生物化学-期中前-化学课件脂类代谢

第十章脂类代谢Metabolismoflipids

1.体内脂类来源食物糖转化2.脂类的种类脂肪(fat)类脂(lipids)血脂磷脂糖脂胆固醇及其酯游离脂肪酸

脂酰甘油(triacylglycerol)

脂肪---甘油三脂,

R2OCCOR1COR3

CH2-O--O-C-HCH2-O脂肪酰甘油磷脂磷脂（phospholipid,PL)鞘脂类(sphingolipid)

第一节脂类的消化和吸收磷脂磷脂酶A2溶血磷脂,脂肪酸胆固醇酯胆固醇酯酶胆固醇,脂肪酸甘油三脂(90%)磷脂、胆固醇及其酯,一些游离脂肪酸胆汁酸盐(小肠)乳化甘油三脂胰脂肪酶甘油一酯,脂肪酸胆汁混合微团(mixedmicelles)甘油三酯、磷脂、胆固醇酯少量胆固醇(小肠粘膜细胞)载脂蛋白(apolipoprotein)乳糜微粒(chylomicrons)血液其它细胞第二节脂类的体内贮存和运输一、脂类在体内的贮存和动员脂类贮存场所：皮下，肾周围，肠系膜脂肪动员：脂肪脂肪酶脂肪酸＋甘油甘油三酯胆固醇酯磷脂胆固醇载脂蛋白血液组织细胞二、脂类的运输血浆脂蛋白磷脂胆固醇甘油三酯胆固醇酯血浆脂蛋白载脂蛋白（二）血浆脂蛋白的种类（四）高密度脂蛋白(highdensitylipoprotein,

HDL)（一）乳糜微粒(chylomicrons,CM)（二）极低密度脂蛋白(verylowdensitylipoprotein,VLDL)（三）低密度脂蛋白(lowdensitylipoprotein,

LDL)血浆脂蛋白的分离方法电泳法超速离心法化学沉淀法CM原点βα前βVLDLLDLHDL-+血浆脂蛋白电泳图CM电泳

密度

颗粒直径（nm)

蛋白质

甘油三酯

胆固醇磷脂原点VLDL前β

LDLHDLβα<0.960.96-1.0061.0631.063-1.2180-50025-8020-255-300.8-2.55-102545-5080-9550-701052-710-1545206-910-152036主要生理功能CMVLDLLDLHDL转运外源性甘油三酯转运内源性甘油三酯转运内源性胆固醇转运磷脂，胆固醇第三节脂肪的分解代谢

CH2OH

HOC-H

CH2OH+R1COOHR2COOHR3COOH甘油三脂甘油脂肪酸甘油三酯脂肪酶关键酶一、脂肪的水解（脂肪动员）CH2-O-COR1R2OC-O-C-HCH2-O-COR3脂肪组织内脂肪在机体需要时，脂肪酶逐步水解甘油三酯为游离脂肪酸（freefatacid,FFA）及甘油并释放入血以供其他组织氧化利用。脂肪动员调节的关键酶-激素敏感性甘油三酯脂肪酶二、甘油的氧化分解

甘油磷酸激酶+ADPCH2OHCHOHCH2OH甘油CHOHCH2OHOCH2OPOHOHα-磷酸甘油甘油的氧化-经甘油磷酸激酶（肝）作用变成甘油-α-磷酸+ATP

