爱爱医资源-第6章-脂代谢.ppt

1、脂类代谢,第五章,Metabolism of Lipids,脂肪 (三酰甘油) 脂类 磷脂 类脂 糖脂 胆固醇（及胆固醇酯）,单不饱和脂酸 不饱和脂酸 多不饱和脂酸,脂肪酸碳原子的编码体系,编码体系 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 编码体系 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12,CH3 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 COOH,不饱和脂酸（或n）编码体系及分类,常 见 的 不 饱 和 脂 酸,哺乳动物体内的多不饱和脂酸均由相应的母体脂酸衍生而来。3、6及9三族多不饱和脂酸在体内彼此不能互相转化。,动物只能合成

2、9及7系的多不饱和脂酸，不能合成6及3系多不饱和脂酸。,必需脂酸：人体不能自身合成，必须从食物中摄取的脂肪酸。,第一节 脂类在体内的分布及主要生理功能,功能： 一、储能与供能 二、维持生物膜结构完整与功能正常 三、保护内脏与维持体温 四、参与细胞信息传递 五、转变成多种重要的生理活性物质,分布：皮下、脂肪组织,第二节 脂类的消化和吸收,一、脂类的消化,1. 部位： 小肠上段 2. 所需条件及酶： 胆汁酸盐 胰脂酶、辅脂酶、磷脂酶、胆固醇酯酶,二、脂类的吸收,1.部位：十二指肠下段及空肠上段 2.途径： 中短链脂酸构成的TG 肠粘膜细胞 甘油脂酸 门静脉 血循环 长链脂酸2-MG、胆固醇脂酸、

3、溶血磷脂脂酸 肠粘膜细胞 CM 淋巴管 血循环,单酰甘油途径,第三节 甘油三酯代谢,一、三酰甘油的分解代谢 二、三酰甘油的合成代谢 三、脂酸的合成代谢 四、多不饱和脂酸的重要衍生物,一、甘油三酯的分解代谢,（一）脂肪的动员 （二）脂酸的-氧化 （三）脂酸的其他氧化方式 （四）酮体的生成及利用,（一）脂肪的动员 概念： 脂肪细胞中的脂肪，被脂肪酶水解为FFA和甘油并入血供其它组织利用的过程。,二、甘油三酯的分解代谢,2. 限速酶: TG脂肪酶，激素敏感性脂肪酶（ hormone-sensitive triglyceride lipase，HSL） 脂解激素: 肾上腺素、胰高血糖素等 脂抑激素:

4、胰岛素,（二）脂酸的-氧化 肝、肌肉组织最活跃（脑组织除外） 1. 脂酸的活化-脂酰CoA的生成 部位：内质网及线粒体外膜 反应： 脂肪酸 + CoASH + ATP 脂酰CoA + AMP + PPi 耗能：2 个高能磷酸键,2. 脂酰CoA进入线粒体 （1）载体:肉碱（carnitine） L-(CH2)3N+CH2CH(OH)CH2COO- L- 羟 - - 三甲氨基丁酸,(2) 限速酶：肉碱脂酰转移酶I,3.-氧化,脂酰CoA在线粒体的基质中进行氧化分解。每进行一次-氧化，需要经过脱氢、水化、再脱氢和硫解四步反应，同时释放出1分子乙酰CoA。反应产物是比原来的脂酰CoA减少了2个碳的新

5、的脂酰CoA。如此反复进行，直至脂酰CoA全部变成乙酰CoA。,Franz Knoop与脂肪酸的-氧化 Franz Knoop（18751946）德国生物化学家。在1904年他29岁时，用不能被机体分解的苯基标记脂肪酸的甲基，以此喂犬或兔后发现，如喂苯标记的偶数碳原子脂肪酸例如C6H5-CH2（CH2）2nCOOH，则主要代谢产物是苯乙酸（C6H5-CH2COOH）。苯乙酸以其甘氨酸结合物苯乙尿酸（C6H5-CH2CO-NHCH2COOH）从尿中排出。如喂苯标记的奇数碳原子脂肪酸例如C6H5-CH2（CH2）nCOOH，则主要代谢产物是苯甲酸（C6H5COOH），苯甲酸以其甘氨酸结合物马尿酸（

6、C6H5CO-NH-CH2COOH）从尿中排出。,（1） 脱氢,脂酰CoA在脂酰CoA脱氢酶的催化下，在-和-碳原子上各脱去一个氢原子，生成反式 , -烯脂酰CoA，氢受体是FAD。,FADH2,FAD,脂酰CoA 脱氢酶,烯脂酰CoA,（2） 水化,在烯脂酰CoA水合酶催化下，,-烯脂酰CoA水化，生成-羟脂酰CoA。,OH-H,2-烯脂酰CoA水化酶,羟脂酰CoA,烯脂酰CoA,（3）再脱氢,-羟脂酰CoA在脱氢酶催化下，脱氢生成-酮脂酰CoA。辅酶为NAD+。,羟脂酰CoA脱氢酶,NADHH+,NAD,-酮脂酰CoA,羟脂酰CoA,（4） 硫解,在-酮脂酰CoA硫解酶催化下，-酮脂酰Co

