生物化学-脂类代谢(课件).ppt

第五章 脂 类 代 谢,脂类（lipids）是一类不溶于水而易溶于有机溶剂，并能为机体利用的有机化合物。,甘 油,甘油三酯是甘油的脂肪酸,脂 肪 酸,CH3CH2CH2CH2COOH,CH3CH=CHCH2COOH,RCOOH,甘油三酯结构,第一节 不饱和脂酸的命名及分类,The Naming and Classification of Unsaturated Fatty Acids,单不饱和脂酸 多不饱和脂酸 含2个或2个以上双键的不饱和脂酸,不饱和脂酸的分类,常见的脂肪酸,必需脂肪酸：机体必需但自身又不能合成或合成量不足，必须从植物油中摄取的脂肪酸叫必需脂肪酸。包括亚油酸、亚麻酸和花生四烯酸。,编码体系 从脂酸的羧基碳起计算碳原子的顺序 或n编码体系 从脂酸的甲基碳起计算其碳原子顺序,系统命名法 标示脂酸的碳原子数即碳链长度和双键的位置。,不饱和脂酸命名,常 见 的 不 饱 和 脂 酸,第二节 脂类的消化和吸收,Digestion and Absorption of Lipids,胆汁酸盐的作用,条 件： 酶、胆汁酸（乳化）,部 位：主要在小肠上段,第三节 甘油三酯代谢,Metabolism of Triglycerides,一、甘油三酯是甘油的脂肪酸,Triglyceride (TG) or triacylglycerol (TAG),Glycerol,甘油三酯功能,二、甘油三酯的分解代谢,脂肪动员,储存于脂肪组织中的三脂酰甘油，被 脂肪酶 逐步水解为游离脂肪酸及 甘油 并释放入血供给全身组织氧化利用的过程，称为三脂酰甘油的动员。,脂肪动员,脂肪动员反应步骤,TG,脂解激素：胰高血糖素、肾上腺素、去甲肾上腺素、肾上腺皮质激素和甲状腺素。 抗脂解激素：胰岛素。 当饥饿、禁食时，血液中激素（肾上腺素、胰高糖素）浓度升高，激活脂肪细胞内脂肪水解酶，脂肪水解。 糖尿病 胰岛素 抗脂解作用 脂肪水解 糖尿病人以脂代谢维生,甘油的氧化分解,3-磷酸甘油醛,磷酸二羟丙酮,G,F-6-P,G-6-P,F-1,6-P,1,3-二磷酸甘油酸,2-磷酸甘油酸,磷酸烯醇式丙酮酸,丙酮酸,3-磷酸甘油酸,烯醇式丙酮酸,NADH,NAD+,乳酸,总结：甘油的生理功能？,甘油,糖异生原料,能源,ATP?,途径？,甘油氧化分解产生能量情况,消耗：活化 -1ATP,生成：1.5或2.5+ 1.5或2.5+2+2.5+10 17.5或19.5ATP,净生成： 16.5或18.5ATP,甘油的氧化分解,葡萄糖,6-磷酸葡萄糖,6-磷酸果糖,1,6-双磷酸果糖,3-磷酸甘油醛,磷酸二羟丙酮,1,3-二磷酸甘油酸,3-磷酸甘油酸,NAD+ NADH+H+,2-磷酸甘油酸,磷酸烯醇式丙酮酸,丙酮酸,乳酸,糖酵解途径,(1),(2),(3),(4),(5),(6),(7),(8),(12),(9),(10),(11),-ATP,-ATP,+ATP,+ATP,第二阶段：乙酰COA的生成,丙酮酸脱羧酶 二氢硫辛酸乙酰转移酶 二氢硫辛酸脱氢酶,Q:目前发现主要肝脏细胞具有甘油激酶，这意味着什么? A:甘油主要在肝脏中氧化或在肝脏中进行糖异生。,甘油直接运至肝、肾、肠等组织。主要在肝、肾进行糖异生。 脂肪细胞及骨骼肌等组织因甘油激酶活性很低，故不能很好利用甘油。,脂肪酸在血中由清蛋白运输。主要由心、肝、骨骼肌等摄取利用。