CH2OPOHOHCHOHCH2OHOα-磷酸甘油磷酸二羟丙酮酵解过程三羧酸循环氧化+NAD+OCH2OPOHOHC=OCH2OH甘油磷酸脱氢酶丙酮酸糖CO2+H2Oα-磷酸甘油代谢三、脂肪酸的氧化分解(一)饱和偶数碳原子脂肪酸的β氧化分解脂酰辅酶A合成酶脂酰辅酶A-2ATP1.脂肪酸的活化-脂酰CoA的生成场所：胞浆RCH2CH2COOH+ATP+AMP+PPiCoASHRCH2CH2COSCoA2.脂酰CoA进入线粒体脂肪酸脂酰CoA合成酶脂酰SCoAHSCoA酶I肉毒碱脂酰肉毒碱脂酰CoAHSCoA酶II线粒体基质线粒体细胞质线粒体内膜外侧内侧肉毒碱脂酰转移酶(carnitineacyltransferase)Ⅰ和ⅡCATI脂肪酸β氧化学说的发现：3.脂肪酸的β氧化苯基脂肪酸氧化试验1904年，Franz.Knoop苯基标记含奇数碳原子的脂肪酸喂动物苯基标记含偶数碳原子的脂肪酸喂动物苯甲酸衍生物（马尿酸）测尿中代谢产物测尿中代谢产物苯乙酸衍生物（苯乙尿酸）CONHCH2COOHCH2CONHCH2COOH狗结论：脂肪酸的氧化是从羧基端β-碳原子开始，每次分解出一个二碳片断。β氧化部位：线粒体酶--脂肪酸β-氧化多酶复合体脂酰CoA在线粒体基质中进行β氧化，经过四步反应，即脱氢、加水、再脱氢和硫解，生成一分子乙酰CoA和一个少两个碳的新的脂酰CoA。1.脱氢反应RCH2CH2CH2COSCoAαγβRCH2CCCOSCoAHHFADFADH2脂酰CoA脱氢酶αβγ2.水合反应RCH2CCCOSCoAHHαβH2OαβΔ2反烯脂酰CoA水合酶RCH2CCH2COSCoAHOHγ3.脱氢反应γβRCH2CCH2COSCoAOHHαNAD+NADH+H+β-羟脂酰CoA脱氢酶RCH2CCH2COSCoAOαβγ4.硫解反应αβγRCH2CCH2COSCoAOHSCoACH3COSCoAαβ–酮脂酰CoA硫解酶RCH2COSCoAβγ+RCH2CH2CH2COSCoARCH2CH=CHCOSCoARCH2CH(OH)CHCOSCoACH3CSCoAORCH2CCH2COSCoAORCH2COSCoA+CH3CSCoAO继续β氧化FAD1234FADH2H2ONADHNAD+脂酰CoA脱氢酶烯脂酰CoA水化酶L-β-羟脂酰CoA脱氢酶硫解酶1234共产生5个ATP脱氢水化脱氢硫解αβγαγβαβαββ以十八个碳原子的饱和脂肪酸硬脂酸为例，其β-氧化的总反应为：CH3(CH2)16COSCoA+8NAD++8FAD+CoASH+8H2O9CH3COSCoA+8NADH+8H++8FADH2计算1分子脂肪酸生成ATP数1分子软脂酸（C16）生成ATP数：R(CH2CH2--)2CH2CH2-CH2-COOHCH2COSCoA(RCH2)12-CH2COSCoA+CH2COSCoA×??次β氧化7次7×5=35个ATP8分子8×12=96个ATP131个ATP脂肪酸活化-2ATP一分子软脂酸氧化产生129分子ATP129×30.5=3935KJ/mol乙酰CoA软脂酸在体外彻底氧化成CO2及H2O时：自由能为9791KJ故其能量利用率为：3935/9791×100%=40%能量利用率相同碳原子数的糖

（16碳－96ATP）完全氧化时释放的能量是脂肪（16碳－129ATP）的74％。

3.β-氧化过程中有FADH2和NADH+H+生成，这些氢经呼吸链传递给氧生成水β-氧化是需氧的过程脂肪酸的β-氧化过程小结1.脂肪酸活化生成脂酰CoA(耗能)2.长链脂酰CoA由肉毒碱转运到线粒体β-氧化反应在线粒体内进行

