第九章 脂类代谢旧算法.doc

第八章 脂类代谢本章的主要内容和要求1、了解脂类的主要生理功能2、了解血浆脂蛋白的分类、组成3、掌握脂酸的-氧化、 酮体的生成 与利用4、掌握脂肪酸的生物合成5、了解磷脂和胆固醇的代谢 引 论一、脂类的概念：脂类是脂肪和类脂的总称，不溶于水而溶于有机溶剂。脂类包括：脂肪又称三酯酰甘油或甘油三酯 (triglyceride,TG)类脂胆固醇(cholesterol,Ch)胆固醇酯(cholesteryl ester,CE)磷脂(phospholipid,PL)糖脂(glycolipid,GL)二、脂类的主要生理功能1、储能和氧化供能1g脂肪在体内彻底氧化供能约38kJ，而1g糖彻底氧化仅供销能16.7kJ.脂肪组织储存脂肪,约占体重1020%.合理饮食 脂肪氧化供能占2030%空腹 脂肪氧化供能占50%以上禁食13天 脂肪氧化供能占85%饱食、少动 脂肪堆积，发胖3、 参与代谢调控花生四烯酸前列腺素等生物活性物质磷脂酰肌醇三磷酸肌醇、甘油二酯 （第二信使）胆固醇类固醇激素、Vit D第一节 脂类的消化吸收和转运一、脂类的水解 （一）脂肪（甘油三酯）的水解储存于脂肪细胞中的脂肪，在脂肪酶作用下逐步水解为游离脂酸和甘油，释放入血供其他组织利用的过程，称脂肪的动员。甘油三酯脂肪酶是脂肪动员的限速酶。（二）简单酯类的水解-见P360磷脂甘油磷脂（磷脂酰甘油）由甘油构成的磷脂。是生物膜的主要组分。鞘氨醇磷脂（鞘磷脂）含鞘氨醇而不含甘油的磷脂。是神经组织各种膜（如神经髓鞘）的主要结构脂之一。分子中含磷酸的复合脂（三）磷脂的水解磷脂酶及其作用-P363二、 脂类的消化吸收与转运（一） 脂类的消化吸收小肠上段是主要的消化场所（二）血脂1.血脂: 血浆中所含脂类的总称。 主要包括甘油三酯、磷脂、胆固醇、胆固醇酯及游离脂肪酸等。2、血浆脂蛋白的分类和组成（1）血浆脂蛋白的分类 A.电泳法按其移动的快慢，可将脂蛋白依次分为：-脂蛋白、 前-脂蛋白、-脂蛋白，乳糜微粒在原点不动。B.超速离心法按密度大小依次为： 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） (2)血浆脂蛋白的组成主要由蛋白质、甘油三酯、磷脂、胆固醇及其酯组成； 不同的脂蛋白的蛋白质和脂类的组成比例及含量各不相同。 各种脂蛋白的功能亦不相同。血浆脂蛋白的组成、性质及功能CM VLDL LDL HDL蛋白质 0.52 510 2025 4550甘油三脂 8095 5075 812 36磷脂 57 1820 2025 2030胆固醇 3 1017 4042 1517合成部位 小肠粘膜 肝细胞 血浆、肝 肝、小肠功 能 转运外源 转运内源 转运内源 转运外源 甘油三脂 甘油三脂 胆固醇 胆固醇三、血脂来源与去路血脂来源肠道中食物脂类的消化吸收由肝脏、脂肪细胞及其他组织合成后释放入血储存脂肪动员释放入血血脂的去路进入脂肪组织储存构成生物膜；氧化供能；转变为其他物质第二节 脂肪的中间代谢l 甘油代谢l 脂肪酸的代谢一、甘油的合成 -见P366二、脂酸的合成代谢(一) 饱和脂肪酸-软脂酸的合成1. 合成途径在肝、肾、脑、肺、乳腺及脂肪等多种组织的胞液中均含有从乙酰CoA 合成脂酸的酶系，称为脂酸合成酶系。肝脏是人体合成脂酸的主要部位。 胞浆酶系合成饱和脂肪酸的 途径又称为丙二酸单酰CoA 途径。2. 合成原料（1）乙酰CoA： 脂酸合成的碳源主要来自糖氧化产生的乙酰CoA。线粒体产生的乙酰 CoA，需通过柠檬酸-丙酮酸循环运到胞液中，才能成为脂酸合成的原料。（2）NADPH NADPH主要来自胞液中的磷酸戊糖途径，其次是柠檬酸丙酮酸循环。脂肪酸合成的二碳单位供体-丙二酸单酰CoA的合成CH3COSCoA+ HCO3- + ATP HOOC-CH2COSCoA + ADP + Pi乙酰CoA羧化酶Mn2+、生物素脂肪酸合成限速酶-乙酰CoA羧化酶活性的调节机理：l 柠檬酸促进单体聚合而活化乙酰CoA羧化酶，长链脂酰CoA促进多聚体解聚而抑制乙酰CoA羧化酶；l 受磷酸化与去磷酸化共价修饰调节乙酰CoA羧化酶去磷酸化时具有活性；磷酸化修饰后无活性。3. 脂肪酸合成酶系和ACP：动物脂酸合成酶系包括7种不同功能的酶，都在一条肽链上，由一个基因编码。活性酶是由2个相同亚基首尾相联组成的二聚体。酰基载体蛋白(acyl carrier protein,ACP)：在ACP的Ser残基上连接有辅基4-磷酸泛酰巯基乙胺，称中心巯基(ACP-SH)，起结合并转运脂酰基的作用。