,脂肪酸的氧化分解,部位：多数组织均可 （除成熟RBC及脑） 肝、肌肉组织最活跃 胞液和线粒体,过 程,在肉碱（carnitine）的协助下。,(2)脂酰基进入线粒体,（3）脂酰基的-氧化,脂酰基进入线粒体基质后逐步氧化降解，此氧化过程发生在脂酰基的-碳原子上，称为脂酰基的-氧化。,概 念,步 骤,5,能量的释放(以软脂酸为例),1分子软脂酸彻底氧化净生成106ATP,脂肪酸的在肝脏的特殊代谢- 酮体的生成,酮体的生成和利用,酮体：乙酰乙酸、-羟丁酸、丙酮三种物质的合称。,酮体的生成 部位：肝线粒体 原料：乙酰CoA，主要来自脂酸的-氧化。 关键酶：HMG CoA合成酶,NAD+,NADH+H+,琥珀酰CoA,琥珀酸,CoASH+ATP,PPi+AMP,CoASH,2.酮体的利用,琥珀酰CoA转硫酶 （心、肾、脑及骨骼肌的线粒体）,乙酰乙酰CoA硫激酶 （肾、心和脑的线粒体）,乙酰乙酰CoA硫解酶（心、肾、脑及骨骼肌线粒体）,酮体生成的生理意义,酮体是肝正常代谢脂肪酸的中间产物，是肝为肝外组织提供的脂肪酸类能源物质。酮体具有分子小、溶于水、便于血液运输，并易于通过血脑屏障等特点。 由于脑组织不能氧化脂肪酸而能利用酮体，故当长期饥饿、糖代谢障碍及高脂低糖饮食时，机体内酮体生成明显增加。,4. 酮体生成的调节,（1） 饱食及饥饿的影响（主要通过激素的作用）,（2）肝细胞糖原含量及代谢的影响,反之，糖代谢减弱，脂酸氧化及酮体生成均加强。,丙二酰CoA竞争性抑制肉碱脂酰转移酶 ，抑制脂酰CoA进入线粒体，脂酸氧化减弱，酮体生产减少。,（3）丙二酰CoA抑制脂酰CoA进入线粒体,小 结,脂肪酸的氧化利用,(1) 部位:肝、肌肉胞液、线粒体,（2）限速酶：肉毒碱脂酰转移酶,（3）-氧化的步骤,酮体的生成和利用 1、酮体代谢的特点：肝内生酮肝外用 2、酮体合成原料：乙酰COA 3、限速酶：HMGCoA合成酶、乙酰乙酸硫激酶 4、酮体具有分子小、溶于水、便于血液运输，并易于通过血脑屏障等特点。 5、意义：肝脏输出FA类能源物质的一种形式,三、脂酸的合成代谢,组 织：肝（主要） 、脂肪等组织 亚细胞： 胞液：主要合成16碳的软脂酸（棕榈酸） 肝线粒体、内质网：碳链延长,1. 合成部位,（一）软脂酸的合成,甘油三酯的合成代谢,2.原料,-磷酸甘油,脂酰辅酶A,原 料,-磷酸甘油的来源,1 、原料及条件 乙酰CoA NADPH + H+ ATP,脂肪酸的合成（即脂酰CoA的来源）,2 、合成部位 肝脏、脂肪组织 胞液,柠檬酸丙酮酸循环,柠檬酸穿梭系统：,（3）合成过程,丙二酰CoA的合成： 乙酰CoA羧化酶是脂酸合成的限速酶。,软脂酸合成的总反应式：,1分子乙酰CoA先后与7分子丙二酰CoA在脂酸合成酶系的分子上依次重复进行缩合、还原、脱水和再还原的过程。每重复一次碳链延长2个碳原子。,* 软脂酸合成酶,大肠杆菌 有7种酶蛋白（脂肪酰基转移酶、丙二酰CoA酰基转移酶、酮脂肪酰合成酶、酮脂肪酰还原酶、羟脂酰基脱水酶、脂烯酰还原酶和硫酯酶），聚合在一起构成多酶体系。,高等动物 7种酶活性都在一条多肽链上，属多功能酶，由一个基因编码；有活性的酶为两相同亚基首尾相连组成的二聚体。,三个结构域：底物进入缩合单位、还原单位、 软脂酰释放单位,酰基载体蛋白(ACP)，其辅基是4-磷酸泛酰氨基乙硫醇， 是脂酰基载体。,* 软脂酸的合成过程,* 转 位,丁酰基由E2-泛-SH（ACP上)转移至 E1-半胱-SH（CE上）,经过7轮循环反应，每次加上一个丙二酰基，增加两个碳原子，最终释出软酯酸。