十章节脂类代谢教学文案

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1、第十章 脂类代谢,第一节 脂类的消化吸收与血浆脂蛋白,第二节 甘油三酯（TG）的分解代谢,第三节 脂肪酸的氧化与酮体形成 第四节 脂肪酸及甘油三酯的合成,第五节 磷脂代谢,第六节 胆固醇的代谢与调节,第七节 脂类代谢的调节,第一节 脂类的消化吸收及转运,一、脂类的消化吸收 1. 消化吸收的部位：小肠 2. 参与消化的酶：脂肪酶、磷脂酶A2、胆固醇酯酶 3. 吸收方式：水解产物游离脂肪酸（FFA）、固醇（Ch）、溶血磷脂及甘油一酯在小肠细胞内重新酯化形成乳糜微粒（CM），再通过淋巴系统进入血液；小分子FFA也可直接通过门静脉（V）入血。 二、脂类转运与血浆脂蛋白 1. 血脂：即血浆中各种脂类物质

2、的总称（有TG、PL、Ch、ChE、FFA等） 2血浆脂蛋白：是血脂的运输形式 3. 血浆脂蛋白分类：可分为五类,第二节 甘油三酯和脂肪酸的分解代谢,一、TG 的水解,二、甘油的命运,三、脂肪酸的氧化,四、酮体的代谢,一、TG 的水解,三种脂肪酶参与：甘油三酯脂肪酶、甘油二酯脂肪酶、甘油一酯脂肪,二、甘油的命运,（磷酸酶）,（还原）,糖异生,酵解或有氧氧化,（糖、脂代谢联系点之一）,三、脂肪酸的氧化,（一）饱和偶碳脂肪酸的-氧化作用,（二）不饱和脂肪酸的氧化,（三）奇数碳脂肪酸的-氧化作用,（四）脂肪酸的其他氧化途径,（一）饱和偶碳脂肪酸的-氧化作用,给予的化合物： （奇数碳苯脂酸） （偶数碳

3、苯脂酸）,尿排出物：,1、脂肪酸的活化 2、脂酰辅酶A转运入线粒体 3、脂肪酸-氧化过程：在线粒体基质中进行的4个循环步骤：脱氢、水化、再脱氢、硫解。,Knoop由上述实验推论，脂肪酸的氧化是从羧基端的-碳原子开始，每次分解出一个二碳片段。至1954年，-氧化过程已基本搞清。后来通过同位素标记实验证实。脂肪酸的氧化过程包括以下几个步骤：,1、脂肪酸的活化（胞液）,脂酰辅酶A合成酶（硫激酶）,上述反应实际是分两步进行：,（1）形成脂酰腺苷酸,（2）形成脂酰辅酶A,反应特点： A、消耗2个高能磷酸键； B、反应平衡常数几乎等于1，但由于机体有焦磷酸酶可迅速水解 PPi ，反应产物不断移去，使此反应

4、自左向右几乎不可逆地进行。,2、脂酰辅酶A转运入线粒体,脂肪酸的氧化作用是在肝脏及其他组织的先例体线粒体中进行的。中、短碳链脂肪酸可以直接穿过线粒体膜进入线粒体内膜。最近发现肉碱（carnitine）促进长链脂肪酸在线粒体内的氧化, 肉碱,（脂酰肉碱）,酯键,肉碱脂酰转移酶,脂酰肉碱通过线粒体内膜上的移位酶穿过内膜，脂酰基与线粒体基质中的辅酶A结合，重新产生脂酰辅酶A，释放肉碱。,肉碱脂酰转移酶（限速酶）,肉碱脂酰转移酶 转运过程是脂肪酸-氧化的限速步骤。,线粒体内膜,3、脂肪酸-氧化过程,在线粒体基质中进行的4个循环步骤：脱氢、水化、再脱氢、硫解。,（1）脱氢：,脂酰辅酶A脱氢酶,（2）水化

5、：,烯脂酰辅酶A水化酶,（3）再脱氢：,-羟脂酰辅酶A脱氢酶,（4）硫解：,酮脂酰硫解酶,少2C脂酰辅酶A,第二轮循环,乙酰辅酶A,（2）4个酶作用各有特点 脂酰辅酶A脱氢酶； 烯脂酰辅酶A水化酶； -羟脂酰辅酶A脱氢酶； 酮脂酰硫解酶,脂肪酸-氧化的反应特点与总结,（1）4个步骤都是可逆反应，但由于硫解作用是高度放能反应（G =28.03千焦耳/焦尔），整个反应平衡点偏向于裂解方向，难以进行逆向反应。,专一性强，只能催化2 反式不饱和脂酰辅酶A水化产生 L-(+)-羟脂酰辅酶A；2顺式不饱和脂酰辅酶A水化产生 D-(-)-羟脂酰辅酶A,具有反应性强的-SH,（3）-氧化的能量储存,一轮氧化循