脂肪酸β-氧化的生理意义

是体内脂肪酸分解的主要途径，脂肪酸氧化可以供应机体所需要的大量能量（二）脂肪酸的其他氧化方式

α

α氧化（微粒体氧化酶系）RCH2COOH单加氧酶RCHCOOHOH[O]脱氢酶NAD+NADH+H+RCCOOHO脱羧酶NAD+NADH+H+-ATPRCOOH+CO2脑，肝ω氧化（微粒体氧化酶系）短链脂肪酸(C<12)CH3(CH2)nCOOH单加氧酶[O]NADPHOH-CH2(CH2)nCOOHHOOC(CH2)nCOOH不饱和脂肪酸的氧化奇数碳原子脂肪酸的氧化奇数碳原子脂肪酸的氧化产物：乙酰CoA丙二酰CoA琥珀酰CoATCA+CO2+H2O四、酮体(Ketonebodies)的生成和利用乙酰乙酸(acetoaceticacid)约占30%β-羟丁酸(β-hydroxybutyricacid)约占70%丙酮(acetone)极少量的脂肪酸氧化分解的中间产物，包括乙酰乙酸，β-羟丁酸，丙酮酮体

1.酮体的生成场所：肝细胞线粒体原料：乙酰CoA血浆水平：0.03-0.5mmol(0.3-5mg/dl)利用部位：肝外组织（心、肾、脑、骨骼

肌等）线粒体1）2CH3COSCoA乙酰乙酰CoA硫解酶2)CH3COCH2COSCoA+CH3COSCoA羟甲基戊二酸单酰CoA合成酶HMGCoAHMGCoA裂解酶CH3COCH2COSCoAHOOCCH2-C-CH2COSCoAOHCH33）HOOCCH2-C-CH2COSCoAOHCH3CH3COCH2COOH+CH3COSCoA乙酰乙酰CoA乙酰乙酸（HMGCoA合成酶）β-羟丁酸脱氢酶乙酰乙酸脱羧酶4）CH3COCH2COOHCH3CHOHCH2COOHβ-羟丁酸5）CH3COCH2COOH丙酮CH3COCH3NAD+NADH+H+2CH3COSCoACH3COCH2COOHNADH+H+NAD+CH3COSCoAHMGCoAHMGCoA合成酶酮体肝脏线粒体脂肪酸β-氧化乙酰乙酰CoAβ-羟丁酸丙酮2.酮体的利用心，肾，脑，骨骼肌CH3COCH2COOH+乙酰乙酸HOOCCH2CH2COSCoA琥珀酰CoACH3COCH2COSCoA乙酰乙酰CoA+HOOCCH2CH2COOH琥珀酸琥珀酰转硫酶CH3COCH2COSCoA乙酰乙酰CoA硫解酶2CH3COSCoACH3COCH2COOH乙酰乙酸硫激酶(心，肾，脑）HSCoACH3CHOHCH2COOHβ-羟丁酸脱氢酶CH3COCH2COOH乙酰乙酸硫激酶CH3COCH2COSCoA乙酰乙酰CoA硫解酶2CH3COSCoAβ-羟丁酸血液中酮体的浓度过量导致体内酸碱平衡紊乱，出现酸中毒，即酮症酸中毒。如糖尿病

3.酮体生成的意义(3)减少糖的利用（有利于维持血糖恒定，节省蛋白质的消耗）

(1)酮体易运输（是肝脏输出能源的一种形式）(2)易利用（可通过血脑屏障，是脑组织的重要能源）4.酮体生成的调节1）饱食饥饿的影响（主要通过激素的作用）2）肝糖原代谢及含量的影响3）丙二酰CoA抑制脂酰CoA进入线粒体乙酰CoAG,GnFFA生酮氨基酸FFA酮体胆固醇CO2+H2O有氧氧化β氧化第四节脂肪的合成代谢+脂肪酸脂肪α–磷酸甘油HOCOR1

CH2OHCHOHCH2OHHOCOR2HOCOR3

CH2OCOR1CHOCOR2CH2OCOR31.合成部位：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：碳链延长一、α–磷酸甘油的合成GNAD+Gly-α-PGlyα-磷酸甘油脱氢酶NADH+H+DHAP甘油激酶(肝)ATPADP二、脂肪酸的生物合成合成部位：胞浆原料：乙酰CoA合成过程1.乙酰CoA：线粒体胞浆柠檬酸-丙酮酸循环柠檬酸-丙酮酸循环PA乙酰CoA苹果酸柠檬酸CO2CoA柠檬酸草酰乙酸草酰乙酸PA乙酰CoACO2G基质胞液线粒体内膜-ATP2.丙二酰CoA的合成乙酰CoA+CO2关键酶乙酰CoA羧化酶丙二酸单酰CoA+ADP+Pi(AcetylCoAcarbosylase)辅酶：生物素+ATP（胞液）3.脂肪酸合成乙酰CoA+丙二酸单酰CoA脂肪酸合成酶+ACP脂肪酸ACP：酰基载体蛋白

