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文档简介
脂质代谢留学生第1页,共125页,2023年,2月20日,星期二第一节脂质的构成、功能及分析Composition,FunctionandAnalysisoflipids第2页,共125页,2023年,2月20日,星期二三脂酰甘油(triacylglycerol,TAG),也称为甘油三酯(triglyceride,TG)胆固醇(cholesterol,CHOL)胆固醇酯(cholesterolester,CE)磷脂(phospholipid,PL)糖脂(glycolipid)鞘脂(sphingolipid)定义:脂肪和类脂总称为脂质(lipids)分类:一、脂质是种类繁多、结构复杂的一类大分子物质类脂(lipoid)脂肪(fat)3第3页,共125页,2023年,2月20日,星期二4分类含量分布生理功能脂肪
甘油三酯95%脂肪组织血浆1.储脂供能2.提供必需脂肪酸3.促脂溶性维生素吸收4.热垫作用5.保护垫作用6.构成血浆脂蛋白类脂胆固醇及其酯、磷脂、糖酯、鞘脂5%生物膜神经血浆1.维持生物膜的结构和功能2.胆固醇可转变成类固醇激素、维生素、胆汁酸等3.构成血浆脂蛋白脂质的分类、含量、分布及生理功能第4页,共125页,2023年,2月20日,星期二5甘油三酯X=胆碱、水、乙醇胺、丝氨酸、
甘油、肌醇、磷脂酰甘油等FAFAFA甘油FAFAPiX甘油甘油磷脂脂质物质的基本构成第5页,共125页,2023年,2月20日,星期二6鞘脂鞘磷脂鞘糖脂FA鞘氨醇FAPiX鞘氨醇FA糖鞘氨醇胆固醇酯FA胆固醇第6页,共125页,2023年,2月20日,星期二7甘油(glycerol)CHCH22OHOHCHCH22OHOHCHOCHOCHCH22OHOHCHCH22OHOHCHOCHOHCHCH22OHOHCHCH22OOCHOCHO--CC--RR11O=CHCH22OHOHCHCH22OOCHOCHOH--CC--RR11O=CHCH22OO--CC--RR3CHCH22OO--CC--RR1CHOCHO--CC--RR2O=O=O=CHCH22OHOHCHCH22OO--CC--RRCHOCHO--CC--RRO=O=CHCH22OHOHCHCH22OO--CC--RR1CHOCHO--CC--RR2OO(一)甘油三酯是甘油的脂肪酸酯甘油三酯(triacylglycerol,TG)甘油一酯(monoacylglycerol,MG)甘油二酯(diacylglycerol,DAG/DG)第7页,共125页,2023年,2月20日,星期二8(二)脂肪酸是脂肪烃的羧酸脂肪酸(fattyacid,FA)的结构通式为:CH3(CH2)nCOOH。高等动植物脂肪酸碳链长度一般在14~20之间,为偶数碳。第8页,共125页,2023年,2月20日,星期二△编码体系从脂肪酸的羧基碳起计算碳原子的顺序。ω或n编码体系从脂肪酸的甲基碳起计算其碳原子顺序。9系统命名法标示脂肪酸的碳原子数即碳链长度和双键的位置第9页,共125页,2023年,2月20日,星期二饱和脂肪酸的碳链不含双键饱和脂肪酸以乙酸(CH3-COOH)为基本结构,不同的饱和脂肪酸的差别在于这两基团间亚甲基(-CH2-)的数目不同。
不饱和脂肪酸的碳链含有≥一个以上双键单不饱和脂肪酸(monounsaturatedfattyacid)多不饱和脂肪酸(polyunsaturatedfattyacid)10脂肪酸根据其碳链是否存在双键分为第10页,共125页,2023年,2月20日,星期二表7-1常见的脂肪酸惯名系统名碳原子数和双键数簇分子式饱和脂肪酸
