脂类代谢 公开课课件

第11章脂质代谢MetabolismofLipids§1

脂质的分类、组成及生理功能§2脂肪的分解代谢§3脂肪的合成代谢§4其它脂质的代谢脂质(lipids)是脂肪和类脂的总称。不溶于水而溶于非极性有机溶剂。§1脂质的分类、组成及生理功能化学本质：脂肪酸醇酯类及其衍生物储脂供能，提供必需脂肪酸，促脂溶性维生素吸收，热垫、保护垫作用，构成血浆脂蛋白，维持生物膜的结构和功能，胆固醇可转变成类固醇激素、维生素、胆汁酸。Simplelipid醇+FATG(甘油三酯)Glycerol＋FAWax(蜡)一元醇＋FA2.Compoundlipid醇+FA+非脂成分磷脂－－－－磷酸/含氮碱基糖脂－－－－糖Derivedlipid

前面两类脂质的衍生物取代烃脂肪酸盐固醇类steroidhormones，固醇，胆酸萜天然色素，香精油，天然橡胶其他：lipid-solublevitamins（VitA、D、E、K），脂多糖，脂蛋白，prostaglandins前列腺素一、*甘油三酯

(triglyceride,TG)

sn-1FAFAFA甘油sn-2sn-31、脂肪酸的种类：1）根据烃链长短：短链FA4~7C中链FA8~18C长链FA≥20C2）根据烃链的饱和度

饱和脂肪酸：软脂酸（16C）；硬脂酸（18C）

*脂肪酸（Fattyacid,FA）不饱和脂肪酸单不饱和脂肪酸:含1个双键，如油酸C18:1多不饱和脂肪酸：含2个或2个以上双键

亚油酸C18:2，亚麻酸C18:3花生四烯酸C20:41）动物脂肪酸结构简单，多为线性，双键数目1~4个。2）细菌脂肪酸多为饱和脂肪酸，多于一个双键的极少，有分支或环状结构。3）植物脂肪酸丰富多样，不饱和脂肪酸较饱和脂肪酸丰富。双键数目一般≤3。4）天然脂肪酸多为偶数碳原子（4C~36C）；奇数C的脂肪酸多在海洋生物中存在。5）天然不饱和脂肪酸多为顺式构型。2、天然脂肪酸的特点生活中含反式脂肪酸的食物

产品类型反式脂肪酸百分比来源牛奶和奶酪黄油鸡蛋肉和肉制品油和脂肪饼干和蛋糕开胃馅饼土豆片和法式炸土豆片其它18.8%5.9%9%10.3%35.5%16.5%3.5%4.5%4.1%天然天然天然天然主要来源于加氢主要来源于加氢主要来源于加氢主要来源于加氢主要来源于加氢注：精炼油及烹调油加热温度过高时，部分顺式脂肪酸会转变为反式脂肪酸。心血管疾病糖尿病老年痴呆

研究显示如果每天摄入反式脂肪5克，心脏病的发病几率会增加25%。而在美国每人每年的摄入量是2.1公斤。2003年丹麦首先立法禁止销售反式脂肪含量超过2%的食材。天然反式脂肪则不受法例影响。2006年10月30日美国纽约市就此问题召开了听证会，该市健康委员会最后决议，2008年7月1日起，该市餐厅的每份食物中使用的人造反式脂肪不得超过0.5g。2008年1月，加拿大卡尔加里市决议，在餐厅与速食店使用的油脂中，反式脂肪含量不可超过2%。2008年4月，瑞士追随丹麦立法对反式脂肪食品进行限制销售。2008年7月美国加州州长阿诺·施瓦辛格签署法案，禁止在该州餐厅中使用反式脂肪，该法案将于2010年正式生效。3、不饱和脂肪酸的命名：

习惯名、系统名、简写符号△编码体系从脂肪酸的羧基碳起计算碳原子的顺序例:油酸18∶1

Δ9Cω或n编码体系

从脂肪酸的甲基碳起计算其碳原子顺序碳原子数目双键数目双键位置鱼油中的EPA和DHAEPA和DHA这两种脂肪酸都是多不饱和脂肪酸。近年来它们之所以引起人们重视是因为发现居住在北极圈内的爱斯基摩人的膳食虽然以鱼、肉为主，脂肪、能量和胆固醇摄入量都很高，但冠心病、糖尿病的发生率和死亡率都远低于其它地区的人群。经研究发现，鱼油中富含EPA和DHA，它们有降低胆固醇，增加高密度脂蛋白的作用，而高密度脂蛋白是一种能移去血管壁上积存的胆固醇，疏通血管的物质。它们还有抑制血小板聚集、降低血黏度和扩张血管等作用。动物实验还发现DHA可促进脑的发育，据此推测对儿童的生长发育很可能也有好处。有些植物油中含量丰富的亚麻酸在体内可以转变成EPA和DHA，与深海鱼油所含的EPA和DHA有同样的生物效用。自身合成：多为饱和脂肪酸和单不饱和脂肪酸，以脂肪形式储存。食物供给：包括各种脂肪酸,特别是一些不饱和脂肪酸。必需脂肪酸（essentialfattyacid）：是人体不能合成，需从食物摄取的多不饱和脂肪酸。包括亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸（？）。高等动物不能合成18C以上的PUFA，但它们含有Δ4、Δ5、Δ6、Δ9脱氢酶，可将从食物中摄取的LA、ALA/GLA转化为己需二、磷脂和鞘脂组成：甘油、脂肪酸、磷脂、含氮化合物结构：