,软脂酸合成的总反应,CH3COSCoA + 7 HOOCH2COSCoA + 14NADPH+H+,CH3(CH2)14COOH + 7 CO2 + 6H2O + 8HSCoA + 14NADP+,软 脂 酸 的 合 成 总 图,软脂酸分解与合成代谢的区别,3.二碳单元参加或断裂的形式,脂肪的合成,R1COCoA,R2COCoA,R3COCoA,甘油三酯 合成,提问1：为什么糖吃多了会发胖呢？ 提问2：糖和脂肪的互变,要减肥，管好嘴 !,健康是吃出来的,第四节 磷脂的代谢,Metabolism of Phospholipids,含有磷酸的脂类称为磷脂，是脂类中极性最大的化合物。,磷脂的生理功能,（4）其他功能,甘油磷脂的结构,glycerol,fatty acyl group,Nitrogenous base,fatty acyl group,甘油磷脂的分类,二、甘油磷脂的合成代谢,1. 合成部位：全身各组织内质网，肝、肾、肠最活跃。 2. 合成原料及辅因子： 脂酸、甘油：由糖代谢提供 多不饱和脂酸：从植物油摄取 磷酸盐：由ATP提供 含氮化合物：从食物摄取或体内合成 CTP：构成活化的中间物,3. 合成过程,(1)甘油二酯合成途径,(2)CDP-甘油二酯合成途径,三、甘油磷脂的降解,在各种磷脂酶（phospholipase，PL）的作用下水解。,溶血磷脂1,溶血磷脂2,（三）甘油磷脂的降解,磷脂酶 (phospholipase , PLA),甘油磷脂与脂肪肝,1、 概念,正常人肝内脂类含量为35，一半为TG，若TG在肝内过量存积超过5，脂类总量超过10，称为脂肪肝。,2、 形成原因,（1）肝内TG来源过多,（2）肝功能障碍,（3）磷脂合成减少,脂肪肝形成机理,肝功 胆碱 丝氨酸 蛋氨酸 必需,肝磷脂合成,甘油三酯合成,脂蛋白合成,肝脂肪运出,脂肪堆积,脂肪肝,胆固醇的代谢,* 胆固醇(cholesterol)结构,固醇共同结构 环戊烷多氢菲,概 述,胆固醇（cholesterol）,* 胆固醇的生理功能,是生物膜的重要成分，对控制生物膜的流动性有重要作用；,是合成胆汁酸、类固醇激素及维生素D等生理活性物质的前体。,一、胆固醇的合成,（一）合成部位：主要在肝的胞液及内质网中。每天合成量约1g。 （二）合成原料：,合成过程（分三个阶段）,限速酶：HMGCoA还原酶,（三）,合成基本过程：,（四）胆固醇合成的调节,二、胆固醇的酯化,1细胞内胆固醇的酯化,2血浆内胆固醇的酯化,Lecithin-cholesterol Acyl transferase (LCAT),“为什么我一直控制食物中胆固醇的含量，什么好吃的都不能吃，可是血胆固醇含量却没有降低多少？”,高胆固醇血症患者,只控制了外源性 胆固醇的摄入 没有控制内源性胆固醇的合成， 所以，血胆固醇 没有降低多少,高胆固醇血症患者,新检测出高胆固醇血症病人,“我一直粗茶淡饭，就是爱吃两碗面，怎么胆固醇也偏高？想不通呀！ ”,新检测出高胆固醇血症病人,糖在体内 可以转化 生成胆固醇,年过40岁者即使血脂不增高： 应避免经常食用过多的动物性脂肪和含饱和脂肪酸的植物油，如：肥肉、猪油、骨髓、奶油及其制品、椰子油、可可油等； 避免多食含胆固醇较高的食物，如：肝、脑、肾、肺等内脏，鱿鱼，牡蛎，墨鱼，鱼子，虾子，蟹黄，蛋黄等。 若血脂持续增高，应食用低胆固醇、低动物性脂肪食物，如：各种瘦肉，鸡、鸭、鱼肉，蛋白，豆制品等。