月桂酸(lauricacid)-十二烷酸12:0-CH3(CH2)10COOH豆寇酸(myristicacid)-十四烷酸14:0-CH3(CH2)12COOH软脂肪酸(palmiticacid)-十六烷酸16:0-CH3(CH2)14COOH硬脂肪酸(stearicacid)-十八烷酸18:0-CH3(CH2)16COOH花生酸(arachidicacid)-二十烷酸20:0-CH3(CH2)18COOH山箭酸(behenicacid)-二十二烷酸22:0-CH3(CH2)18COOH掬焦油酸(lignocericacid)-二十四烷酸24:0-CH3(CH2)18COOH11第11页,共125页,2023年,2月20日,星期二不饱和脂肪酸棕榈(软)油酸(palmitoleicacid)9-十六碳一烯酸16:1-7CH3(CH2)5CH═CH(CH2)7COOH油酸(oleicacid)9-十八碳一烯酸18:1-9CH3(CH2)7CH═CH(CH2)7COOH异油酸(Vaccenicacid)反式11-十八碳一烯酸18:1-7CH3(CH2)5CH═CH(CH2)9COOH亚油酸(linoleicacid)9,12-十八碳二烯酸18:2-6CH3(CH2)4(CH═CHCH2)2(CH2)6COOHa-亚麻酸(a-linolenicacid)9,12,15-十八碳三烯酸18:3-3CH3CH2(CH═CHCH2)3(CH2)6COOHg-亚麻酸(g-linolenicacid)6,9,12-十八碳三烯酸18:3-6CH3(CH2)4(CH═CHCH2)3(CH2)3COOH花生四烯酸(arachidonicacid)5,8,11,14-二十碳四烯酸20:4-6CH3(CH2)4(CH═CHCH2)4(CH2)2COOHtimnodonicacid(EPA)5,8,11,14,17-二十碳五烯酸20:5-3CH3CH2(CH═CHCH2)5(CH2)2COOHclupanodonicacid(DPA)7,10,13,16,19-二十二碳五烯酸22:5-3CH3CH2(CH═CHCH2)5(CH2)4COOHcervonicacid(DHA)4,7,10,13,16,19-二十二碳六烯酸22:6-3CH3CH2(CH═CHCH2)6CH2COOH12第12页,共125页,2023年,2月20日,星期二表7-2不饱和脂肪酸簇母体不饱和脂肪酸结构-7软油酸9-16:1
-9油酸9-18:1
-6亚油酸9,12-18:2
-3亚麻酸9,12,15-18:3同簇的不饱和脂肪酸可由其母体代谢产生,如花生四烯酸可由-6簇母体亚油酸产生。但-3、-6和-9簇多不饱和脂肪酸在体内彼此不能相互转化。动物只能合成ω-9及ω-7系的多不饱和脂肪酸,不能合成ω-6及ω-3系多不饱和脂肪酸。13第13页,共125页,2023年,2月20日,星期二磷脂(phospholipids):由甘油或鞘氨醇、脂肪酸、磷酸和含氮化合物组成。FAFAPiX
甘油FAPiX鞘氨醇(三)磷脂可分为甘油磷脂和鞘磷脂两类分类:甘油磷脂—由甘油构成的磷脂鞘磷脂—由鞘氨醇构成的磷脂14第14页,共125页,2023年,2月20日,星期二由甘油构成的磷脂称为甘油磷脂组成:甘油、脂肪酸、磷脂、含氮化合物结构:X=胆碱、水、乙醇胺、丝氨酸、甘油、肌醇、磷脂酰甘油等15功能:含一个极性头、两条疏水尾,构成生物膜
的磷脂双分子层。第15页,共125页,2023年,2月20日,星期二16磷脂酰乙醇胺/脑磷脂(cephalin)磷脂酰胆碱/卵磷脂(lecithin)磷脂酰肌醇(phosphatidylinositol)磷脂酰丝氨酸(phosphatidylserine)体内几种重要的甘油磷脂第16页,共125页,2023年,2月20日,星期二17二磷脂酰甘油/心磷脂(cardiolipin)磷脂酰甘油CH2CHOHCH2OH第17页,共125页,2023年,2月20日,星期二鞘氨醇的氨基通过酰胺键与1分子长链脂肪酸相连形成神经酰胺(ceramide),为鞘脂的母体结构。18由鞘氨醇或二氢鞘氨醇构成的磷脂称为
鞘磷酯第18页,共125页,2023年,2月20日,星期二
胆固醇(cholesterol)结构:固醇共同结构:环戊烷多氢菲(四)胆固醇以环戊烷多氢菲为基本结构19第19页,共125页,2023年,2月20日,星期二植物(29碳)酵母(28碳)20动物胆固醇(27碳)第20页,共125页,2023年,2月20日,星期二二、脂质具有多种复杂的生物学功能(一)甘油三酯是机体重要的能源物质21