7、A与CoASH作用，生成1分子乙酰CoA和1分子比原来少两个碳原子的脂酰CoA。少了两个碳原子的脂酰CoA ，可以重复上述反应过程，一直到完全分解成乙酰CoA。,+,CH3COSCoA,酮脂酰CoA硫解酶,肉碱转运载体,线粒体膜,脂肪酸-氧化的特点： -氧化过程在线粒体基质内进行； -氧化为一循环反应过程，由脂肪酸氧化酶系催化，反应不可逆； 需要FAD，NAD，CoA为辅助因子； 每循环一次，生成一分子FADH2，一分子NADH，一分子乙酰CoA和一分子减少两个碳原子的脂酰CoA。,净生成ATP 消耗 FA活化 产生 8 FADH2 8 NADH+H+ 9 乙酰CoA,146,- 2,28 =

8、 16,38 = 24,129 =108,4. 脂酸氧化的能量生成(18:0),（三）脂酸的其他氧化方式 1. 奇数碳脂酸的氧化 2. 氧化 3. 氧化 4. 不饱脂酸的氧化,1.奇数碳脂酸的氧化,甲基丙二酸血症 甲基丙二酸尿症 缺乏5dAB12,2. -氧化,3.-氧化,Refsum氏病: -氧化障碍者不能氧化植烷酸,牛奶和动物脂肪中均含有此成分，在人体内大量堆积,4.不饱和脂酸的氧化,（四）酮体的生成及利用,酮体： 乙酰乙酸 acetoacetate - 羟丁酸 - hydroxybutyrate 丙酮 acetone FA在肝脏经 - 氧化生成的乙酰CoA在酶的催化下转变成的三种中间代谢

9、物的总称。,1.酮体的生成,（1）部位： 肝线粒体 （2）原料： 乙酰CoA （3）反应： 3分子乙酰CoA缩合、裂解 限速酶：HMG-CoA合成酶,CoASH,CoASH,NAD+,NADH+H+,-羟丁酸 脱氢酶,HMGCoA 合酶,乙酰乙酰CoA硫解酶,HMGCoA 裂解酶,酮体的生成,2.酮体的利用,肝内生酮肝外用酮 部位： 肝外组织，如心、肾、脑、骨骼肌等（线粒体）,3酮体生成及利用的生理意义：,(1) 在正常情况下，酮体是肝脏输出能源的一种形式； (2) 在饥饿或疾病情况下，为心、脑等重要器官提供必要的能源。,酮症酸中毒: 酮体的生成超过肝外组织的利用，血中酮体含量升高，pH下降。

10、,激素和丙二酰CA对生酮作用的调节,葡萄糖,三酰甘油,FFA,脂酰CA,CPTO*,脂酰CoA,乙酰CoA,HMGCoA,HMGCoA合成酶,酮 体,F-2,6-BP,丙酮酸,乙酰CoA,丙二酰CoA,乙酰CoA 羧化酶,HSL,胰岛素,胰高血糖素,线粒体膜,49,线粒体基质,胞 液,TCA,-氧化,（一） 部位 肝 脂肪组织 小肠粘膜,二、三酰甘油的合成代谢,甘油 3-P-甘油 脂酸 脂酰CoA,（二）合成原料,（三）合成过程 1. 单酰甘油途径：小肠 2. 二酰甘油途径：肝、肾,RCOOH+CoA+ATP RCOCoA+AMP+PPi,1CH2OH 转酰基酶 CH2OOCR2 R1COO2

11、CH R1COOCH 3CH2OH R2COCoA HSCoA CH2OH,CH2OOCR2 R1COOCH CH2OOCR3,2-单酰甘油 1,2-二酰甘油,三酰甘油,单酰甘油途径,CH2OH 转酰酶 CH2OCR1 转酰酶 HOCH HOCH CH2 O P R1COCoA HSCoA CH2O P R2COCoA HSCoA,葡萄糖,3-磷酸甘油 1-脂酰-3-磷酸甘油,O,O CH2OCR1 磷脂酸磷酸酶 O CH2OCR1 R3COCoA HSCoA R2COCH R2COCH CH2 O P CH2OH,Pi,磷脂酸 1,2-甘油二脂,O CH2OCR1 R2COCH O CH2O

