zhì)在生物體的分解及合成代謝。要求學生重點掌握脂肪酸在生物體內(nèi)的氧化分解途徑—β-氧化和從頭合成途徑，了解脂類物質(zhì)的功能和其他的氧化分解途徑。脂類代謝返回思考

1可編輯課件PPT目錄第一節(jié)生物體內(nèi)的脂類第二節(jié)脂肪的分解代謝第三節(jié)脂肪的生物合成第四節(jié)磷脂和糖脂的代謝第五節(jié)膽固醇的代謝2可編輯課件PPT第一節(jié)生

物體內(nèi)的脂類脂類單純脂類復合脂類非皂化脂類?；视王ハ灹字侵?、硫脂萜類甾醇類含有脂肪酸不含脂肪酸3可編輯課件PPT一、單純脂類

1.概念單純脂類是由脂肪酸和醇形成的酯2.種類(2)蠟（1）?；视王ザ?、復合脂類1.概念2.種類復合脂是指除脂肪酸與醇組成的酯外,分子內(nèi)還含有其它成分的脂類。(1)磷脂(2)糖脂和硫脂酰基甘油酯COR1COR2COR3磷脂酰膽堿（卵磷脂）

控制脂肪代謝防止脂肪肝磷脂酸磷脂酰乙醇胺(腦磷脂）磷脂酰肌醇磷脂酰絲氨酸磷脂酰甘油幾種糖脂和硫酯2,3-雙?；?1--D-半乳糖基-D-甘油6-亞硫酸-6-脫氧--葡萄糖甘油二酯(硫酯)2,3-雙?；?1-(-D-半乳糖基-1，6--D-半乳糖基）-D-甘油非皂化脂類1.概念2.種類即異戊二烯脂類,它不含脂肪酸,不能進行皂化。（1）甾醇類（固醇）（2）萜類化合物(一)脂類的消化和吸收1、脂類的消化2、脂類的吸收(二)脂類的轉(zhuǎn)運和脂蛋白的作用乳麋微粒（CM）極低密度脂蛋白VLDL低密度脂蛋白LDL高密度脂蛋白HDL脂蛋白的種類三、脂類的消化吸收和運轉(zhuǎn)

1、脂肪的消化食物中的脂肪微團乳化消化酶產(chǎn)物甘油三酯胰脂酶2-甘油一酯＋2FFA11可編輯課件PPT磷脂酶的作用部位磷脂酶C磷脂酶D磷脂酶A2(B2)產(chǎn)物為溶血磷酯磷脂酶A1(B1)12可編輯課件PPT2、脂肪的吸收部分水解物進入腸粘膜細胞后再合成甘油三酯，經(jīng)淋巴系統(tǒng)進入血液循環(huán)完全水解物，甘油和脂肪酸（脂肪酸與膽鹽結(jié)合）進入小腸粘膜細胞經(jīng)門靜脈入肝，重新合成脂肪完全不水解物，經(jīng)乳化后進入小腸粘膜細胞經(jīng)淋巴系統(tǒng)進入血液循環(huán)。13可編輯課件PPT乳麋微粒（CM）

由小腸粘膜細胞合成，TG80%--95%,Ch2%-7%,PL6%-9%,Pr0.8%-2.5%,運輸外源性TG和CE極低密度脂蛋白VLDL

主要由肝細胞合成，TG50%-70%,Ch10%-15%,PL10%-15%,Pr5%-10%,運輸內(nèi)源性TG低密度脂蛋白LDL由VLDL轉(zhuǎn)變而來，TG10%,Ch45%,PL20%,Pr25%，轉(zhuǎn)運肝合成的內(nèi)源性Ch高密度脂蛋白HDL主要由肝細胞合成,TG5%,Ch20%,PL36%,Pr45%-50%,將肝外組織的Ch轉(zhuǎn)運至肝中。脂蛋白的種類(二)脂類的轉(zhuǎn)運和脂蛋白的作用TG-甘油三酯Ch-膽固醇PL-磷脂Pr-蛋白質(zhì)CE-膽固醇酯第二節(jié)脂肪的分解代謝

（三）脂肪酸的分解代謝β-氧化作用α-氧化作用ω-氧化作用（一）脂肪的水解（二）甘油的轉(zhuǎn)化（四）不飽和及奇數(shù)碳鏈脂肪酸的氧化（五）酮體的代謝CH3-(CH2)n-