甘油三酯氧化分解产能多:1g甘油三酯=38KJ1g蛋白质=17KJ1g葡萄糖=17KJ甘油三酯疏水,储存时不带水分子,占体积小。机体有专门的储存组织——脂肪组织。甘油三酯是脂肪酸的重要储存库。甘油二酯还是重要的细胞信号分子。第21页,共125页,2023年,2月20日,星期二(二)脂肪酸具有多种重要生理功能1.提供必需脂肪酸人体自身不能合成,必须由食物提供的脂肪酸,称为营养必需脂肪酸(essentialfattyacid),包括亚油酸(18:2,Δ9,12)、亚麻酸(18:3,Δ9,12,15)和花生四烯酸(20:4,Δ5,8,11,14)。22第22页,共125页,2023年,2月20日,星期二2.合成不饱和脂肪酸衍生物前列腺素(prostaglandin,PG)、血栓噁烷(thromboxane,TX)
、白三烯(leukotrienes,LT)是廿碳多不饱和脂肪衍生物。PG、TX和LT具有很强生物活性。23第23页,共125页,2023年,2月20日,星期二PGE2诱发炎症,促局部血管扩张。PGE2、PGA2使动脉平滑肌舒张而降血压。PGE2、PGI2抑制胃酸分泌,促胃肠平滑肌蠕动。PGF2α使卵巢平滑肌收缩引起排卵,使子宫体收缩加强促分娩。24PG第24页,共125页,2023年,2月20日,星期二TXPGF2、TXA2
强烈促血小板聚集,并使血管收缩促血栓形成,PGI2、PGI3对抗它们的作用。TXA3促血小板聚集,较TXA2弱得多。25第25页,共125页,2023年,2月20日,星期二LTLTC4、LTD4及LTE4被证实是过敏反应的慢反应物质。LTD4还使毛细血管通透性增加。LTB4还可调节白细胞的游走及趋化等功能,促进炎症及过敏反应的发展。26第26页,共125页,2023年,2月20日,星期二27(三)磷脂是重要的结构成分和信号分子1.磷脂是构成生物膜的重要成分磷脂双分子层的形成第27页,共125页,2023年,2月20日,星期二282.磷脂酰肌醇是第二信使的前体第28页,共125页,2023年,2月20日,星期二(四)胆固醇是生物膜的重要成分和具有重要生物学功能固醇类物质的前体胆固醇是细胞膜的基本结构成分。胆固醇可转化为一些具有重要生物学功能的固醇化合物:可转变为胆汁酸、类固醇激素及维生素D3。29第29页,共125页,2023年,2月20日,星期二第二节脂质的消化吸收DigestionandAbsorptionoflipids第30页,共125页,2023年,2月20日,星期二条件①乳化剂(胆汁酸盐等)的乳化作用②酶的催化作用部位主要在小肠上段一、胆汁酸盐协助脂质消化酶消化脂质31第31页,共125页,2023年,2月20日,星期二32胆盐在脂肪消化中的作用第32页,共125页,2023年,2月20日,星期二乳化消化酶甘油三酯食物中的脂类2-甘油一酯+2脂肪酸磷脂溶血磷脂+脂肪酸磷脂酶A2
胆固醇酯胆固醇酯酶胆固醇+脂肪酸
胰脂酶
辅脂酶微团(micelles)消化脂类的酶33第33页,共125页,2023年,2月20日,星期二脂肪与类脂的消化产物,包括甘油一酯、脂肪酸、胆固醇及溶血磷脂等以及中链脂肪酸(6C~10C)及短链脂肪酸(2C~4C)构成的的甘油三酯与胆汁酸盐,形成混合微团(mixedmicelles),被肠黏膜细胞吸收。消化的产物34第34页,共125页,2023年,2月20日,星期二十二指肠下段及空肠上段。中链(6~10C)及短链(2~4C)脂肪酸构成的TG乳化
吸收
脂肪酶甘油+脂肪酸
门静脉血循环肠黏膜细胞二、吸收的脂质经再合成进入血循环吸收部位吸收方式35第35页,共125页,2023年,2月20日,星期二长链脂肪酸及2-甘油一酯肠黏膜细胞酯化成TG胆固醇及游离脂肪酸肠黏膜细胞酯化成CE淋巴管血循环乳糜微粒(chylomicron,CM)TG、CE、PL+载脂蛋白(apo)B48、C、AⅠ、AⅣ溶血磷脂及游离脂肪酸肠黏膜细胞酯化成PL36(12~26C)第36页,共125页,2023年,2月20日,星期二37甘油一酯途径CoA+RCOOHRCOCoA
脂酰CoA合成酶ATPAMPPPi脂酰CoA转移酶R2COCoACoAR3COCoACoA脂酰CoA转移酶2-甘油一酯1,2-甘油二酯甘油三酯第37页,共125页,2023年,2月20日,星期二38甘油三酯的消化与吸收第38页,共125页,2023年,2月20日,星期二三、脂质消化吸收在维持机体脂质平衡中具有重要作用饱和脂肪酸、胆固醇过多,在肥胖、高脂血症、动脉粥样硬化、2型糖尿病、高血压和癌症等发生中具有重要作用。小肠选择性屏障的作用小肠脂质消化吸收能力调节的分子机制作为治疗相关疾病、开发新药物、采用膳食干预措施的新靶标。39第39页,共125页,2023年,2月20日,星期二第三节甘油三酯代谢MetabolismofTriglyceride第40页,共125页,2023年,2月20日,星期二(一)肝、脂肪组织及小肠是TG合成主要