6、环可产生 1 FADH2 2 ATP 1 NADH 3 ATP 共17ATP 1 乙酰辅酶A TCA 12ATP,以软脂酸（16C）为例计算-氧化的能量储存（净生成ATP数）:,（A）软脂酸活化 软脂酰辅酶A； - 2 ATP （B）7 次-氧化循环 7 FADH2 27 = 14 ATP 7 NADH 37 = 21 ATP 8 乙酰辅酶A 812= 96 ATP,1分子软脂酸体外燃烧，释放标准自由能：G = 2340千卡 有效利能率；7.3129 = 947千卡， 947 / 2340100% = 40%,总反应式；,净生成；129 ATP,（二）不饱和脂肪酸的氧化,3 顺式烯脂酰辅酶A

7、2 反式烯脂酰辅酶A,烯脂酰辅酶A水化酶,-氧化,D-羟 8 碳脂酰COA,-氧化,L（+）-羟 8 碳脂酰COA,-氧化,（三）奇数碳脂肪酸的-氧化作用,虽然大多数脂肪酸为偶数碳原子，但在许多植物、海洋生物、石油酵母等体内还有奇数碳脂肪酸。它们经反复-氧化作用后，可能产生丙酰辅酶A,（1）,丙酰CoA羧化酶 差向酶 变位酶 琥珀酰CoA,(VitB12),TCA,缺乏VitB12变位酶活性降低.,(2) 丙酸代谢还可通过羟丙酸支路进行:,丙酰CoA,乙酰CoA,TCA,（四）脂肪酸的其他氧化途径,1、-氧化：植物种子、叶子、脑、肝细胞中每次氧化脂肪酸羧基端只失去1个C原子（ CO2 ）。机制

8、尚不十分清楚。,2、-氧化：少量12 C 脂肪酸，最终产生二羧酸，-氧化,四、酮体的代谢,酮体是三种化合物的总称： 乙酰乙酸 D-羟丁酸 丙 酮 （CH3COCH2COOH） （CH3CHOHCH2COOH） （CH3COCH3）,（一）酮体的合成,1.合成部位：主要在肝C线粒体内 2.合成原料：乙酰CoA 3.合成途径：五个酶促反应步骤,（1）硫解酶,（2）-羟基-甲基戊二酰辅酶A合成酶（HMG CoA合成酶）,（3） HMG CoA裂解酶,（4）D-羟丁酸脱氢酶,（5）自发进行或乙酰乙酸脱羧酶催化,丙酮是一个挥发性物质，当血酮升高时，呼吸中可嗅出带甜味的丙酮气味。肝C内有活性强的HMG C

9、oA合成酶，但缺乏分解酮体的酶，故肝C内合成的酮体经血液循环运送到 肝外组织C。,（二）酮体分解,再由-氧化酶系中 硫解酶,2 乙酰CoA,TCA,可由肝外组织C线粒体中3-酮脂酰CoA转移酶催化,（三）生理意义,1、酮体是肝C输出脂肪类能源的一种形式。肝C将长链脂肪酸分解成分子小、水溶性强的酮体 血循环 肝外各组织C，提供易被利用的能源。 2、可减少肝外组织C对葡萄糖的利用，维持一定血糖，保证脑、心、肾等对G的需求。 正常代谢时，机体能源主要是糖代谢提供， 此时：血酮：0.35 mg % (1 mg ),但在某些情况时， 如饥饿（糖来源）、糖尿病（糖利用）,血酮 酮血症 尿酮 酮尿症,脂肪酸

10、-氧化乙酰CoA 肝C合成酮体， 此时：肝C内合成酮体量 肝外C分解酮体量,第三节 脂肪酸及甘油三酯（TG）的合成,一、十六碳饱和脂肪酸（软脂酸）的合成,二、软脂酸的碳链延长,三、不饱和脂肪酸的合成,四、TG的合成,五、各组织脂代谢的相互关系,一、十六碳饱和脂肪酸（软脂酸）的合成,（一）合成部位：肝、脂肪组织等C胞液中 （二）合成原料：,1、碳源,（三） 合成过程及参与催化的酶,2、氢源,主要由磷酸戊糖途径提供，其次由苹果酸酶催化的反应提供。 糖、脂代谢联系点之二,NADPH,1、碳源,乙酰CoA,主要由糖有氧氧化提供，但线粒体内的乙酰CoA不能自由穿过线粒体内膜,转运机制是通过柠檬酸丙酮酸穿