acylcarrierprotein脂肪酸合成酶七个酶，一个酰基载体蛋白软脂酸的生成是一个重复循环的过程1分子乙酰CoA与7分子丙二酰CoA，经转移、缩合、加氢、脱水和再加氢重复过程，每一次使碳链延长两个碳，共7次重复，最终生成含十六碳的软脂酸乙酰CoA+7丙二酰CoA+14NADPH+14H++7ATP脂肪酸合成酶复合体软脂酸+8CoASH+14NADP++7ADP+7Pi+7H2O+7CO2乙酰CoA羧化酶催化的反应为脂肪酸合成过程中的限速步骤。1）代谢物调节脂肪酸合成调节：激活剂：柠檬酸，异柠檬酸抑制剂：长链脂肪酸进食糖类糖代谢加强，NADPH及乙酰CoA供应增多，有利于脂酸合成。进食糖类也增加脂肪合成的酶活性使脂肪合成增加。胰岛素脂酸合成增加胰高血糖素肾上腺素抑制脂酸合成生长素抑制TG合成共价调节乙酰CoA羧化酶：胰高血糖素：激活PKA，使乙酰CoA羧化酶磷酸化而失活。胰岛素：通过磷蛋白磷酸酶使乙酰CoA羧化酶去磷酸化而

复活。2）激素调节

二、脂肪的合成

CH2OHCHOHCH2-O-Pα-磷酸甘油溶血磷脂酸α-磷酸甘油二酯甘油二酯脂肪

CH2OCOR1CHOCOR2CH2-OH

CH2OCOR1CHOHCH2-O-P

CH2OCOR1CHOCOR2CH2-O-P+R1COCoA+R2COCoA+H2O+R3COCoA

CH2OCOR1CHOCOR2CH2OCOR3脂肪酸合成脂肪酸分解部位原料能量产物氢载体胞浆线粒体乙酰CoA脂酰CoA脂肪酸乙酰CoANADPHNADH+H+，FADH2-ATP+ATP第四节胆固醇的代谢（Metabolism

ofCholesterol)（一）胆固醇生物合成1.合成部位:主要肝脏2.原料:乙酰辅酶A，NADPH作用:细胞生物膜的构成成分类固醇类激素、胆汁酸及维生素D的前体物质环戊烷多氢菲存在形式：游离胆固醇

胆固醇酯3.合成基本过程合成部位：胞液乙酰CoA：线粒体胞浆柠檬酸-丙酮酸循环1）2CH3COSCoA乙酰乙酰CoA硫解酶2)CH3COCH2COSCoA+CH3COSCoA羟甲基戊二酸单酰CoA合成酶HMGCoAHMGCoA还原酶CH3COCH2COSCoAHOOCCH2-C-CH2COSCoAOHCH33）HOOCCH2-C-CH2COSCoAOHCH3甲羟戊酸（MVA）乙酰乙酰CoA（HMGCoA合成酶）NADPH+H+关键酶（4）MVA﹍﹍胆固醇

4.胆固醇合成的调节

胆固醇合成限速酶：HMGCoA还原酶（活性午夜最高，中午最低）1）激素的调节胰高血糖素HMGCoA还原酶胰岛素，甲状腺素HMGCoA还原酶HMGCoA还原酶2）胆固醇浓度的调节胆固醇（诱导酶合成）（抑制酶活性）(二)胆固醇的转化

胆固醇肾上腺皮质激素胆汁酸细胞膜性激素维生素D3高脂血症与降脂药物血浆脂蛋白的代谢和功能LPLApoB48ApoEApoB48ApoCIIApoETG成熟CM游离脂肪酸(肝外组织利用)CMR肝细胞摄取ApoB100ApoCIIApoETG，CE成熟VLD