场所41一、不同来源脂肪酸在不同器官以不完全相同的途径合成甘油三酯肝脏:肝内质网合成的TG,组成VLDL入血。脂肪组织:主要以葡萄糖为原料合成TG,也
利用CM或VLDL中的脂肪酸合成TG。小肠黏膜:利用食物脂肪消化产物再合成TG,
以CM形式经淋巴入血。第41页,共125页,2023年,2月20日,星期二甘油和由乙酰CoA合成的脂肪酸主要来自于葡萄糖代谢CM中的脂肪酸(来自食物脂肪)(二)甘油和脂肪酸是合成TG的基本
原料42第42页,共125页,2023年,2月20日,星期二431.脂肪酸活化成脂酰CoARCOOH+CoARCOCoA+PPi
脂酰CoA合成酶ATPAMPMg2+(三)TG合成有两条途径甘油一酯途径(小肠黏膜细胞)甘油二酯途径(肝、脂肪细胞)第43页,共125页,2023年,2月20日,星期二44脂酰CoA转移酶R2COCoACoAR3COCoACoA脂酰CoA转移酶2-甘油一酯1,2-甘油二酯甘油三酯2.小肠黏膜细胞以甘油一酯途径合成TG第44页,共125页,2023年,2月20日,星期二45脂酰CoA转移酶
CoAR1COCoA
脂酰CoA
转移酶
CoAR2COCoA磷脂酸磷酸酶Pi
脂酰CoA
转移酶
CoAR3COCoA3-磷酸甘油1-脂酰-3-磷酸甘油磷脂酸1,2-甘油二酯甘油三酯葡萄糖3.肝和脂肪组织细胞以甘油二酯途径合成TG第45页,共125页,2023年,2月20日,星期二3-磷酸甘油主要来自糖代谢。肝、肾等组织含有甘油激酶,可利用游离甘油。甘油激酶(肝、肾)ATPADP46PiPiCHCH22OO--CHCH22OHOHCHOHCHOH甘油磷酸CHCH22OHOHCHCH22OHOHCHOHCHOH甘油第46页,共125页,2023年,2月20日,星期二1.软脂肪酸在胞质中合成(一)软脂肪酸由乙酰CoA在脂肪酸合酶
催化下合成47二、内源性脂肪酸的合成需先合成软脂肪酸再加工延长肝(主要)、肾、脑、肺、乳腺及脂肪等组织第47页,共125页,2023年,2月20日,星期二NADPH+H+的来源:
磷酸戊糖途径(主要来源)
胞质中苹果酸酶催化的反应乙酰CoA、ATP、HCO3-、NADPH+H+、Mn2+2.乙酰CoA是软脂肪酸合成的基本原料乙酰CoA的来源:乙酰CoA氨基酸葡萄糖(主要)48乙酰CoA全部在线粒体内产生,通过
柠檬酸-丙酮酸循环(citratepyruvatecycle)进入胞质。第48页,共125页,2023年,2月20日,星期二线粒体膜丙酮酸丙酮酸苹果酸草酰乙酸柠檬酸柠檬酸乙酰CoA
NADPH+H+
NADP+
苹果酸酶CoA乙酰CoAATPAMPPPi柠檬酸裂解酶CoA草酰乙酸H2O柠檬酸合酶苹果酸CO2CO249胞质线粒体基质第49页,共125页,2023年,2月20日,星期二(1)乙酰CoA转化成丙二酸单酰CoA3.一分子软脂肪酸由1分子乙酰CoA与7分子
丙二酸单酰CoA缩合而成酶-生物素+HCO3¯
酶-生物素-CO2ADP+PiATP50酶-生物素-CO2
+乙酰CoA
酶-生物素+丙二酸单酰CoA第50页,共125页,2023年,2月20日,星期二总反应式:51
丙二酸单酰CoAATP+HCO3¯+乙酰CoA+ADP+Pi乙酰CoA羧化酶(acetylCoAcarboxylase)是脂肪酸合成的限速酶,存在于胞质中,其辅基是生物素,Mn2+是其激活剂。第51页,共125页,2023年,2月20日,星期二(2)软脂肪酸经7次缩合、还原、脱水、再还原基本
反应循环合成52从乙酰CoA及丙二酸单酰CoA合成长链脂肪酸,是一个重复加成过程,每次延长2个碳原子。各种生物合成脂肪酸的过程基本相似。第52页,共125页,2023年,2月20日,星期二有7种酶蛋白(酰基载体蛋白、乙酰基转移酶、β-酮脂酰合酶、丙二酸单酰转移酶、β-酮脂酰还原酶、脱水酶和烯脂酰还原酶),聚合在一起构成多酶体系。大肠杆菌脂肪酸合酶复合体53哺乳类动物脂肪酸合酶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。第53页,共125页,2023年,2月20日,星期二软脂肪酸合成的总反应:CH3COSCoA+7HOOCCH2COSCoA+14NADPH+H+