,二、胆固醇的转化,（一）转变为胆汁酸 (bile acid)（肝脏）,（二）转化为类固醇激素,（三）转化为7 - 脱氢胆固醇（皮肤）,胆固醇的母核环戊烷多氢菲在体内不能被降解，但侧链可被氧化、还原或降解，实现胆固醇的转化。,（肾上腺皮质、睾丸、卵巢等内分泌腺）,（三）转化为7-脱氢胆固醇,第六节 血浆脂蛋白代谢,Metabolism of Plasma Lipoproteins,一、血 脂,血浆中的脂类统称为血脂。,来源 外源性从食物中摄取 内源性肝、脂肪细胞及其他组织合成后释放入血,* 血脂含量受膳食、年龄、性别、职业及代谢等的影响，波动范围很大。,血浆脂蛋白,血脂的运输形式：,载脂蛋白+脂类,脂肪 磷脂 胆固醇,各种血浆脂蛋白的组成没有质的差别，但其组成比例及含量大不相同。 血中游离脂酸与清蛋白结合运输，不列入血浆脂蛋白之内。,二、血浆脂蛋白的分类、组成及结构,分 类,1.电泳法,2.超速离心法 CM、VLDL、LDL、HDL,血脂与血浆中的蛋白质结合，以脂蛋白(lipoprotein)形式而运输。,2、超速离心法,乳糜微粒（CM）,极低密度脂蛋白（VLDL）,低密度脂蛋白 （LDL）,高密度脂蛋白 （HDL）,中间密度脂蛋白（IDL）,颗 粒,密 度,血 浆 脂 蛋 白 的 组 成 特 点,三、载脂蛋白,血浆脂蛋白中的蛋白质部分称载脂蛋白（apolipoprotein，apo）。,结合和转运脂类，稳定血浆脂蛋白的结构； 调节脂蛋白代谢关键酶的活性； apo A I 激活LCAT，促进胆固醇酯化 apo A II 激活肝脂肪酶（HL） apo C II 激活脂蛋白脂肪酶（LPL） 参与识别脂蛋白受体。,载脂蛋白的功能,疏水性较强的TG及胆固醇酯位于内核。,血浆脂蛋白的结构,四、血浆脂蛋白代谢,（一）CM的代谢 1来源：由小肠粘膜细胞合成，经淋巴入血。 2功能：血中外源性TG及胆固醇的运输形式。,3代谢过程：,LPL（脂蛋白脂肪酶）:存在于组织毛细血管内皮细胞表面,使CM中的TG、磷脂逐步水解，产生甘油、FA及溶血磷脂等。,（二）VLDL 的代谢,1来源：主要由肝细胞合成，分泌入血，少量来自小肠。 2功能：是血中内源性TG及胆固醇的运输形式。,3代谢过程,（三）LDL的代谢,1来源：在血浆中由VLDL转变而来。 2功能：是血中内源性胆固醇的运输形式。,3代谢过程,（四）HDL的代谢,来源：主要由肝细胞合成，此外，小肠也可合成少量，还有血浆中CM、VLDL 脂解过程中所释放的磷脂、胆固醇及apo也可产生新生的HDL。 功能：将胆固醇从肝外组织转运到肝进行代谢（逆向转运）。 代谢过程,脂蛋白代谢三种关键酶的比较,血 浆 脂 蛋 白 代 谢 总 图,各种脂蛋白的主要功能,Bad,Good,五、血浆脂蛋白代谢异常,血脂高于正常值的上限为高脂血症，即高脂蛋白血症。 标准：成人空腹1214小时血甘油三酯超过2.26mmol/L(200mg/dl)；胆固醇超过6.21mmol/L(240mg/dl) 高脂蛋白血症分为六型。 高脂血症可分为原发性和继发性两大类。,高脂蛋白血症分型,动脉粥样硬化的发生与脂质代谢失常有关，其本质是动脉壁对从血浆侵入的脂质的反应。主要病理改变是动脉壁出现粥样斑块，而胆固醇和胆固醇酯则是构成粥样斑块的主要成分。主要与血浆中LDL和VLDL增多有关；而HDL有抗动脉粥样硬化作用 。