《《生物化学》教学课件:第9章 脂类代谢》由会员分享,可在线阅读,更多相关《《生物化学》教学课件:第9章 脂类代谢(127页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、第第9章章脂代谢脂代谢脂类的合成与分解脂类的合成与分解MetabolismofLipids脂类脂类类脂类脂脂肪(甘油三酯脂肪(甘油三酯) 磷脂磷脂糖脂糖脂固醇及其酯固醇及其酯细胞膜等结构细胞膜等结构的重要组分的重要组分体内储存能量体内储存能量的主要形式的主要形式脂类的分类脂类的分类本章主要内容本章主要内容4脂肪的分解代谢脂肪的分解代谢4脂肪的生物合成脂肪的生物合成4类脂的代谢类脂的代谢重点与难点:重点与难点: 脂肪酸的氧化脂肪酸的氧化酮体的代谢酮体的代谢脂肪酸的合成脂肪酸的合成磷脂与胆固醇的代谢磷脂与胆固醇的代谢脂肪代谢紊乱脂肪代谢紊乱动脉粥样硬化动脉粥样硬化高脂血症高脂血症肥胖症肥胖症衡量标
2、准:体重指数(衡量标准:体重指数(body mass indexbody mass index) BMI=BMI=体重体重(kg)/(kg)/身高身高2 2(M(M2 2) ) 2426 2426:轻度肥胖轻度肥胖 2628 2628:中度肥胖:中度肥胖 2828:重度肥胖:重度肥胖肥胖症肥胖症高血糖、高血脂高血糖、高血脂高血压高血压高胰岛素血症高胰岛素血症 动脉粥动脉粥样硬化样硬化高血脂症(高血脂症(hyperlipidemia) 空腹血脂空腹血脂(血浆胆固血浆胆固醇及甘油三酯醇及甘油三酯)浓度浓度持续高于正常。持续高于正常。 原发性:遗传基因缺原发性:遗传基因缺陷、家族史、肥胖等。陷、家族
3、史、肥胖等。 继发性:糖尿病、肾继发性:糖尿病、肾病、甲状腺功能减退病、甲状腺功能减退等易引起心血管疾病。等易引起心血管疾病。第第1节节 脂肪的分解代谢脂肪的分解代谢n脂肪的消化和吸收脂肪的消化和吸收n甘油的分解甘油的分解n脂肪酸的分解代谢脂肪酸的分解代谢n酮体代谢酮体代谢甘油三酯甘油三酯2-单酰甘油单酰甘油+2FFA磷磷脂脂溶血磷脂溶血磷脂+FFA磷脂酶磷脂酶A2胆固醇酯胆固醇酯胆固醇酯酶胆固醇酯酶胆固醇胆固醇+FFA胰脂酶胰脂酶辅脂酶辅脂酶乳化乳化胆汁酸盐胆汁酸盐相应消化酶相应消化酶产产物物食物中的脂类食物中的脂类微团微团(micelles)一、脂肪的消化和吸收一、脂肪的消化和吸收1 1)
4、胃脂肪酶)胃脂肪酶2 2)胆汁乳化,小)胆汁乳化,小肠彻底消化肠彻底消化脂肪的动员:脂肪的动员:储存在脂肪细胞中的脂肪分解,储存在脂肪细胞中的脂肪分解,脂肪酸和甘油进入血液供其他组织利用的过程。脂肪酸和甘油进入血液供其他组织利用的过程。CH2OCOR1 CH2OH R1COOH CHOCOR2 CHOH + R2COOH CH2OCOR3 CH2OH R3COOH甘油三酯甘油三酯甘油甘油脂肪酸脂肪酸激素敏感激素敏感脂肪酶脂肪酶HSL是脂肪代谢的限速酶是脂肪代谢的限速酶HSL在禁食、饥饿或交感神经兴奋时,肾上腺素、去甲肾上腺在禁食、饥饿或交感神经兴奋时,肾上腺素、去甲肾上腺素和胰高血糖素分泌增加
5、,激活脂肪酶,促进脂肪动员素和胰高血糖素分泌增加,激活脂肪酶,促进脂肪动员 活性激素活性激素敏感性脂酶敏感性脂酶PiPicAMP无活性激素无活性激素敏感性脂酶敏感性脂酶cAMP-依赖性依赖性蛋白激酶蛋白激酶ATPATPADPADP胰岛素胰岛素激素敏感脂肪酶的调控激素敏感脂肪酶的调控胰高血糖素胰高血糖素肾上腺素肾上腺素去甲肾上腺素去甲肾上腺素 胰岛素胰岛素 激素敏感脂肪酶通过磷酸化修饰方式受调控。激素敏感脂肪酶通过磷酸化修饰方式受调控。二、甘油的代谢二、甘油的代谢脂肪组织脂肪组织缺乏甘油激酶,缺乏甘油激酶,不能分解甘油。不能分解甘油。溶于水溶于水的甘油直接经血液运送至肝、肾、肠等组织。的甘油直接
6、经血液运送至肝、肾、肠等组织。甘油甘油-磷酸磷酸甘油甘油甘油激酶甘油激酶磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮糖分解途径糖分解途径糖异生糖异生葡萄糖葡萄糖或糖原或糖原TCA肝中进行肝中进行甘油激酶甘油激酶磷酸酶磷酸酶磷酸甘油磷酸甘油脱氢酶脱氢酶磷酸丙糖异构酶磷酸丙糖异构酶甘油的代谢甘油的代谢甘油通过转甘油通过转变为磷酸二变为磷酸二羟丙酮进入羟丙酮进入糖异生或糖糖异生或糖酵解途径。酵解途径。脂肪酸的分解代谢脂肪酸的分解代谢磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮糖异生糖异生糖酵解糖酵解偶数偶数C C(丙酸(丙酸)奇数)奇数C C 氧化氧化 氧化氧化 氧化氧化 支链支链奇数奇数C C长链长链12C12CFAFA线粒体线粒体肝微