CH3(CH2)14COOH+7CO2+6H2O+8HSCoA+14NADP+54第54页,共125页,2023年,2月20日,星期二(二)软脂肪酸延长在内质网和线粒体
内进行55动物:有Δ4、Δ5、Δ8、Δ9去饱和酶,镶嵌在内质网上,脱氢过程有线粒体外电子传递系统参与。植物:有Δ9、Δ12、Δ15
去饱和酶。(三)不饱和脂肪酸的合成需多种去饱和
酶催化第55页,共125页,2023年,2月20日,星期二1.代谢物通过改变原料供应量和乙酰CoA羧化酶活性调节脂肪酸合成乙酰CoA羧化酶的别构调节抑制剂:软脂酰CoA及其他长链脂酰CoA激活剂:柠檬酸、异柠檬酸(四)脂肪酸合成受代谢物和激素调节56进食糖类糖代谢加强NADPH+H+乙酰CoA↑脂肪酸的合成↑合成脂肪有关的酶第56页,共125页,2023年,2月20日,星期二2.胰岛素是调节脂肪酸合成的主要激素57+脂肪酸合成胰岛素乙酰CoA羧化酶去磷酸化而激活+TG合成蛋白磷酸酶胰高血糖素肾上腺素生长素脂肪酸合成﹣﹣TG合成乙酰CoA羧化酶磷酸化而失活蛋白激酶第57页,共125页,2023年,2月20日,星期二3.脂肪酸合酶可作为药物治疗的靶点脂肪酸合酶(复合体组分)在很多肿瘤高表达。动物研究证明,脂肪酸合酶抑制剂可明显减缓肿瘤生长,减轻体重,是极有潜力的抗肿瘤和抗肥胖的候选药物。58第58页,共125页,2023年,2月20日,星期二
定义脂肪动员(fatmobilization)是指储存在脂肪细胞内的脂肪,在肪脂酶作用下逐步水解,释放游离脂肪酸(FFA)和甘油供其他组织细胞氧化利用的过程。三、甘油三酯氧化分解产生大量ATP供机体需要(一)甘油三酯分解代谢从脂肪动员开始59第59页,共125页,2023年,2月20日,星期二脂解激素抗脂解激素关键酶
激素敏感性甘油三酯脂肪酶
(hormone-sensitivetriglyceridelipase,HSL)能促进脂肪动员的激素,如肾上腺素、去甲肾上腺素、胰高血糖素、ACTH、TSH等。对抗脂解激素的作用,如胰岛素、前列腺素E2、烟酸等。60第60页,共125页,2023年,2月20日,星期二61脂解激素+脂肪细胞膜表面受体ACATPcAMPcAMP依赖PKA++HSL(无活性)HSL-(有活性)甘油三酯(TG)甘油二酯(DG)甘油一酯甘油FFAFFAFFA
甘油二酯脂肪酶甘油一酯脂肪酶PG蛋白+脂肪动员过程:第61页,共125页,2023年,2月20日,星期二62甘油激酶(肝、肾、肠)ATPADP甘油磷酸脱氢酶NAD+
NADH+H+
磷酸二羟丙酮糖酵解3-磷酸甘油甘油PiCHCH2OO-CHCH2OHOHC=O(二)甘油转变为3-磷酸甘油后被利用第62页,共125页,2023年,2月20日,星期二部位63(三)β-氧化是脂肪酸分解的核心过程组织:除脑组织外,大多数组织均可进行,
其中肝、肌肉最活跃。亚细胞:胞质、线粒体第63页,共125页,2023年,2月20日,星期二1.脂肪酸活化为脂酰CoA脂酰CoA合成酶(acyl-CoAsynthetase)存在于内质网及线粒体外膜上。64+CoA-SH
脂酰CoA合成酶ATPAMP+PPiMg2+第64页,共125页,2023年,2月20日,星期二限速酶2.脂酰CoA进入线粒体第65页,共125页,2023年,2月20日,星期二3.脂酰CoA分解产生乙酰CoA,FADH2,NADH+H+脱氢加水再脱氢硫解脂酰CoAL(+)-β羟脂酰CoAβ-酮脂酰CoA脂酰CoA+乙酰CoA脂酰CoA脱氢酶反⊿2-烯酰CoAL(+)-β羟脂酰CoA脱氢酶NAD+NADH+H+⊿2-烯脂酰CoA水化酶H2OFADFADH2β-酮脂酰CoA硫解酶CoA-SH66第66页,共125页,2023年,2月20日,星期二567第67页,共125页,2023年,2月20日,星期二NADH+H+
FADH2
H2O呼吸链1.5ATPH2O呼吸链2.5ATP乙酰CoA彻底氧化柠檬酸循环生成酮体肝外组织氧化利用68第68页,共125页,2023年,2月20日,星期二69脂酰CoA脱氢酶L(+)-β羟脂酰CoA脱氢酶