脂酸合成酶系的7种活性中心以ACP为中心结合形成多酶复合体。动物脂酸合成酶系：E1：乙酰CoA-ACP转酰基酶；E2：丙二酰CoA-ACP转酰基酶；E3： -酮脂酰ACP合成酶（缩合酶）；E4：-酮脂酰ACP还原酶；E5： -羟脂酰ACP脱水酶；E6：烯酰ACP还原酶；E7：硫酯酶4、软脂酸合成过程：软脂酸合成过程：乙酰CoA为起始物；丙二酸单酰CoA为二碳单位直接供体 （1）脂肪酸合成的二碳单位供体-丙二酸单酰CoA的合成（2）酰基转移到ACP上的反应（3）缩合脱羧 （4）还原（5）脱水（6）再还原再经6次循环，重复（3）-（6）步，合成软脂酸软脂酸（16C）合成的总反应式：乙酰CoA7丙二酸单酰CoA14NADPH14H+H2O软脂酸14NADP+7CO27H2O8CoASH合成一分子软脂酸共消耗7分子ATP和14分子NADPHH+(二)脂肪酸的加工改造1、碳链的延长-见P372软脂酰CoA或软脂酸生成后，可在线粒体、滑面内质网、微粒体经脂酸碳链延长酶系的催化作用下，形成更长碳链的饱和脂酸。2、不饱和脂酸的合成-见P373 人体内有4，5，8及9去饱和酶，催化饱和脂酸引入双键，使之转变为不饱和脂酸。 至今在体内尚未发现有9以上的去饱和酶，即在第10C与碳原子之间不能形成双键。必需脂酸 指人体不能合成，必需由食物提供的脂酸，有3种：亚油酸(18C:2, 9,12 ) 亚麻酸(18C:3, 6,9,12 ) 花生四烯酸(18C:4, 5,8,11,14 ) （半必需）三、甘油三酯的合成(一)合成部位以肝、脂肪组织及小肠为主。(三)合成基本过程-P375(二)合成原料 四、甘油的分解代谢-见P377五、脂肪酸的分解代谢脂酸-氧化是在脂酰基-碳原子上进行脱氢、加水、再脱氢和与- 碳原子之间断裂的过程。（一）饱和脂酸的-氧化此过程是在一系列酶的催化下完成的。 脂酸必须先在胞液中活化为脂酰CoA，然后进入线粒体-氧化。位于内质网和线粒体外膜的脂酰CoA合成酶催化脂酸与CoA-SH 生成活化的脂酰CoA。1. 脂酸的活化-脂酰CoA的生成（胞液）（1）内质网脂酰辅酶A合成酶：活化12C以上脂肪酸；（2）线粒体脂酰辅酶A合成酶：活化4-10C脂肪酸脂肪酸+ADP 脂酰CoA+AMP反应不可逆！消耗2个高能键脂酸氧化的酶系存在线粒体基质内，但胞液中活化的长链脂酰CoA（12C以上）不能直接透过线粒体内膜，必须与肉毒碱(carnitine，L-羟-三甲氨基丁酸) 结合成脂酰肉碱才能进入线粒体基质内。2. 脂酰CoA进入线粒体反应由肉碱脂酰转移酶I和肉碱脂酰转移酶ll催化：此过程为脂酸 -氧化的限速步骤，肉碱脂酰转移酶l是限速酶，丙二酸单酰CoA是强烈的竞争性抑制剂。饥饿、高脂低糖膳食或糖尿病时，肉碱脂酰转移酶I活性增强。3.脂肪酸的-氧化反应历程-氧化：脂酰CoA进入线粒体基质后， 经脂酸-氧化酶系的催化作用，在脂酰基-碳原子上依次进行脱氢、加水、再脱氢及硫解4步连续反应，使脂酰基在与-碳原子间断裂，生成1分子乙酰CoA和少2个碳原子的脂酰CoA。具体步骤如下:(1) 脱氢(2) 加水(3) 再脱氢(4) 硫解1分子软脂酸(16C)活化生成的软脂酰CoA经7次-氧化.总反应式如下:软脂酰CoA + 7FAD+7NAD+ + 7CoASH + 7H2O 8乙酰CoA + 7FADH2 + 7(NADH + H+)4. 脂酸-氧化的能量生成1分子软脂酸彻底氧化共生成:(27)+(37)+(128)=131分子ATP减去脂酸活化时消耗的2分子ATP，净生成129分子ATP。（二）奇数碳原子脂酸氧化奇数碳原子脂酸氧化后还生成1分子丙酰CoA丙酰CoA转变为琥珀酰CoA进入三羧酸循环琥珀酰CoA完全氧化产生多少ATP？(三)脂酸的其他氧化方式1、 - 氧化：存在于植物、动物脑、神经细胞的微粒体中。-见P3812、 -氧化：长链脂肪酸的末端碳原子被氧化，生成， -二羧酸，活化后从两端氧化，最后余下琥珀酰CoA可直接进入TCA循环。3.不饱和脂酸的氧化体内不饱和脂酸约占脂肪酸总量的一半以上。也在线粒体中进行氧化。在未遇双键前，的反应过程与饱和脂酸的氧化完全相同。但天然脂酸的顺式双键需经线粒体特异3-顺2-反烯酰CoA异构酶催化：(如油酸=18:1,9)（1）顺反异构酶：催化双键由顺式转变为反式多不饱和脂酸如亚油酸(18:2, 9,12)的另外双键还需差向异构酶.（2）差向异构酶催化脂酰Co