12、CR3 三酰甘油,O,O,O,二酰甘油途径,转酰酶,CH2OH （ 肝、肾、肠）甘油激酶 CH2OH HOCH HO CH CH2OH ATP ADP CH2O P 甘油 3-磷酸甘油,磷酸二羟丙酮,糖酵解,三、脂酸的合成代谢,（一）软脂酸的生成 （二）软脂酸的加工改造,细胞定位：胞液体系、内质网体系 和线粒体体系,部位：肝、肾、脑、肺、乳腺、 小肠及脂肪组织,（一）软脂酸的合成,1. 合成原料及部位 原料：乙酰CoA、ATP、HCO3- 、NADPH 部位： 肝（主要）、 脂肪组织等 胞液 主要合成16碳的软脂酸,线 粒 体 膜,胞液,线粒体基质,丙酮酸,丙酮酸,苹果酸,草酰乙酸,柠檬酸,柠

13、檬酸,乙酰CoA,苹果酸,柠檬酸丙酮酸循环,CH3COSCoA,HOOCCH2COSCoA,ATP,ADP + Pi,生物素/,Mn2+,CO2,乙酰CoA 羧化酶,乙酰CoA,丙二酰CoA,乙酰CoA羧化酶的调节,3.脂酸合成酶系,大肠杆菌：多酶复合体（七种酶蛋白聚合在一起） 高等动物：多功能酶（一个基因编码的一条多肽链）,三个结构域：底物进入缩合单位、还原单位、 软脂酰释放单位,辅基是4-磷酸泛酰氨基乙硫醇，是脂酰基载体。,酰基载体蛋白脂酰基载体 Acyl carrier protein ACP ACP-SH,4. 脂酸合成过程,从乙酰CoA及丙二酰CoA合成长链脂酸，是一个重复加成过程，

14、每次延长2个碳原子。,软脂酸的合成过程,* 底物进入,乙酰CoA,E1- 半胱-S-乙酰基,丙二酰CoA,E2-泛-S-丙二酰基 （ACP）,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。,脂肪酸分解代谢与合成代谢的区别,（二）软脂酸的加工改造,1.碳链长度的加工改造 2.饱和度的加工改造,脂肪酸碳链加长方式的比较,饱和度的加工改造,四、多不饱和脂酸的重要衍生物 （一）前列腺素 （二）血栓素 （三）白三烯,COOH,CH3,20,11 12 14 15 17 19,9 8 6 5 3 1,10,花生四烯酸,10,9 7 5 3 1,11 13 15 17 19,COO

15、H R1,CH3 R2,20,前列腺酸,（一）前列腺素（ PG ostaglandin）,O,R1,R2,O,R1,R2,O,R1,R2,O,R1,R2,OH,O,R1,R2,A B C D E,OH,R1,R2,R1,O,O,R2,R1,O,O,R2,9,9,OH,R2,H,O,COOH,F G H I,OH,COOH,CH3,R1,R2,OH,CH3,OH,COOH,COOH,CH3,1 类 2 类 3 类,OH,9,COOH,CH3,OH,OH,11 13 15,OH,9 6 5,COOH,CH3,OH,OH,11 13 15,PGF1 PGF2,PGE2诱发炎症，促局部血管扩张。 PG

16、E2、PGA2 使动脉平滑肌舒张而降血压。 PGE2、PGI2抑制胃酸分泌，促进胃肠平滑肌蠕动。 PGF2使卵巢平滑肌收缩引起排卵，使子宫体收缩加强促分娩。,PG生理功能 ：,（二）血栓素（TXA2 Thromdoxane A2）,TX,PGF2、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。,（三）白三烯（LT）,(LTB4),LT,LTC4、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。,第四节 磷脂的

17、代谢 Metabolism of Phospholipid 一、甘油磷脂的代谢 二、鞘磷脂的代谢,一、甘油磷脂的代谢,（一） 组成、分类及结构 （二） 合成 （三） 降解,(一) 组成、结构及分类,组成：甘油、 FA、 磷酸、 取代基（含N化合物等）,一、甘油磷脂的代谢,CH2-O-CO-R | R-CO-O-CH | CH2-O-PO3H-X,甘油磷脂的基本结构：,机体内几类重要的甘油磷脂,（二）甘油磷脂的合成代谢,1.部位：全身各组织（内质网） 以肝、肾、肠等器官最旺,2.合成原料,甘油、 FA、Pi、Ser、乙醇胺、胆碱、肌醇 ATP、CTP,HOCH2CH2NH2,HOCH2CH2N+(CH3)3,3 S-腺苷蛋氨酸,乙醇胺,胆 碱,乙醇胺激酶,磷酸乙醇胺,CTP:磷酸乙醇胺 胞苷转移酶,CDP-OCH2CH2NH2,胆碱激酶,CTP:磷酸胆碱胞苷转移酶,CDP-OCH2CH2N+（CH3）3,CDP-乙醇胺,CDP-胆碱,丝氨酸