NAD+NADH+H+⊿2-烯酰CoA水化酶H2OFADFADH2β-酮脂酰CoA硫解酶CoA-SH脂酰CoA合成酶肉碱转运载体ATPCoASHAMPPPiH2O呼吸链1.5ATPH2O呼吸链2.5ATP线粒体内膜TCA4H2O2CO2
10ATP脂肪酸第69页,共125页,2023年,2月20日,星期二活化:消耗2个高能磷酸键β-氧化:每轮循环四个重复步骤:脱氢、加水、再脱氢、硫解产物:1分子乙酰CoA1分子少两个碳原子的脂酰CoA1分子NADH+H+1分子FADH24.脂肪酸氧化是机体ATP的重要来源——以16碳软脂肪酸的氧化为例70第70页,共125页,2023年,2月20日,星期二7轮循环产物:8分子乙酰CoA7分子NADH+H+7分子FADH2能量计算:生成ATP8×10+7×2.5+7×1.5=108
净生成ATP108–2=106719791×100%=33%106×30.5效率:33%第71页,共125页,2023年,2月20日,星期二1.不饱和脂肪酸β-氧化需转变构型2.超长碳链脂肪酸需先在过氧化酶体氧化成
较短碳链脂肪酸3.丙酰CoA转变为琥珀酰CoA进行氧化4.脂肪酸氧化还可从远侧甲基端进行(四)不同的脂肪酸还有不同的氧化方式72第72页,共125页,2023年,2月20日,星期二乙酰乙酸(acetoacetate)、β-羟丁酸(β-hydroxybutyrate)、丙酮(acetone)三者总称为酮体(ketonebodies)。血浆水平:0.03~0.5mmol/L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(五)脂肪酸在肝分解可产生酮体73第73页,共125页,2023年,2月20日,星期二1.酮体在肝生成74(1)2分子乙酰CoA缩合成乙酰乙酰CoA(2)乙酰乙酰CoA与乙酰CoA缩合成HMG-CoA(3)HMG-CoA裂解产生乙酰乙酸(4)乙酰乙酸还原成β-羟丁酸第74页,共125页,2023年,2月20日,星期二CO2CoASHCoASHNAD+NADH+H+β-羟丁酸脱氢酶HMGCoA合酶乙酰乙酰CoA硫解酶HMGCoA裂解酶酮体在肝内生成75第75页,共125页,2023年,2月20日,星期二2.酮体在肝外组织氧化利用76(1)乙酰乙酸利用需先活化(2)乙酰乙酰CoA硫解生成乙酰CoA第76页,共125页,2023年,2月20日,星期二NAD+NADH+H+琥珀酰CoA琥珀酸CoASH+ATPPPi+AMPCoASH琥珀酰CoA转硫酶(心、肾、脑及骨骼肌的线粒体)乙酰乙酸硫激酶(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)77酮体在肝外利用第77页,共125页,2023年,2月20日,星期二2乙酰CoA乙酰乙酰CoA乙酰CoA乙酰乙酸HMG-CoAD(-)-β-羟丁酸丙酮乙酰乙酰CoA琥珀酰CoA琥珀酸2乙酰CoA酮体的生成和利用的总示意图78第78页,共125页,2023年,2月20日,星期二3.酮体是肝向肝外组织输出能量的重要形式酮体是肝脏输出能源的一种形式。并且酮体可通过血脑屏障,是肌肉尤其是脑组织的重要能源。酮体利用的增加可减少糖的利用,有利于维持血糖水平恒定,节省蛋白质的消耗。79第79页,共125页,2023年,2月20日,星期二4.酮体生成受多种因素调节(1)餐食状态影响酮体生成抑制脂解,脂肪动员↓
饱食
胰岛素↑进入肝的脂肪酸↓
脂肪酸β氧化↓
酮体生成↓
饥饿
脂肪动员↑
脂肪酸↑
胰高血糖素等脂解激素↑
酮体生成↑
脂肪酸β氧化↑
80第80页,共125页,2023年,2月20日,星期二(2)糖代谢影响酮体生成81糖代谢减弱脂肪酸β-氧化
酮体生成
糖代谢旺盛脂肪酸氧化分解↓酮体生成↓乙酰CoA+第81页,共125页,2023年,2月20日,星期二丙二酸单酰CoA竞争性抑制肉碱脂酰转移酶,抑制脂酰CoA进入线粒体,脂肪酸β氧化减弱,酮体生产减少。(3)丙二酸单酰CoA抑制酮体生成82
乙酰CoA
乙酰CoA羧化酶丙二酸单酰CoA
饱食+第82页,共125页,2023年,2月20日,星期二第四节磷脂代谢MetabolismofPhospholipids第83页,共125页,2023年,2月20日,星期二合成部位合成原料一、磷脂酸是甘油磷脂合成的重要中间产物(一)甘油磷脂合成的原料来自糖、脂质