7、粒体肝微粒体三、脂肪酸的分解代谢三、脂肪酸的分解代谢1.脂肪酸的脂肪酸的氧化氧化(重点)(重点)2.脂肪酸的其它氧化方式脂肪酸的其它氧化方式3.不饱和脂肪酸的氧化不饱和脂肪酸的氧化4.奇数奇数C原子脂肪酸的氧化原子脂肪酸的氧化脂肪酸的分解氧化发生在脂肪酸的分解氧化发生在-碳原子碳原子上,每次上,每次降解生成一个降解生成一个乙酰乙酰CoA和比原来少两个碳原子的和比原来少两个碳原子的脂酰脂酰CoA,这个不断重复进行的脂肪酸氧化过程称这个不断重复进行的脂肪酸氧化过程称为为-氧化氧化。脂肪酸的脂肪酸的氧化在氧化在线粒体的基质线粒体的基质中进行中进行。偶数偶数碳原子的脂肪酸主要发生碳原子的脂肪酸主要发生
8、-氧化氧化。(1)-氧化的概念氧化的概念1.脂肪酸的脂肪酸的氧化氧化*(2)Knoop实验(实验(-氧化的实验证据)氧化的实验证据) 前提:已知动物体内不能降解苯环前提:已知动物体内不能降解苯环方案:用苯基标记的饱和脂肪酸饲喂动物方案:用苯基标记的饱和脂肪酸饲喂动物(3)脂肪酸的脂肪酸的-氧化过程氧化过程脂肪酸的活化(胞液)脂肪酸的活化(胞液)脂酰脂酰CoA从胞液转移至线粒体内从胞液转移至线粒体内脱氢脱氢加水加水脱氢脱氢硫解硫解(3)脂肪酸的脂肪酸的-氧化过程氧化过程脂肪酸的活化(胞液)脂肪酸的活化(胞液)脂肪酸先在胞液中被活化,形成脂酰脂肪酸先在胞液中被活化,形成脂酰CoA,然后然后进入线粒
9、体或在其它细胞器中进行氧化。进入线粒体或在其它细胞器中进行氧化。RCOOH +CoASHRCOSCoA脂酰脂酰CoA合成酶合成酶ATPAMP+PPiMg2+H2O反应不可逆反应不可逆脂肪酸脂肪酸脂酰脂酰CoA2Pi细胞液细胞液线粒体外膜线粒体外膜线粒体内膜线粒体内膜基质基质脂酰脂酰CoA从胞液转移至线粒体内从胞液转移至线粒体内限速酶限速酶以酯酰基肉碱形式由肉碱酯酰转移酶完成以酯酰基肉碱形式由肉碱酯酰转移酶完成 脱氢脱氢FADFADH2 加水加水水合酶水合酶脱氢脱氢 硫解硫解硫解酶硫解酶脂酰CoA脂肪酸的氧化过程脂肪酸的氧化过程ATPATP, CoACoAAMPAMP, PPiPPi 酮酮脂酰脂
10、酰CoACoANADNADH + H+L(+)L(+) 羟羟脂酰脂酰CoACoA 脱氢酶脱氢酶脱氢脱氢水合水合脱氢脱氢硫解硫解脂酰脂酰CoACoACoASH 酮酮脂酰脂酰CoACoA硫解酶硫解酶脂酰脂酰CoACoA(n-2)H2O 2 2- -烯烯脂酰脂酰 CoACoA 水合酶水合酶L(+) L(+) 羟羟 脂酰脂酰CoACoAFADFADH2脂肪酰脂肪酰CoACoA脱氢酶脱氢酶 2 2- -反烯反烯脂酰脂酰CoACoA(n-2)脂酰脂酰CoA经过脱氢、加水、脱氢、硫解生经过脱氢、加水、脱氢、硫解生成比原来少两个成比原来少两个C原子的脂酰原子的脂酰CoA的过程,称为的过程,称为一次一次-氧化过
11、程氧化过程, 生成生成1 NADH+1 FADH2+1 acetyl-CoA = 14 ATPs。 Old textbookNew textbook1 NADH3 ATPs2.5 ATPs1 FADH22 ATPs 1.5 ATPs1 acetyl-CoA12 ATP 10 ATP Total17 ATPs14 ATPs例:例:1分子分子棕榈酸棕榈酸(16C)经过)经过氧化完全分解氧化完全分解可产生多少分子可产生多少分子ATP?每一次每一次氧化氧化:1乙酰乙酰CoA+1FADH2+1NADH棕榈酸是棕榈酸是16C饱和脂肪酸,共需经过饱和脂肪酸,共需经过7次次氧化氧化。棕榈酸棕榈酸+8HSCoA
12、+7FAD+ATP+7NAD+7H2O8乙酰乙酰CoA+AMP+ppi+7FADH2+7NADH+7H+旧版:旧版:81272732129分子分子ATP新版:新版:81071.572.52106分子分子ATP2:一分子:一分子ATP中的两个高能磷酸键中的两个高能磷酸键1分子棕榈酸经过分子棕榈酸经过-氧化氧化可产生可产生ATP分子数:分子数:129产产 物物 形成形成ATP数目数目 说说 明明 脂酰脂酰CoA 1(-2)= -2 在脂肪酸活化时要在脂肪酸活化时要消耗两个高能键消耗两个高能键 7分子分子NADH+H+73=217分子分子FADH2 72=148分子乙酰分子乙酰CoA 812=967