含一个极性头、两条疏水尾，构成生物膜的磷脂双分子层。常为花生四烯酸

X=H、胆碱、乙醇胺、丝氨酸、甘油、肌醇等（一）甘油磷脂polarheadX=H时，为磷脂酸（Phosphatidicacid），少量存在于大多数生物体内，是甘油磷脂生物合成的重要中间物。其它详见书P128页表5-2三、萜（Terpene）and类固醇（steroid）不含FA活性物质萜类及类固醇不含脂肪酸，属不皂化的脂质。

Terpene两或多个异戊二烯(isoprene)连接而成C原子数>10，一般为5的倍数单萜10倍半萜15二萜20三萜30四萜40belta-胡萝卜素多聚萜类几千个异戊二烯橡胶植物中含量多异戊二烯了解脂溶性维生素A、D、E、K多种光合色素（胡萝卜素、番茄红素）辅酶Q以上均含有异戊二烯*动物胆固醇(cholesterol)(27碳)P131图5-4脂酰CoA胆固醇脂酰转移酶四、血脂

血浆所含脂类统称血脂，包括：甘油三酯、磷脂、胆固醇及其酯以及游离脂肪酸。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浆脂蛋白的分类、组成及结构

分类

电泳法血脂与血浆中的蛋白质结合，以脂蛋白(lipoprotein)形式而运输。♁CM前LDLVLDLHDL+IDL(载脂蛋白)五种密度脂蛋白需牢记！注：未酯化的脂肪酸仅与血浆中的血清清蛋白和其它蛋白质简单结合而被转运。超速离心法复合体中蛋白质含量愈高，复合体的密度愈大CMVLDLLDLHDL密度＜0.950.95~1.0061.006~1.0631.063~1.210组成蛋白质最少,~2%~10%~25%最多，~50%脂类含TG最多，80~90%含TG50~70%含胆固醇及其酯最多，40~50%含脂类50%功能从小肠转运外源性TG、胆固醇至其它组织从肝转运内源性TG、胆固醇至各组织转运内源性胆固醇至各组织从外围转运胆固醇至肝血浆脂蛋白的组成及功能IDL不同的脂蛋白担负着不同的使命，但共同特点是使不溶性的脂质能维持在水溶液中。血浆脂蛋白的结构

球状颗粒。疏水核心：三酰甘油和胆固醇脂外壳：极性脂（磷脂、游离胆固醇）与载脂蛋白功能：结合和转运脂质§2脂肪的分解代谢

CatabolismofTriglyceride三酰甘油的消化、吸收和转运甘油的分解代谢脂肪酸的分解代谢Triglycerides(三酰甘油/甘油三酯)areahighlyconcentratedstoreofenergy9kcal/gvs4kcal/gforglycogen乳化

消化酶

产物

食物中的脂类

微团部位：主要在小肠上段消化过程：2-单酰甘油（主）脂肪酸胆汁酸辅脂酶胰脂酶三酰甘油α-单酰甘油甘油血循环一、三酰甘油的消化、吸收和转运脂肪的动员（Mobilizationoftriglycerides）：储存在脂肪细胞中的脂肪(在激素的调节下)，被脂肪酶逐步水解为游离脂肪酸及甘油，并释放入血以供其他组织氧化利用的过程。+10ATP+2.5ATP+5（4）ATP二、甘油的分解代谢降解部位：胞液(肝、肾、肠)1mol甘油彻底氧化产生的ATP摩尔数？

CH2OHCHOHCH2OHCH2-O-PCHOHCH2OH甘油激酶ATPADPCH2-O-PC=OCH2OH甘油磷酸脱氢酶NAD+NADH+H+糖异生EMPTCA丙酮酸乙酰CoA甘油甘油－3－磷酸二羟丙酮磷酸★动物的脂肪细胞和骨骼肌组织中甘油磷酸激酶活性很低，甘油需要经血液运到肝细胞中进行氧化分解。+2.5（1.5）ATP氨基酸