和氨基酸代谢全身各组织内质网,肝、肾、肠等组织最活跃。84甘油、脂肪酸、磷酸盐、胆碱、丝氨酸、肌醇、ATP、CTP第84页,共125页,2023年,2月20日,星期二85HOCH2CHCOOHHOCH2CH2NH2HOCH2CH2N+(CH3)3-NH2
3S-腺苷甲硫氨酸CO2
丝氨酸乙醇胺胆碱P—OCH2CH2NH2P—OCH2CH2N+(CH3)3ATPADPATPADP磷酸乙醇胺磷酸胆碱乙醇胺激酶胆碱激酶CTPPPiCTPPPiCTP:磷酸乙醇胺胞苷酰转移酶CTP:磷酸胆碱胞苷酰转移酶CDP—OCH2CH2NH2CDP—OCH2CH2N+(CH3)3CDP-乙醇胺CDP-胆碱第85页,共125页,2023年,2月20日,星期二86第86页,共125页,2023年,2月20日,星期二(二)甘油磷脂合成有两条途径1.磷脂酰胆碱和磷脂酰乙醇胺通过甘油二酯
途径合成87脂酰CoA转移酶
CoAR1COCoA
脂酰CoA
转移酶
CoAR2COCoA磷脂酸磷酸酶Pi3-磷酸甘油磷脂酸1,2-甘油二酯葡萄糖转移酶
CDP-胆碱
CMPR3COCoACoA磷脂酰乙醇胺(脑磷脂)
CDP-乙醇胺
CMP甘油三酯磷脂酰胆碱(卵磷脂)第87页,共125页,2023年,2月20日,星期二88甘油磷脂合成还有其他方式,如磷脂酰胆碱由磷脂酰乙醇胺从S-腺苷甲硫氨酸(SAM)获得甲基生成磷脂酰乙醇胺/脑磷脂SAM磷脂酰胆碱/卵磷脂第88页,共125页,2023年,2月20日,星期二2.磷脂酰肌醇、磷脂酰丝氨酸及心磷脂通过CDP-甘油二酯途径合成89脂酰CoA转移酶
CoAR1COCoA
脂酰CoA
转移酶
CoAR2COCoA3-磷酸甘油磷脂酸葡萄糖丝氨酸
CMP磷脂酰甘油
CMP磷脂酰肌醇肌醇
CMP二磷脂酰甘油(心磷脂)磷脂酰丝氨酸合成酶CDP-甘油二酯CH2-O-P-O-P-O-碱基-胞嘧啶CH2O-C-R1O=CHO-C-R2O=O=O=O-O-胞苷酰转移酶PPiCTP第89页,共125页,2023年,2月20日,星期二90甘油磷脂合成还有其他方式,如磷脂酰丝氨酸由磷脂酰乙醇胺羧化或其乙醇胺与丝氨酸交换生成磷脂酰丝氨酸磷脂酰乙醇胺/脑磷脂CO2第90页,共125页,2023年,2月20日,星期二甘油磷脂的合成在内质网膜外侧面进行。在胞质中存在一类能促进磷脂在细胞内膜之间进行交换的蛋白质,称磷脂交换蛋白(phospholipidexchangeproteins),催化不同种类磷脂在膜之间交换,使新合成的磷脂转移至不同细胞器膜上,更新膜磷脂。
91第91页,共125页,2023年,2月20日,星期二二软脂酰胆碱R1、R2为软脂酸X为胆碱由Ⅱ型肺泡上皮细胞合成,可降低肺泡表面张力。92第92页,共125页,2023年,2月20日,星期二PLA1PLA2PLCPLDPLB2PLB1磷脂酶(phospholipase,PLase)二、甘油磷脂由磷脂酶催化降解93第93页,共125页,2023年,2月20日,星期二第五节胆固醇代谢MetabolismofCholesterol第94页,共125页,2023年,2月20日,星期二存在形式:游离胆固醇(FC)、胆固醇酯(CE)
分布:广泛分布于全身各组织中,大约1/4分
布在脑、神经组织;肝、肾、肠等
内脏、皮肤、脂肪组织中也较多;
肌肉组织含量较低;肾上腺、卵巢
等合成类固醇激素的腺体含量较高。95一、体内胆固醇来自食物和内源性合成第95页,共125页,2023年,2月20日,星期二组织定位:除成年动物脑组织及成熟红细胞外,几乎全身各组织均可合成,以肝、小肠为主。细胞定位:胞质、光面内质网膜。(一)体内胆固醇合成的主要场所是肝96第96页,共125页,2023年,2月20日,星期二1分子胆固醇18乙酰CoA+36ATP+16(NADPH+H+)葡萄糖有氧氧化磷酸戊糖途径乙酰CoA通过柠檬酸-丙酮酸循环出线粒体(二)乙酰CoA和NADPH是胆固醇合成
基本原料97第97页,共125页,2023年,2月20日,星期二线粒体膜丙酮酸丙酮酸苹果酸草酰乙酸柠檬酸柠檬酸乙酰CoA
NADPH+H+
NADP+
苹果酸酶CoA乙酰CoAATPAMPPPi柠檬酸裂解酶CoA草酰乙酸H2O柠檬酸合酶苹果酸CO2CO298胞质线粒体基质第98页,共125页,2023年,2月20日,星期二99(三)胆固醇合成由以HMG-CoA还原酶