13、次次-氧化产生氧化产生8分分子乙酰子乙酰CoA 合计合计 21+14+96 -2 =129老版教材老版教材1分子棕榈酸经过分子棕榈酸经过-氧化氧化可产生可产生ATP分子数:分子数:106产产 物物 形成形成ATP数目数目 说说 明明 脂酰脂酰CoA 1(-2)= -2 在脂肪酸活化时要在脂肪酸活化时要消耗两个高能键消耗两个高能键 7分子分子NADH+H+72.5 = 17.57分子分子FADH2 71.5 = 10.58分子乙酰分子乙酰CoA 810 = 807次次-氧化产生氧化产生8分分子乙酰子乙酰CoA 合计合计 17.5+10.5+80-2 =106新版教材新版教材对于任一对于任一偶数碳
14、原子偶数碳原子的长链脂肪酸,的长链脂肪酸,其净生成的其净生成的ATP数目可按下式计算:数目可按下式计算:40 (旧版教材)(旧版教材) (新版教材)(新版教材)(1)脂肪酸)脂肪酸-氧化时在氧化时在胞液中胞液中活化一次,消耗活化一次,消耗两个高能键相当于两个高能键相当于2个个ATP,生成脂酰生成脂酰CoA。(2)活化后的脂酰)活化后的脂酰CoA,经肉碱运到线粒体内,经肉碱运到线粒体内,在在线粒体线粒体内进行氧化。内进行氧化。(3)-氧化包括脱氢、加水、脱氢、硫解氧化包括脱氢、加水、脱氢、硫解4个个重复步骤。重复步骤。脂肪酸脂肪酸-氧化小结氧化小结(4)电子的供体是)电子的供体是NAD和和FAD
15、。(5)一次)一次氧化,生成氧化,生成1分子分子FADH2、1分子分子NADH和和1分子乙酰分子乙酰CoA。棕榈酸共进行。棕榈酸共进行7次次氧化,释放氧化,释放129/106个个ATP。脂肪酸脂肪酸-氧化小结氧化小结(continue)(1)脂肪酸)脂肪酸氧化氧化脂肪酸脂肪酸碳原子发生氧化,经碳原子发生氧化,经-氧化产生氧化产生少一个少一个C的脂肪酸并放出的脂肪酸并放出CO2,对对降解支链脂降解支链脂肪酸、奇数肪酸、奇数C脂肪酸及长链脂肪酸脂肪酸及长链脂肪酸有作用。有作用。R1CH2CH2CH2CH2CH2COOH2.脂肪酸的其它方式氧化脂肪酸的其它方式氧化R-CH2-COOO2 O2 氧化氧
16、化R-CH-COOOHR-C-COOOR-COOHR-CH-COOOOHR-CHONAD氧化氧化脱羧脱羧NADH + H+CO2NADNADH+H+CO2氧化氧化脱羧脱羧氧化氧化NADNADH+H+(2)脂肪酸)脂肪酸氧化氧化 在远离羧基的末端碳原子,即在远离羧基的末端碳原子,即碳原子碳原子发生氧化,发生氧化,形成形成、二羧酸。二羧酸。 动物体中动物体中12碳以下的脂肪酸常通过碳以下的脂肪酸常通过 氧化途径降解。氧化途径降解。二羧酸进入线粒体,可从两端同时进行二羧酸进入线粒体,可从两端同时进行 -氧化。氧化。 海洋微生物:海洋微生物:-氧化分解溢于海面上的石油氧化分解溢于海面上的石油Oil l
17、eak in the Gulf of Oil leak in the Gulf of Mexico Mexico June 19, 2010 June 19, 2010 CH3(CH2)nCOOHHOCH2 (CH2)nCOOHHOC (CH2)nCOOHHOOC (CH2)nCOOHNAD(P)+NAD(P)H+H+NAD(P)+NAD(P)H+H+NAD(P)+NAD(P)H+H+O2混合功能氧化酶混合功能氧化酶醇酸脱氢酶醇酸脱氢酶醛酸脱氢酶醛酸脱氢酶脂肪酸脂肪酸 - -羟羟脂酸脂酸 - -醛醛脂酸脂酸 , , - -二羧酸二羧酸脂脂肪肪酸酸的的 氧氧化化单不饱和单不饱和脂肪酸的氧化脂肪酸
18、的氧化 3.不饱和脂肪酸的氧化不饱和脂肪酸的氧化CO-SCoA91018油酰油酰CoACoACO-SCoA3412 - -氧化氧化3 3次次3个乙酰个乙酰CoA顺式转变为反式顺式转变为反式顺顺- - 2 2- -十二十二烯脂酰烯脂酰CoACoACO-SCoA3212 - -氧化氧化5 5次次6个乙酰个乙酰CoA反反- - 2 2- -十二十二烯脂酰烯脂酰CoACoA烯脂酰烯脂酰CoACoA异构酶异构酶亚油酰亚油酰CoACoA 9 9- -顺,顺, 1212- -顺顺 - -氧化氧化3 3次次3个乙酰个乙酰CoA - -氧化氧化( (循环循环1 1次,次,第二次循环的第第二次循环的第一次氧化一次