其它脂类三、脂肪酸的分解代谢部位：胞液、线粒体（饱和脂肪酸）*脂肪酸进入线粒体不饱和脂肪酸的氧化奇数C原子脂肪酸的氧化α-氧化作用ω-氧化作用脂肪酸氧化的其它途径*脂肪酸的活化(准备)*脂肪酸的β-氧化途径（一）脂肪酸的活化——脂酰CoA的生成（胞液）

脂酰CoA合成酶(acyl-CoAsynthetase)存在于内质网及线粒体外膜上注意消耗了一个ATP分子中的2个高能键！

产生了一个重要中间物：酰基腺苷酸！（二）脂肪酸进入线粒体转运载体：肉碱（L-β-羟-γ-三甲氨基丁酸carnitine）参与的酶：

肉碱脂酰转移酶Ⅰ：线粒体内膜外侧面肉碱脂酰转移酶Ⅱ：线粒体内膜内侧面肉碱脂酰移位酶：线粒体内膜内侧面＞10C长链脂酰CoA进入线粒需要载体长链脂酰CoA进入线粒体是脂肪酸氧化的限速步骤FA的分解氧化是从羧基端β-碳原子，碳链逐次断裂下一个2C单位

Knoop实验（1904年）用苯环标记末端的偶数或奇数脂肪酸饲喂狗，然后分析其尿中的代谢产物（三）脂肪酸的β氧化（β-oxidation）氧化氧化水合硫解脂肪酸经一轮β-氧化产生：1FADH21NADH+H+1乙酰CoA☆脂肪酸β氧化途径偶数碳饱和脂肪酸β-氧化全部为乙酰CoA脂酰CoA脱氢酶是黄素蛋白对于任一偶数碳原子的长链脂肪酸，其净生成的ATP数目可按下式计算：软脂酸β-氧化7轮循环1轮β-氧化产生1个NADH+H+和1个FADH2,经电子呼吸链产生4个ATP8分子乙酰CoA例：软脂酸氧化能量计算

生成ATP

7×4

+8×10=108

净生成ATP

108–2=106410硬脂酸？（四）不饱和脂肪酸的氧化

1.MUFA的β-氧化：如油酸额外需要烯酰CoA异构酶，使顺式3双键转变为反式2双键。

2.PUFA的β-氧化：如亚油酸除烯酰CoA异构酶外，还需2,4-二烯酰辅酶A还原酶（五）奇数碳脂肪酸的氧化奇数碳脂肪酸17C(7个)(1个)β-氧化乙酰-CoA丙酰-CoA反刍动物、许多植物、海洋生物、石油酵母D-甲基丙二酰-CoA琥珀酰-CoAL-甲基丙二酰-CoAVB12辅酶羧化酶差向异构酶变位酶+生物素Plantperoxisomes（过氧化物酶体）andGlyoxysomes（乙醛酸循环体）useacetyl-CoAfrom-oxidationasabiosyntheticprecursor(notamajorenergysource).植物利用脂肪酸降解产物作为生物合成的前体乙醛酸循环Inanimalcells even-numberFAs:

No!

odd-numberFAs:Yes!2.InPlants:Yes!(glyoxylatecycle)CanAcetyl-CoAproducedbyFA-oxidationbeconvertedtoglucoseinanimals?丙酰-CoA琥珀酰-CoA糖（六）脂肪酸的其他氧化方式α氧化：

氧化发生在α碳原子上，以游离的脂肪酸为底物（不必活化），对降解支链FA（如哺乳动物中植烷酸降解）

、奇数FA、长链FA有重要作用，植物叶、种子，动物脑、肝ω氧化：

发生在12C以下的FA氧化氧化发生于甲基端碳原子即ω碳原子上，形成α、ω二羧酸，再从两端进行β-氧化，降解速度快动物肝脏、植物细菌石油酵母降解烃或脂肪酸。

RCH2COOHO2，NADPH+H+

单加氧酶Fe2+，抗坏血酸R-CH-COOHOH-（L-α-羟脂肪酸）NAD+NADH+H+脱氢酶R-C-COOHO=（α-酮脂酸）ATP，NAD+，抗坏血酸脱羧酶RCOOH+CO2（少一个C原子）α-氧化的可能反应历程α了解Refsumdisease:ageneticdefectinphytanoyl-CoAhydroxylase,leadingtoveryhighbloodlevelsofphytanicacidandsevereneurologicalproblemsincludingblindnessanddeafness.（七）*酮体的生成和利用酮体是肝内脂肪酸氧化不完全的产物：乙酰乙酸β-羟丁酸丙酮三者总称为酮体（ketonebody）

代谢定位：生成：肝细胞线粒体利用：肝外组织（心、肾、脑、骨骼肌等）线粒体酮体的利用利用酮体的酶有两种，即琥珀酰CoA转硫酶（主要存在于心、肾、脑和骨骼肌细胞的线粒体中）乙酰乙酸硫激酶（主要存在