为关键酶的一系列酶促反应完成1.由乙酰CoA合成甲羟戊酸2.甲羟戊酸经15碳化合物转变成30碳鲨烯3.鲨烯环化为羊毛固醇后转变为胆固醇合成胆固醇的关键酶:HMG-CoA还原酶第99页,共125页,2023年,2月20日,星期二100第100页,共125页,2023年,2月20日,星期二(四)胆固醇合成通过HMG-CoA还原酶
调节1011.HMG-CoA还原酶的活性具有昼夜节律性
午夜最高,中午最低2.HMG-CoA还原酶活性受别构调节、化学修饰调节和酶含量调节
可被磷酸化而失活,脱磷酸可恢复活性3.细胞胆固醇含量是影响胆固醇合成的主要
因素
受胆固醇的反馈抑制作用第101页,共125页,2023年,2月20日,星期二1024.餐饮状态影响胆固醇合成5.胆固醇合成受激素调节胰岛素胰高血糖素及皮质醇甲状腺素饥饿与禁食摄取高糖、高饱和脂肪膳食第102页,共125页,2023年,2月20日,星期二二、转化为胆汁酸是胆固醇的主要去路
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。103第103页,共125页,2023年,2月20日,星期二104转化为胆汁酸(肝脏)胆固醇在在肝细胞中转化成胆汁酸,随胆汁经胆管排入十二指肠,是体内代谢的主要去路。
转化为类固醇激素(肾上腺皮质、睾丸、卵巢等内分泌腺)转化为维生素D3的前体:7-脱氢胆固醇(皮肤)第104页,共125页,2023年,2月20日,星期二第六节血浆脂蛋白代谢MetabolismofLipoprotein第105页,共125页,2023年,2月20日,星期二一、血脂是血浆所有脂质的统称血浆所含脂质统称血脂,包括:甘油三酯、磷脂、胆固醇及其酯以及游离脂肪酸。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定义:来源:106第106页,共125页,2023年,2月20日,星期二血脂含量受膳食、年龄、性别、职业及代谢等的影响,波动范围很大。组成血浆含量空腹时主要来源mg/mLmmol/L总脂400~700(500)甘油三酯10~150(100)0.11~1.69(1.13)肝总胆固醇100~250(200)2.59~6.47(5.17)肝胆固醇酯70~250(200)1.81~5.17(3.75)游离胆固醇40~70(55)1.03~1.81(1.42)总磷脂150~250(200)48.44~80.73(64.58)肝磷脂酰胆碱50~200(100)16.1~64.6(32.3)肝神经磷脂50~130(70)16.1~42.0(22.6)肝脑磷脂15~35(20)4.8~13.0(6.4)肝游离脂肪酸5~20(15)脂肪组织正常成人空腹血脂的组成及含量107第107页,共125页,2023年,2月20日,星期二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前二、血浆脂蛋白是血脂的运输及代谢形式(一)血浆脂蛋白可用电泳法和超速离心
法分类108第108页,共125页,2023年,2月20日,星期二超速离心法:CM、VLDL、LDL、HDL乳糜微粒chylomicron(CM)极低密度脂蛋白verylowdensitylipoprotein(VLDL)低密度脂蛋白lowdensitylipoprotein(LDL)高密度脂蛋白highdensitylipoprotein(HDL)109第109页,共125页,2023年,2月20日,星期二CMVLDLLDLHDL密度<0.950.95~1.0061.006~1.0631.063~1.210组成脂类含TG最多,80~90%含TG50~70%含胆固醇及其酯最多,40~50%含脂类50%蛋白质最少,1%5~10%20~25%最多,约50%载脂蛋白组成apoB48、E
AⅠ、AⅡAⅣ、CⅠCⅡ、CⅢapoB100、CⅠ、CⅡCⅢ、EapoB100apoAⅠ、AⅡ合成部位小肠黏膜细胞
肝细胞
血浆
肝、肠、血浆
功能转运外源性甘油三酯及胆固醇
转运内源性甘油三酯及胆固醇
转运内源性胆固醇
逆向转运胆固醇
110血浆脂蛋白的分类、性质、组成及功能第110页,共1
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