CH2-

CH2-COOH

一、脂肪的酶促水解注意甘油三酯脂肪酶為限速酶，此酶對激素極為敏感故又稱為激素敏感性脂肪酶激活：腎上腺素、胰高血糖素、促腎上腺皮質(zhì)激素、促甲狀腺素等。抑制：胰島素、前列腺素等二、甘油的轉(zhuǎn)化（實線為甘油的分解，虛線為甘油的合成)）甘油激酶甘油磷酸酶甘油磷酸脫氫酶異構(gòu)酶三、脂肪酸的分解代謝

(一)飽和脂肪酸的β-氧化作用

（3）β-氧化過程中能量的釋放及轉(zhuǎn)換效率2、氧化過程1、β-氧化作用的概念及試驗證據(jù)（1）

脂肪酸的活化和轉(zhuǎn)運（2）β-氧化的生化過程1、β-氧化作用的概念及試驗證據(jù)

概念

試驗證據(jù)1904年F.Knoop根據(jù)用苯環(huán)標記脂肪酸飼喂狗的實驗結(jié)果，推導出了β-氧化學說。

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，既乙酰CoA，該過程稱作β-氧化。-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：2、氧化過程（1）

脂肪酸的活化和轉(zhuǎn)運（2）β-氧化的生化過程（3）β-氧化過程中能量的釋放及轉(zhuǎn)換效率1）、脂肪酸的活化和轉(zhuǎn)運

a、脂肪酸的活化OR-C-OH+CoA-SH脂酰CoA合成酶OR-C-SCoAATPAMP+PPib、脂酰CoA的運轉(zhuǎn)肉毒堿的作用酯酰CoA進入線粒體基質(zhì)示意圖

N+(CH3)3CH2HO-CH2COO-肉毒堿酯酰肉毒堿

OR-CN+(CH3)3CH2-O-CH2COO-酯酰肉毒堿CoASH

OR-C-SCoA

OR-C-OHATPCoASHADP+PPiCoASH肉毒堿

OR-C-SCoAβ-氧化線粒體內(nèi)膜內(nèi)側(cè)外側(cè)載體2)β-氧化的生化歷程a、脫氫b、水化c、再脫氫

ＯR-CH=CH-C-SCoA

ＯR-CH2

CH2C-SCoA

OHOR-CH-CH2C~SCoA

OOR-C-CH2C~SCoA

OR-C~ScoA

OCH3C~SCoA||+||d、硫解||||β-氧化的主要生化反應酯酰CoA脫氫酶脂酰CoA

ＯRCH2CH2CSCoAＯRCH=CH-C-SCoAβ-烯脂酰CoAOR-C~ScoA脂酰CoAOCH3C~SCoA乙酰CoA||||+△2-烯脂酰CoA水化酶要求底物為反式構(gòu)型，產(chǎn)物為L-構(gòu)型

β-羥脂酰CoA脫氫酶只作用于L-構(gòu)型

硫解酶H2OCoASHNAD+NADHFADFADH2

OHORCHCH2C~ScoAβ-羥脂酰CoA||OORCCH2C-SCoAβ-酮酯酰CoA||

氧化的生化歷程

乙酰CoAFADFADH2

NAD+NADHRCH2CH2CO-SCoA脂酰CoA脫氫酶脂酰CoA

β-烯脂酰CoA水化酶

β-羥脂酰CoA脫氫酶

β-酮酯酰CoA硫解酶RCHOHCH2CO~ScoARCOCH2CO-SCoARCH=CH-CO-SCoA+CH3CO~SCoAR-CO~ScoAH2O

CoASHTCA

乙酰CoA

乙酰CoA

乙酰CoAATPH20呼吸鏈H20呼吸鏈

乙酰CoA

乙酰CoA

乙酰CoA

乙酰CoA3)β-氧化過程中能量的釋放及轉(zhuǎn)換效率凈生成：131–2=129ATP例：軟脂酸7次β-氧化8

乙酰CoACH3(CH2)14COOH7

NADH7

FADH212ATP

3ATP

2ATP

96ATP21ATP14ATP131ATP能量轉(zhuǎn)換率

403、脂肪酸β-氧化作用小結(jié)