19、氧化) )烯脂酰烯脂酰CoACoA异构酶异构酶k多不饱和脂肪酸氧化多不饱和脂肪酸氧化91218CO-SCoA CO-SCoA CO-SCoA CO-SCoA2345 3 3- -顺,顺, 6 6- -顺顺 2 2- -顺,顺, 6 6- -顺顺 2 2- -顺,顺, 4 4- -顺顺k多不饱和脂肪酸氧化多不饱和脂肪酸氧化(continue)烯脂酰烯脂酰CoACoA异构酶异构酶CO-SCoA2345 3 3- -反反 2 2- -反反 2 2- -反,反, 4 4- -顺顺43CO-SCoACO-SCoA5个乙酰个乙酰CoA - -氧化氧化4 4次次2,4-2,4-二烯脂酰二烯脂酰CoACoA还
20、原酶还原酶脂肪酸的分解代谢脂肪酸的分解代谢偶数碳偶数碳/ /饱和饱和: - -氧化氧化奇数碳奇数碳/ /饱和饱和: - -氧化氧化 + + - -氧化氧化 (反刍动物)(反刍动物) - -氧化,得到丙酰辅酶氧化,得到丙酰辅酶A A 不饱和不饱和:需酶变部分饱和、变位及反式异构需酶变部分饱和、变位及反式异构4.奇数奇数C原子原子脂肪酸脂肪酸的代谢(丙酸)的代谢(丙酸)CH3CH2COOH硫激酶硫激酶CH3CH2CO SCoACH3-CH-CO SCoACOOHTCA循环循环变位酶变位酶羧化酶羧化酶ATP AMP+PPiCO2 ATP 生物素生物素CH2CH2CO SCoACOOHVB12甲基丙二
21、酸甲基丙二酸单酰单酰CoACoA琥珀酰琥珀酰CoACoA反刍动物反刍动物消耗消耗ATPATP反刍动物奇数反刍动物奇数C C原子脂肪酸经过原子脂肪酸经过 - -氧化分解,氧化分解,提供反刍动物所需能量的提供反刍动物所需能量的25%25%。四、酮体的代谢四、酮体的代谢在正常情况下,脂肪酸在在正常情况下,脂肪酸在心肌、肾脏心肌、肾脏和和骨骼肌骨骼肌等组织中能彻底氧化生成等组织中能彻底氧化生成CO2和和H2O,但在,但在肝细胞肝细胞中的氧化则不很完全,中的氧化则不很完全,乙酰乙酰CoA还有另一条去路,可生成还有另一条去路,可生成乙酰乙酸乙酰乙酸、-羟丁酸羟丁酸和和丙酮丙酮,统称为统称为酮体酮体(ket
22、onebody)。场所:场所:肝脏线粒体肝脏线粒体原料原料:乙酰乙酰CoA关键酶关键酶:-羟羟-甲基戊二酸单甲基戊二酸单酰酰CoA(HMG-CoA)合成酶合成酶1.酮体的生成酮体的生成脂肪酸脂肪酸 氧化氧化乙酰乙酰乙酰乙酰CoACoA硫解酶硫解酶羟甲基戊二酸羟甲基戊二酸单酰单酰CoA CoA 2 CH3COSCoACH3COCH2COSCoAHMG-CoAHMG-CoA合酶合酶HOOC-CH2-C-CH2COSCoACH3OHCH3COSCoACoASHCoASH酮体:乙酰乙酸酮体:乙酰乙酸 D(-) D(-) - -羟基丁酸羟基丁酸 丙酮丙酮*酮酮体体的的生生成成羟甲基戊二酸单酰羟甲基戊二酸
23、单酰CoA CoA HOOC-CH2-C-CH2COSCoACH3OHCH3COCH2COOHCH3COSCoAHMG-CoAHMG-CoA裂解酶裂解酶CO2CH3CHOHCH2COOHNADH + H+NAD+ - -羟丁酸羟丁酸脱氢脱氢酶酶乙酰乙酸乙酰乙酸D(-)D(-) - -羟基丁酸羟基丁酸丙酮丙酮CH3COCH3酮酮体体( (接上页接上页) )酮体:乙酰乙酸酮体:乙酰乙酸 + D(-)+ D(-) - -羟基丁酸羟基丁酸 + + 丙酮丙酮酮体在肝内合成酮体在肝内合成由肾和肺排出由肾和肺排出在肝外利用在肝外利用合成酮合成酮体的酶体的酶+ +- -分解酮分解酮体的酶体的酶+ +心肌心肌
24、骨骼肌骨骼肌 大脑大脑- -2.酮体的利用酮体的利用(肝内合成、肝外分解、肝外利用)(肝内合成、肝外分解、肝外利用)u肝外组织(心肌、骨骼肌、大脑等)含能有效肝外组织(心肌、骨骼肌、大脑等)含能有效利用酮体的酶。当酮体随血液流经这些组织时,利用酮体的酶。当酮体随血液流经这些组织时,这些酶能氧化酮体供能。这些酶能氧化酮体供能。u酮体的分解需酮体的分解需-酮脂酰酮脂酰CoA转移酶转移酶(相当于相当于硫激硫激酶酶)。肝内缺乏该酶,酮体的分解在肝外组织中肝内缺乏该酶,酮体的分解在肝外组织中进行,最终转变成乙酰进行,最终转变成乙酰CoA进入三羧酸循环途进入三羧酸循环途径氧化供能。径氧化供能。酮体的利用酮
25、体的利用 CH3-CH-CH2-C-OHOHOCH3-C-CH2-C-OHOOCH3-C-CH2-CSCoAOOCH3-CSCoAO - -羟丁酸羟丁酸 羟丁酸脱氢酶羟丁酸脱氢酶乙酰乙酸乙酰乙酸乙酰乙酰乙酰乙酰CoACoA乙酰乙酸乙酰乙酸琥珀酰琥珀酰CoACoA转移酶转移酶硫解酶硫解酶HSCoAHSCoANADNAD+ +NADHNADH琥珀酰琥珀酰CoACoA琥珀酸琥珀酸-酮脂酰酮脂酰CoACoA转移酶转移酶酮体转变为乙酰辅酶酮体转变为乙酰辅酶A A进入进入TCATCA循环循环3.酮体的生理意义酮体的生理意义u酮体是肝输出能量的一种形式酮体是肝输出能量的一种形式:将肝中脂肪酸氧化产将肝中脂肪