,动脉粥样硬化与胆固醇,泡沫细胞,肝糖原,1磷酸葡萄糖,6磷酸葡萄糖,磷酸丙糖,丙酮酸,乙酰CoA,草酰乙酸,脂肪酸,胆固醇,乙酰乙酸,甘油,3磷酸甘油, 羟丁酸,丙酮,葡萄糖,TCA,戊糖旁路,NADPH + H+,三酰甘油的主要作用是( ) A参与细胞间传递信息 B贮能和供能 C构成生物膜 D参与脂蛋白组成,酮体生成的原料是( ) A乙酰乙酰COA BHMGCOA C乙酰COA D脂肪酸,激素敏感性脂肪酶是指( ) A三酰甘油脂肪酶 B二酰甘油脂肪酶 C单酰甘油脂肪酶 D脂蛋白脂肪酶,抗脂解激素是( ) A.肾上腺素 B.去甲肾上腺素 C.胰高血糖素 D.胰岛素,一次-氧化可产生ATP的分子数是( ) A12 B4 C5 D14 脂酰基进入线粒体的载体是( ) A.胆碱 B.HSCoA C.肉毒碱 D.载脂蛋白,软脂酰CoA在-氧化中循环一次，并彻底氧化为CO2与H2O时，产生ATP总量是( ) A.12 B.14 C.17 D.20 脂肪酸在肝脏进行-氧化时不生成何种物质( ) A.NADH+H+ B.FADH2 C.H2O D.乙酰CoA,有关酮体的生成和利用错误的是( ) A.酮体只能肝内生成肝外利用 B.酮体的主要成分是酸性物质，血液中浓度过高会导致酸中毒 C.酮体的合成的限速酶是HMGCoA合成酶 D.机体所有组织均能氧化酮体,关于酮体的描述错误的是 A. 酮体包括乙酰乙酸、-羟丁酸和丙酮 B. 合成原料是丙酮酸氧化生成的乙酰CoA C. 在肝细胞的线粒体生成 D. 在肝外组织氧化 E. 是肝脏输出能源的一种形式,酮血症是指血液中酮体的浓度高于正常范围。导致酮血症的主要原因是 A. 酮体生成量大于肝外组织的利用能力。 B. 机体摄入糖量增加。 C. 脂肪动员降低 D. 胰岛素分泌增强。 E. 肥胖,脂肪酸-氧化中，不生成的化合物是 A.NADH+H+ B.H2O C.FADH2 D. 乙酰CoA E. 脂烯酰CoA,属于酮体的化合物是 A. -羟丁酸 B. 草酰乙酸 C. 苹果酸 D. 丙酮酸 E. 异柠檬酸,控制长链脂肪酰CoA进入线粒体氧化速度最重要的因素是( ) A.脂肪酰CoA合成酶活性 B.-羟脂肪酰CoA脱氢酶活性 C.肉毒碱脂酰转移酶I的活性 D.脂肪酰CoA脱氢酶活性,人体不能合成的脂肪酸是 A. 软脂酸 B. 硬脂酸 C. 油酸 D. 亚油酸 E. 棕榈酸,不能产生乙酰CoA的化合物是 A. 酮体 B. 脂肪酸 C. 葡萄糖 D. 胆固醇 E. 甘油磷脂,正常空腹血浆中胆固醇主要存在于 A. CM B. VLDL C. IDL D. LDL EHDL,不属于胆固醇转化产物的化合物是 A. 胆红素 B. 胆汁酸 C. 醛固酮 D. VitD3 E. 雌激素,能被载脂蛋白激活的酶有 A. 激素敏感脂肪酶 B. 脂蛋白脂肪酶 C. 磷脂酶 D. 肝脂酶 E. 胰脂酶,胆固醇不能转化成 A. 胆汁酸 B. VitD3 C. 睾丸酮 D. 雌二醇 E. 胆红素,甘油三酯的合成有两条途径，其中甘油一酯途径进行的主要场所是 A. 肝细胞 B. 心肌细胞 C. 肠黏膜细胞 D. 肾皮质细胞 E. 脑细胞,类脂的生理功能主要是 A贮能 B供能 C构成生物膜 D帮助脂溶性的吸收,脂肪酸合成的限速酶是( ) AHMGCoA合成酶 B乙酰CoA羧化酶 C脂肪酸合成酶系 D去饱和酶,高胆固醇血症是动脉粥样硬化的重要危险因子，而由动脉粥样硬化导致的心脑血管疾病是人类死亡的最主要原因之一。动脉粥样硬化的危险因子不包括 A. 甘油三酯（TG）升高 B. 总胆固醇（TC）升高