1)脂肪酸β-氧化時僅需活化一次，其代價是消耗1個ATP的兩個高能鍵2)長鏈脂肪酸(12C以上)由線粒體外的脂酰CoA合成酶活化，經(jīng)肉毒堿運到線粒體內(nèi)；中、短鏈脂肪酸(4-10C)直接進入線粒體，由線粒體內(nèi)的脂酰CoA合成酶活化。3)β-氧化包括脫氫(FAD)、水化、再脫氫(NAD+)、硫解4個重復步驟4)β-氧化的產(chǎn)物是乙酰CoA，可以進入TCA28可編輯課件PPT(二)脂肪酸的其他氧化作用

1、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。α—氧化對于降解支鏈脂肪酸、奇數(shù)碳脂肪酸、過分長鏈脂肪酸（如腦中C22、C24）有重要作用RCH2COO-RCH(OH)COO-RCOCOO-RCOO-CO2O2NAD+NADH+H+NAD+NADH+H+RCH(OOH)COO-CO2RCHOO2NAD+NADH+H+過氧化羥化2、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(zhuǎn)變成羥基，繼而再氧化成羧基，從而形成α，ω-二羧酸的過程。少數(shù)的12C以下的脂酸可通過ω—氧化途徑

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(三

不飽和脂肪酸的β氧化油?；鵆oA（

918：1）CH3(CH2)7CH=CH-CH2(CH2)6CO-CoAOHCH3(CH2)7CH2-C-CH2-CO-CoAH6CH3-CO-CoACH3(CH2)7CH2-C=CH-CO-CoAHH

2-反-十二碳烯酰CoAβ-氧化,三次循環(huán)烯酯酰CoA異構(gòu)酶烯酯酰CoA水化酶再開始β-氧化CH3(CH2)7-C=C-CH2-

CO-CoA

3-順-十二碳烯酯酰CoA

HHATP、CoASH(四)丙酸的代謝（奇數(shù)脂肪酸的氧化）甲基丙二酸單酰CoA琥珀酰CoA硫激酶羧化酶變位酶三羧酸循環(huán)ATP、CO2生物素CoB12四、酮體的代謝

酮體的生成

酮體的分解

生成酮體的意義脂肪酸β-氧化產(chǎn)物乙酰CoA,在肌肉中進入三羧酸循環(huán)，然后在肝細胞中可形成乙酰乙酸、β-羥丁酸、丙酮這三種物質(zhì)統(tǒng)稱為酮體。1、酮體的生成

羥甲基戊二酰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+CH3COCH3脫羧酶CoASH酮體的合成發(fā)生在肝細胞的線粒體內(nèi)

2、酮體的分解乙酰乙酰CoA硫解酶轉(zhuǎn)硫酶琥珀酰CoACoASH--氧化乙酰乙酸脫氫酶NADH+H+NAD+乙酰CoA2--羥丁酸琥珀酸心、腎、腦、骨骼肌等的線粒體中

肝中無琥珀酰CoA轉(zhuǎn)硫酶，因此酮體在肝中不能分解丙酮的去路隨尿排出

從肺部呼出丙酮

氧化丙酮酸CO2＋H2O

轉(zhuǎn)化甲酰基或乙?；?6可編輯課件PPT酮體生成的生理意義

酮體是肝內(nèi)正常的中間代謝產(chǎn)物，是肝輸出能量的一種形式。酮體溶于水，分子小，能通過血腦屏障及肌肉毛細管壁，是心、腦組織的重要能源。腦組織不能氧化脂酸，卻能利用酮體。長期饑餓，糖供應不足時，酮體可以代替Glc，成為腦組織及肌肉的主要能源。正常情況下，血中酮體0.2-0.9mg/100ml。在饑餓、高脂低糖膳食時，酮體的生成增加，當酮體生成超過肝外組織的利用能力時，引起血中酮體升高，導致酮癥酸（乙酰乙酸、β—羥丁酸）中毒，引起酮尿。37可編輯課件PPT脂肪代謝和糖代謝的關系延胡索酸琥珀酸蘋果酸草酰乙酸3-磷酸甘油三羧酸循環(huán)乙醛酸循環(huán)甘油乙酰CoA三酰甘油脂肪酸