26、酸氧化产生的大量乙酰生的大量乙酰CoA转移出去。转移出去。u酮体分子小,溶于水,能通过酮体分子小,溶于水,能通过肌肉毛细血管壁和血脑肌肉毛细血管壁和血脑屏障,被肌肉和脑组织利用。屏障,被肌肉和脑组织利用。大脑不能直接利用脂肪大脑不能直接利用脂肪酸,但能显著利用酮体。酸,但能显著利用酮体。u动物缺糖或饥饿时供能物质:动物缺糖或饥饿时供能物质:动员脂肪供应能量。动员脂肪供应能量。肌肉组织利用脂肪酸的能力有限,优先利用酮体肌肉组织利用脂肪酸的能力有限,优先利用酮体以节约葡萄糖,从而满足如大脑等组织对葡萄糖以节约葡萄糖,从而满足如大脑等组织对葡萄糖的需要。的需要。乙酰乙酰CoACoA的来源与去路的来源
27、与去路乙酰乙酰CoACoA糖类糖类脂类脂类蛋白质蛋白质脂肪酸脂肪酸TCATCA循环循环酮体酮体胆固醇胆固醇单糖单糖脂肪酸脂肪酸氨基酸氨基酸4.酮酮病病肝脏中产生过量酮体肝脏中产生过量酮体,超过了肝外组织消耗利,超过了肝外组织消耗利用的限度,体内酮体积累,发生以用的限度,体内酮体积累,发生以血酮增高血酮增高和和血糖血糖降低降低为主要特征的代谢病。为主要特征的代谢病。酮病机制:糖、脂代谢紊乱。脂肪大量动员,酮病机制:糖、脂代谢紊乱。脂肪大量动员,乙酰乙酰CoA产生过量,酮体产生过量。产生过量,酮体产生过量。葡萄糖供应短缺葡萄糖供应短缺(糖尿病人、高产乳牛,妊娠期的母畜等)(糖尿病人、高产乳牛,妊娠
28、期的母畜等)发病情况:发病情况:过多过多脂肪摄入,长期饥饿脂肪摄入,长期饥饿糖尿病人出现酮尿糖尿病人出现酮尿糖氧化糖氧化能力差能力差脂肪动员脂肪动员大量大量乙酰乙酰CoA酮体合成、累积酮体合成、累积酮血、酮尿酮血、酮尿甚至酸中毒、昏迷甚至酸中毒、昏迷糖异生糖异生 TCA循环不畅循环不畅高产乳牛酮病高产乳牛酮病富含蛋白质富含蛋白质和脂肪料过多和脂肪料过多 反刍反刍动物从动物从日粮日粮直接吸收直接吸收GluGlu很少。能量和很少。能量和GluGlu主要来自瘤胃微生物酵解纤维素生成乙酸、主要来自瘤胃微生物酵解纤维素生成乙酸、丙酸和丁酸,其中丙酸生糖。丙酸和丁酸,其中丙酸生糖。 GluGlu生成生成不
29、足不足TCATCA循环循环不畅不畅脂肪动员脂肪动员大量大量乙酰乙酰CoACoA酮体生成酮体生成蓄积蓄积第第2节节脂肪的生物合成脂肪的生物合成v磷酸甘油的合成磷酸甘油的合成v脂肪酸合成脂肪酸合成v甘油三酯的合成甘油三酯的合成v脂肪代谢调节脂肪代谢调节甘油三酯甘油三酯甘油甘油+脂肪酸脂肪酸CH2OHCH2OH磷酸甘油激酶磷酸甘油激酶CHOH+ATPCHOH+ADP+PiCH2OHCH2O-P 甘油甘油 -磷酸甘油磷酸甘油来源来源1:一、一、-磷酸甘油的合成磷酸甘油的合成1)由甘油合成)由甘油合成2)由磷酸二羟丙酮合成)由磷酸二羟丙酮合成CH2OHCH2OH磷酸甘油脱氢酶磷酸甘油脱氢酶C=O + N
30、ADH+H+ CHOH+NAD+CH2O-PCH2O-P磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮 -磷酸甘油磷酸甘油来源来源2:合成原料:合成原料:乙酰乙酰CoA(线粒体中生成)(线粒体中生成)二、脂肪酸的生物合成二、脂肪酸的生物合成合成场所:脂肪酸合成的酶系存在于肝、合成场所:脂肪酸合成的酶系存在于肝、肾、脑、肺、乳腺和脂肪组织,肾、脑、肺、乳腺和脂肪组织,合成在合成在胞液胞液进行。进行。主要产物:主要产物:16碳的饱和脂肪酸碳的饱和脂肪酸反刍动物反刍动物:瘤胃吸收一定量的乙酸和少量丁酸,可瘤胃吸收一定量的乙酸和少量丁酸,可以直接进入胞液转变为乙酰以直接进入胞液转变为乙酰CoA及丁酰及丁酰CoA,再用于脂肪
31、酸的合成。,再用于脂肪酸的合成。非反刍动物非反刍动物:脂肪酸脂肪酸氧化氧化(线粒体中线粒体中)糖代谢糖代谢(线粒体中丙酮酸经氧化脱羧生成线粒体中丙酮酸经氧化脱羧生成)氨基酸氧化氨基酸氧化 1. .乙酰乙酰CoA的来源的来源乙酰乙酰CoACoA的来源的来源与去路与去路乙酰乙酰CoACoA糖类糖类脂类脂类蛋白质蛋白质脂肪酸脂肪酸TCATCA循环循环酮体酮体胆固醇胆固醇单糖单糖脂肪酸脂肪酸氨基酸氨基酸2.乙酰乙酰CoA从线粒体转运至胞液从线粒体转运至胞液乙酰乙酰CoA通过通过柠檬酸丙酮酸循环柠檬酸丙酮酸循环穿过线粒体内膜至胞液。穿过线粒体内膜至胞液。(1)丙二酸单酰)丙二酸单酰CoA的生成的生成3.