11、梭,（三） 合成过程及参与催化的酶,合成中共需8 乙酰CoA，只有1个乙酰CoA是直接参与，其余7个均需先形成丙二酸单酰辅酶A,4、脂肪酸合成反应要点,3、脂肪酸生物合成程序,2、脂肪酸生物合成酶系,1、丙二酸单酰辅酶A的形成,1、丙二酸单酰辅酶A的形成,由乙酰CoA羧化酶催化,乙酰CoA羧化酶的辅基是生物素。生物素是二氧化碳分子的载体。其作用机理与丙酮酸羧化酶一样：,乙酰CoA羧化酶是脂肪酸合成的限速酶，可受多种因素的调节：,（2）共价调节,（1）别构调节,（1）别构调节,乙酰CoA羧化酶是一个别构酶，可以二种形式存在,聚合体（有活性）,别构抑制剂： 终产物软脂酰CoA,单体（无活性）,别构

12、激活剂： 柠檬酸（异柠檬酸）,（2）共价调节,有人认为乙酰CoA羧化酶亦可受 cAMP 的调节（P267，图29-12、29-13）,胰高血糖素 cAMP （+） （乙酰CoA羧化酶） （乙酰CoA羧化酶） Pi （脱磷酸形式） （+） （磷酸化形式） （有活性） (无活性) 胰岛素 柠檬酸裂解酶 柠檬酸,低脂高糖膳食 乙酰CoA羧化酶 体内脂肪酸合成 （别构、共价调节） 而低糖高脂膳食 乙酰CoA羧化酶 体内脂肪酸合成,（）,（+）,高糖,低糖,2、脂肪酸生物合成酶系,由脂肪酸合酶复合体完成。这个复合体具有多种酶活性和一个酰基载体蛋白（ACP）。,ACP的重要功能是把脂酰基从一个酶反应转移到

13、另一个酶反应。它含有一个长链的带巯基的辅基：磷酸泛酰巯基乙胺，其长链犹于“摆臂”。,酰基载体蛋白最初自E.coli分离得到。研究发现磷酸泛酰巯基乙胺的磷酸基团与蛋白质的第36位Ser的羟基酯化相接,HS-ACP,2、脂肪酸生物合成酶系,由脂肪酸合酶复合体完成。这个复合体具有多种酶活性和一个酰基载体蛋白（ACP）。,动物中，脂肪酸合酶含有一个ACP和7个酶，所有这些酶均定位于单一的多功能多肽链。酶是二聚体（参见P261，图29-7）,ACP的装配和脂肪酸合成的酶系因有机体类型不同而异。,在E.coli和植物中，脂肪酸合酶由多酶体系构成，它是由7种不同的多肽链构成的，其中一链是ACP，其余六链是酶

14、。,在酵母中，脂肪酸合酶也是由ACP及六个酶构成，所不同的是它们定位为两个多功能的多肽链（二聚体），其中之一具有ACP功能和两种酶活性，另外一个含有余下的四种酶活性。六个二聚体组合为一个大复合体。,3、脂肪酸生物合成程序,（1）启动：乙酰CoA：ACP转酰酶 （2）装载：丙二酸单酰CoA：ACP转酰酶 （3）缩合：酮脂酰ACP合酶 （4）还原：酮脂酰ACP还原酶 （5）脱水：羟脂酰ACP脱水酶 （6）还原：烯脂酰ACP还原酶 （7）释放：软脂酰ACP硫酯酶,在动物体中脂肪酸合成包含有以下7步反应，最初的6步与E.coli中的脂肪酸合成相同。（参见P262，图29-8）,（1）第一次循环需用 2

15、 乙酰-S-CoA 1 乙酰-S-ACP（引物） 1 丙二酰-S-CoA 1 丙二酰-S-ACP 故合成 1 软脂酸共需用 8 乙酰-S-CoA。,酮脂酰ACP还原酶；烯脂酰ACP还原酶,葡萄糖-6-磷酸脱氢酶；6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶,4、脂肪酸合成反应要点,（2）每次循环中有二次还原反应，共需2 NADPH，故合成1软脂酸共需用2 7=14 NADPH主要来自 糖代谢 ：磷酸戊糖途径 其次： 苹果酸 + NADP+ 丙酮酸 + NADPH + CO2,（3）总反应式；,羧化酶,苹果酸酶,（4）比较软脂酸分解与合成代谢：（ P264）,二、软脂酸的碳链延长,可由二个酶系，经二条途径进行(P265),1、线粒体脂肪酸延长酶系 2、内质网脂肪酸延长酶系,1、线粒体脂肪酸延长酶系,乙酰-S-CoA为C2供体，NADPH为供氢体， 酶促反应是-氧化中酶催化的逆反应。从软脂酰-S-CoA羧基端开始,2、内质网脂肪酸延长酶系,丙二酰-S-CoA为C2供体，NADPH为供氢体， 酶促反应与脂肪酸合成酶系相似，但是由HS-CoA代