氧化糖原（或淀粉）1，6-二磷酸果糖磷酸二羥丙酮PEP丙酮酸合成植物和微生物第三節(jié)脂肪的生物合成

一、脂肪酸的生物合成二、磷酸甘油的生物合成三、三酰甘油的生物合成39可編輯課件PPT一、脂肪酸的生物合成1、十六碳飽和脂肪酸（軟脂酸）的從頭合成2、線粒體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中脂肪酸碳鏈的延長3、不飽和脂肪酸的合成（自學)40可編輯課件PPT所有的生物都可用糖合成脂肪酸，有兩種合成方式。A.從頭合成（乙酰CoA）——在胞液中（16碳以下）B.延長途徑——在線粒體或微粒體中高等動物的脂類合成在肝臟、脂肪細胞、乳腺中占優(yōu)勢。41可編輯課件PPT(一)軟脂酸的從頭合成（3）乙酰CoA運轉(zhuǎn)——檸檬酸循環(huán)（1）脂肪酸合成酶復合體系和脂?；d體蛋白(acylcarrierprotein,ACP)（2）脂肪酸生物合成的反應歷程42可編輯課件PPT1、脂肪酸合成酶系結(jié)構(gòu)模式

細菌、植物(多酶復合體)

動物(多功能酶)p288①②③④⑤⑥中央巰基SH外圍巰基SH⑥①②③④⑤ACP①乙酰CoA:ACP轉(zhuǎn)移酶②丙二酰CoA:ACP轉(zhuǎn)移酶③β-酮脂酰-ACP合酶④β-酮脂酰-ACP還原酶

⑤β-羥脂酰-ACP脫水酶⑥烯脂酰-ACP還原酶

脂?；d體蛋白(ACP)的輔基結(jié)構(gòu)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2、脂肪酸從頭合成的生化歷程b、縮合c、還原d、脫水a(chǎn)、丙二酸單酰ACP的形成

OR-C~SACP

OCH3C~SACP||+||e、還原

OHOR-CH-CH2C~SACP

OOR-C-CH2-

C~SACP

ＯR-CH=CH-C-SACP

||

ＯR-CH2-

CH2-

C-SACP||1）丙二酰ACP的形成：||

OHOOC-CH2-C-S-CoA丙二酰CoA

OCH3C-S~CoA

乙酰CoA

||+ATPHCO3-ADP+Pi||

OHOOC-CH2-C-S-ACP丙二酰ACPACPCoA乙酰CoA

羧化酶生物素乙酰CoA羧化酶此酶催化反應不可逆，是脂肪酸合成的關鍵酶，也是限速酶。檸檬酸是該酶的別構(gòu)激活劑，促進無活性的單體聚合成有活性的多聚體高糖飲食能使此酶的活性增高，促進糖轉(zhuǎn)變成脂肪酸。長鏈脂酰CoA及高脂飲食抑制此酶的活性47可編輯課件PPT羧基載體蛋白上生物素轉(zhuǎn)移羧基的模式圖CO2COO-軟脂酸合成的反應流程CH3CO-SHOOCCH2CO-SCH3CHCH2CO-SSHOHSHSHCH3CH=CHCO-SSHSHSH

OCH3C-S||SHNADP+NADPH⑥HSCoA乙酰S~CoA

①丙二酰-SCoACoASH②NADP+NADPH④H2O⑤③CO2軟脂酸H2O進位啟動鏈的延伸水解

OCH3C-S||SHCH3COCH2CO-SSHCH3CH2CH2CO-SSH2）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丁酰CoA

ＯCH3CH2CH2C-SACPOCH3COCH2C-SACPβ-酮丁酰ACP||OCH3C~SACP乙酰ACP||+β-羥丁酰ACP脫水酶

β-酮丁酰ACP還原酶

NADP+NADPHCoASHOOHO-C-CH2C-S-ACP

丙二酰-ACP||||OHOCH3-CH-CH2-C-S-ACPβ-羥丁酰-ACPD型β羥丁酰-ACP，而脂肪酸分解氧化時形成的是L型。

||||OCH3CHCH-C-S-ACP=α,β-烯丁酰ACP||H2Oβ-烯丁酰ACP還原酶NADP+NADPH縮合酶3)脂肪酸合成的化學計量（從乙酰CoA開始）

以合成軟脂酸為例：（8個乙酰CoA）14NADPH，7ATP14*3+7=49ATP52可編輯課件PPT3、乙酰CoA從線粒體內(nèi)至胞液的運轉(zhuǎn)