32、脂肪酸的合成过程脂肪酸的合成过程动物:胞液中进行动物:胞液中进行合成合成1分子软脂酸需要:分子软脂酸需要:1分子分子乙酰辅酶乙酰辅酶A7分子分子丙二酸单酰丙二酸单酰CoA(1)丙二酸单酰)丙二酸单酰CoA的生成的生成乙酰乙酰CoA羧化酶羧化酶是脂肪酸合成的限速酶,是脂肪酸合成的限速酶,柠檬酸是激活剂,软脂酰柠檬酸是激活剂,软脂酰CoA是抑制剂。是抑制剂。3.脂肪酸的合成过程脂肪酸的合成过程 乙酰乙酰CoA羧化酶羧化酶ATP ADP + Pi生物素生物素丙二酸单酰丙二酸单酰CoACoACH3-C SCoA + CO2OHO-C-CH2-C SCoA OO 参与脂肪酸生物合成的酶有参与脂肪酸生物合
33、成的酶有6种,并以无酶活性的脂酰种,并以无酶活性的脂酰基载体蛋白为中心,构成一个脂肪酸合成多酶复合体基载体蛋白为中心,构成一个脂肪酸合成多酶复合体。ACP的结构与辅酶的结构与辅酶A相似相似。ACPCHOHO PCH2CH3HSNSerCH2HOCH2CH2NHCOC CCH3CH2OOO CH2酰基载体蛋白酰基载体蛋白CHOHO PCH2CH3HSNCH2HOCH2CH2NHCOC CCH3CH2OOO POOO CH2腺嘌呤腺嘌呤O3PO2HOH-HHH辅酶A(2)脂酰基载体蛋白脂酰基载体蛋白(acylcarrierprotein,ACP) - -巯基乙胺巯基乙胺泛酸泛酸脂酰基载体蛋白脂酰基
34、载体蛋白ACP(-SH)中央巯基中央巯基ACP-脂酰基转移酶脂酰基转移酶丙二酸单酰丙二酸单酰COA-ACP酰基转移酶酰基转移酶-酮脂酰酮脂酰-ACP合酶合酶(-SH)外围巯基外围巯基-酮脂酰酮脂酰-ACP还原酶还原酶-羟脂酰羟脂酰-ACP脱水酶脱水酶烯脂酰烯脂酰-ACP还原酶还原酶脂肪酸合酶系统脂肪酸合酶系统(FAS)脂肪酸合酶系统脂肪酸合酶系统(FAS)-酮脂酰酮脂酰-ACP合酶合酶丙二酸单酰丙二酸单酰COA-ACP酰基转移酶酰基转移酶-羟脂酰羟脂酰-ACP脱水酶脱水酶core region of 600 residuescore region of 600 residues烯脂酰烯脂酰-A
35、CP还原酶还原酶(KR)(KR)-酮脂酰酮脂酰-ACP还原酶还原酶脂酰基载体蛋白脂酰基载体蛋白ACP硫解酶硫解酶N N端端C C端端Homodimer is active.N N端端C C端端 乙酰基转移:乙酰基转移:乙酰基从乙酰乙酰基从乙酰CoACoAACPACP合酶合酶-酮脂酰酮脂酰-ACP-ACP合酶合酶(3)脂肪酸的合成过程脂肪酸的合成过程乙酰乙酰CoAACP-SH乙酰乙酰-S-ACPCoA-SHACP-脂酰基转移酶脂酰基转移酶乙酰乙酰-S-ACP缩合酶缩合酶-SHACP-SH乙酰乙酰-S-合酶合酶-酮脂酰酮脂酰-ACP合酶(合酶(-SH)脂酰脂酰载体载体丙二酸酰基的转移:丙二酸酰基的
36、转移:从乙酰从乙酰CoACoAACPACP合酶合酶丙二酸单酰丙二酸单酰CoAACP-SH丙二酸单酰丙二酸单酰-S-ACPCoASH丙二酸单酰丙二酸单酰CoA-ACP转移酶转移酶 缩合反应:缩合反应:乙酰乙酰-S-合酶合酶丙二酸单酰丙二酸单酰-S-ACP乙酰乙酰乙酰乙酰-S-ACPCO2缩合酶缩合酶-SH-酮脂酰酮脂酰-ACP合酶合酶脂酰脂酰载体载体第一次还原反应第一次还原反应乙酰乙酰乙酰乙酰-S-ACP-羟丁酰羟丁酰-S-ACPNADPH+H+NADP+-酮脂酰酮脂酰-ACP还原酶还原酶脱水反应脱水反应-羟丁酰羟丁酰-S-ACP2 2-丁烯酰丁烯酰-S-ACPH2O-羟脂酰羟脂酰-ACP脱水酶
37、脱水酶第二次还原反应第二次还原反应2 2-丁烯酰丁烯酰-S-ACP丁酰丁酰-S-ACPNADPHNADP+-烯脂酰烯脂酰-ACP还原酶还原酶脂肪酸的合成在乙酰基的基础上实现了脂肪酸的合成在乙酰基的基础上实现了两个两个C原子的延长原子的延长。丁酰。丁酰-S-ACP转移到转移到-酮脂酮脂酰酰-ACP合酶上,合酶上,ACP又接受丙二酸单酰又接受丙二酸单酰-SCoA。7次循环后,合成软脂酰次循环后,合成软脂酰-ACP。软脂酰软脂酰-S-ACPH2O软脂酸软脂酸+HS-ACP硫酯酶硫酯酶水解或硫解水解或硫解合成软脂酸总反应式:合成软脂酸总反应式:脂肪酸合成过程脂肪酸合成过程乙酰乙酰CoA作起始物作起始物
38、丙二酸单丙二酸单酰酰CoA作为作为2C供体供体乙酰乙酰CoA-ACP酰基转移酶酰基转移酶丙二酸单酰丙二酸单酰CoA-ACP酰基转移酶酰基转移酶-酮脂酰酮脂酰-ACP合成合成酶酶(缩合酶缩合酶)-酮脂酰酮脂酰-ACP还原酶还原酶-羟脂酰羟脂酰-ACP脱水酶脱水酶烯脂酰烯脂酰-ACP还原酶还原酶需要需要NADPH合成原料合成原料:乙酰乙酰CoA,但但丙二酸单酰丙二酸单酰CoA才是二才是二碳单位直接供体,只有一个二碳单位来源于乙碳单位直接供体,只有一个二碳单位来源于乙酰辅酶酰辅酶A,其它均来自丙二酰辅酶其它均来自丙二酰辅酶A。(4)脂肪酸生物合成总结)脂肪酸生物合成总结 脂肪酸合成以脂肪酸合成以AC
39、P为载体,还原反应需要为载体,还原反应需要14分分子子NADPH为辅酶为辅酶,其中,其中8分子来自分子来自丙酮酸丙酮酸-柠檬柠檬酸循环酸循环, 其它来自于其它来自于磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径。合成为一耗能过程,每合成一分子软脂酸,合成为一耗能过程,每合成一分子软脂酸,需消耗需消耗7分子分子ATP; 脂肪酸的合成途径位于脂肪酸的合成途径位于胞液胞液中进行,线粒体中进行,线粒体中形成的乙酰辅酶中形成的乙酰辅酶A是通过是通过柠檬酸柠檬酸-丙酮酸循丙酮酸循环环(三羧酸穿梭三羧酸穿梭)作用运送到胞液中参加反应。作用运送到胞液中参加反应。(4)脂肪酸生物合成总结)脂肪酸生物合成总结(continue)差别:
40、差别:合成合成-氧化氧化场所:场所:胞液胞液线粒体线粒体转运系统:转运系统:三羧酸穿梭系统三羧酸穿梭系统肉碱运载系统肉碱运载系统酰基载体:酰基载体:ACPCoAe供体供体(受体):受体):NADPHNAD+、FAD二碳片段二碳片段:丙二酸单酰丙二酸单酰CoA乙酰乙酰CoA能量:能量:消耗消耗7ATP及及14NADPH2产生产生106ATP酶系酶系:7种酶,多酶复合体种酶,多酶复合体4种酶分散存在种酶分散存在反应:反应:缩合、还原缩合、还原脱氢、水合、脱氢、水合、脱水、还原;脱水、还原;脱氢、硫解;脱氢、硫解;(5)脂肪酸合成与脂肪酸合成与-氧化的差别氧化的差别*4.脂肪酸烃链的延长脂肪酸烃链的
41、延长内质网:内质网:类似于软脂酸合成类似于软脂酸合成软脂酸为基础软脂酸为基础,以以丙二酸单酰丙二酸单酰CoA为为C供体供体,以以CoA为为酰基载体酰基载体,NADPH供氢供氢,经缩合、还原、脱水、再还原经缩合、还原、脱水、再还原,循循环往复,延长环往复,延长C18-C24的脂肪酸。的脂肪酸。线粒体:线粒体:类似于类似于氧化的逆过程以软脂酰氧化的逆过程以软脂酰CoA为基础为基础,以以乙酰乙酰CoA为为C供体供体,以以CoA为酰基载体为酰基载体,NADPH供氢供氢,经缩合、经缩合、还原、脱水、再还原还原、脱水、再还原,循环往复,延长循环往复,延长C24-C26的脂肪酸。的脂肪酸。5.脂肪酸碳链的去
42、饱和脂肪酸碳链的去饱和由由去饱和酶去饱和酶和和电子传递体电子传递体完成完成动物细胞微粒体系统有脂肪酸的动物细胞微粒体系统有脂肪酸的4,5,8,9脱饱和酶,但缺乏脱饱和酶,但缺乏9以上的脱饱和酶。以上的脱饱和酶。动物体内主要的不饱和脂肪酸是动物体内主要的不饱和脂肪酸是油酸油酸(18:19)和和棕榈油酸棕榈油酸(16:19)。)。硬脂酸的脱饱和硬脂酸的脱饱和 三、三酰甘油的合成三、三酰甘油的合成(三酰甘油三酰甘油 =甘油三酯甘油三酯) 肝脏和脂肪组织肝脏和脂肪组织是合成甘油三酯最活跃的组织。是合成甘油三酯最活跃的组织。1.甘油磷酸二酯途径甘油磷酸二酯途径(主要途径)(主要途径)(主要途径)(主要途
43、径)肝细胞和脂肪细胞肝细胞和脂肪细胞合成甘油三酯。合成甘油三酯。2.甘油一酯途径甘油一酯途径肠黏膜细胞内,肠黏膜细胞内,以甘油一酯形式吸收进来。以甘油一酯形式吸收进来。CH2-O-C-RCH2-O-C-R2CH-O-C-R1OOOCH2-O-C-RCH2-O-C-OHCH-O-C-R1OOOCH2-OHCH2-O-C- PCH-OHOCH2-O-C-RCH2-O-C- PCH-O-C-R1OOO磷酸甘油转酰基酶磷酸甘油转酰基酶二酰甘油转酰基酶二酰甘油转酰基酶HSCoAHSCoAHSCoAHSCoARCOOHRCOOHRCORCO SCoASCoAATPATPHSCoAHSCoA - -甘甘油油