蘋果酸酶檸檬酸激活此酶(二)線粒體和微粒體中脂肪酸碳鏈的延長（1）線粒體脂肪酸延長酶系:延長短鏈脂肪酸，其過程是β-氧化逆過程。（2）微粒體脂肪酸延長酶系：延長飽和或不飽和長鏈脂肪酸，其中間過程與脂肪酸合成酶體系相似。脂肪酸碳鏈延長的不同方式細胞內(nèi)進行部位動物植物線粒體微粒體葉綠體、前質(zhì)體微粒體加入的碳單位酯酰基載體電子供體乙酰CoA丙二酸單酰CoA丙二酸單酰CoACoACoAACPNAD(P)HNADPHNADPH不明確54可編輯課件PPT(三)不飽和脂肪酸的合成(1)需氧途徑（2）厭氧途徑

是厭氧生物合成單不飽和脂肪酸的方式,發(fā)生在脂肪酸從頭合成的過程中,當生成、-羥葵酰-ACP時，由專一的脫水酶催化脫水，生成、-稀葵酰-ACP，在繼續(xù)參入二碳單位，就可產(chǎn)生不同長度的單不飽和脂肪酸。NADPH+H+NADP+FAD2Fe去飽和酶RCH2-CH2-RCH＝CH-2e2e2e2eO2+4H+2H2O4e（黃素蛋白）動：細胞色素b5zh植：鐵硫蛋白四、脂肪酸代謝調(diào)節(jié)

1、β-氧化的調(diào)節(jié)⑴脂酰基進入線粒體的速度是限速步驟，丙二酸單酰CoA的濃度增加，可抑制肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶Ⅰ，限制脂肪氧化。⑵[NADH]/[NAD+]比率高時，抑制β-羥脂酰CoA脫氫酶。⑶乙酰CoA濃度高時；可抑制硫解酶，抑制氧化（脂酰CoA有兩條去路：①氧化。②合成甘油三酯）56可編輯課件PPT2、脂肪酸合成的調(diào)節(jié)

1、酶濃度調(diào)節(jié)(酶量的調(diào)節(jié)或適應性控制)乙酰CoA羧化酶(產(chǎn)生丙二酸單酰CoA)脂肪酸合成酶系蘋果酸酶(產(chǎn)生還原NADPH+)饑餓時，這幾種酶濃度降低3-5倍，進食后，酶濃度升高。喂食高糖低脂膳食，這幾種酶濃度升高，脂肪合成加快。2、酶活性的調(diào)節(jié)乙酰CoA羧化酶是限速酶。1)別構(gòu)調(diào)節(jié)：檸檬酸激活、長鏈脂肪酸或脂酰CoA抑制。2)聚合與解聚：原體無活性，聚合體有活性。檸檬酸促進聚合。長鏈脂肪酸或脂酰CoA促進解聚。3)共價調(diào)節(jié)：磷酸化失活、脫磷酸化復活胰高血糖素可使此酶磷酸化失活，胰島素可使此酶脫磷酸化而恢復活性。57可編輯課件PPT脂肪酸的β－氧化和從頭合成的異同從頭合成β－氧化場所細胞基質(zhì)線粒體酶系7種酶多酶復合體4種酶分散存在?；d體ACPCoA二碳片段丙二酸單酰CoA乙酰CoA電子供體（受體）NADPHFAD、NAD中間產(chǎn)物β-羥脂?；鶚?gòu)型D型L型HCO3及檸檬酸參與否參與不參與過程乙酰CoA→軟脂酸縮合-還原-脫水-還原軟脂酸→乙酰CoA-脫氫-水化-脫氫-硫解能量變化(軟脂酸)消耗7個ATP及14個NADPH產(chǎn)生（7FADH2+7NADH-2ATP）33ATP59可編輯課件PPT四、三酰甘油的生物合成磷酸甘油酯酰轉(zhuǎn)移酶磷酸甘油酯酰轉(zhuǎn)移酶二酰甘油酯酰轉(zhuǎn)移酶磷酸酶三酰甘油的生物合成磷酸甘油酯酰轉(zhuǎn)移酶磷酸甘油酯酰轉(zhuǎn)移酶二酰甘油酯酰轉(zhuǎn)移酶磷酸酶溶血磷脂酸磷脂酸二酰甘油61可編