44、磷磷酸酸磷磷脂脂酸酸磷酸酶磷酸酶H H2 20 0Pi Pi 甘油磷酸二酯途径甘油磷酸二酯途径2.甘油一酯途径甘油一酯途径甘甘油油一一酯酯CHCH2 2-OH-OHCHCH2 2-OH-OHCH-O-C-R1CH-O-C-R1O OCHCH2 2-O-C-R-O-C-RCHCH2 2-OH-OHCH-O-C-R1CH-O-C-R1O OO OCHCH2 2-O-C-R-O-C-RCHCH2 2-O-C-R-O-C-R2 2CH-O-C-RCH-O-C-R1 1O OO OO O一酰甘油转酰基酶一酰甘油转酰基酶HSCoAHSCoAHSCoAHSCoARCOOHRCOOHRCORCO SCoASC
45、oAATPATPHSCoAHSCoA 脂肪酸脂肪酸 脂酰脂酰CoACoA二酰甘油转酰基酶二酰甘油转酰基酶甘甘油油三三酯酯1.脂肪酸的合成与分解调节脂肪酸的合成与分解调节2.激素的调节激素的调节四、脂肪代谢调控四、脂肪代谢调控脂肪酸最主要的分解代谢途径脂肪酸最主要的分解代谢途径: -氧化氧化限速步骤限速步骤: 活化的脂酰活化的脂酰CoA从胞浆转运至线粒体内从胞浆转运至线粒体内关键酶关键酶: 肉毒碱脂酰转移酶肉毒碱脂酰转移酶I能荷较高时,能荷较高时,丙二酸单酰丙二酸单酰CoA含量丰富含量丰富 肉毒碱脂酰转移酶肉毒碱脂酰转移酶 I 活性降低活性降低 分解抑制,合成加快分解抑制,合成加快 。 1.脂肪
46、酸的分解与合成调节脂肪酸的分解与合成调节(1)脂肪酸的分解调节)脂肪酸的分解调节乙酰乙酰CoA羧化酶羧化酶催化的反应是催化的反应是脂肪酸合成的限速步骤。脂肪酸合成的限速步骤。(2)脂肪酸的合成调节)脂肪酸的合成调节 乙酰乙酰CoA羧化酶羧化酶ATP ADP + Pi生物素生物素丙二酸单酰丙二酸单酰CoACoACH3-C SCoA + CO2OHO-C-CH2-C SCoA OO 活性激素活性激素敏感性脂酶敏感性脂酶PiPicAMP无活性激素无活性激素敏感性脂酶敏感性脂酶cAMP-依赖性依赖性蛋白激酶蛋白激酶ATPATPADPADP胰岛素胰岛素激素敏感脂肪酶的调控激素敏感脂肪酶的调控胰高血糖素胰
47、高血糖素肾上腺素肾上腺素去甲肾上腺素去甲肾上腺素 胰岛素胰岛素 v磷脂(磷脂(phospholipid)的代谢的代谢v胆固醇(胆固醇(cholesterol)的代谢)的代谢第第3节节类脂的代谢类脂的代谢 含含磷酸的类脂磷酸的类脂称为磷脂。称为磷脂。 动物体内有动物体内有甘油磷脂甘油磷脂和和鞘磷脂鞘磷脂两类,两类,以甘油磷脂为多,如卵磷脂、脑磷脂等。以甘油磷脂为多,如卵磷脂、脑磷脂等。一、磷脂(一、磷脂(phospholipid)的代谢的代谢1.甘油磷脂的基本结构甘油磷脂的基本结构CHCH2 2-O-CO-R-O-CO-RR-CO-O-CHR-CO-O-CHCHCH2 2-O-PO-O-PO3
48、3H-XH-X| | |主要的甘油磷脂主要的甘油磷脂脑磷脂脑磷脂卵磷脂卵磷脂2.甘油磷脂的分解甘油磷脂的分解活性胆胺活性胆胺活性胆碱活性胆碱3.甘油磷脂的合成甘油磷脂的合成CTPCTP参与活化胆胺及胆碱,利于甘油磷脂的合成参与活化胆胺及胆碱,利于甘油磷脂的合成 三磷酸核苷在合成代谢中的作用ATPATP供能供能, ,活化氨基酸活化氨基酸GTPGTP水解供能,合成蛋白质水解供能,合成蛋白质UTPUTP活化葡萄糖,合成糖原活化葡萄糖,合成糖原CTPCTP活化胆胺、胆碱,合成甘油磷脂活化胆胺、胆碱,合成甘油磷脂葡萄糖葡萄糖3-3-磷酸甘油磷酸甘油3-3-磷脂酸磷脂酸1 1,2-2-甘油二酯甘油二酯3-
49、3-磷脂酰乙醇胺磷脂酰乙醇胺(脑磷脂)(脑磷脂)磷脂酰胆碱磷脂酰胆碱(卵磷脂)(卵磷脂)甘油三酯甘油三酯转酰酶转酰酶RCOCoARCOCoA2CoA2CoAPiPi磷酸酶磷酸酶转移酶转移酶CDP-CDP-乙醇胺乙醇胺CDP-CDP-胆碱胆碱脂酰脂酰-CoA-CoA2CoA2CoACMPCMPCMPCMP磷脂酸是合成磷脂酸是合成甘油磷脂的重甘油磷脂的重要中间体要中间体甘油甘油磷脂磷脂的的合成合成二、胆固醇的代谢二、胆固醇的代谢胆固醇胆固醇(Cholesterol)是一是一种以环戊烷多氢菲为母种以环戊烷多氢菲为母核的固醇类化合物。核的固醇类化合物。膽固醇過低膽固醇過低 憂鬱憂鬱 出血型中風出血型中
50、風 膽固醇過膽固醇過高高 动脉粥样硬化动脉粥样硬化高高 心血管疾病心血管疾病, ( (如如高血壓高血壓、中風中風) )1.胆固醇的合成胆固醇的合成部位部位:肝肝70-80(主要部位主要部位),小肠小肠10场所场所:胞液和内质网膜胞液和内质网膜原料原料:乙酰乙酰CoA1分子胆固醇分子胆固醇(27C)18乙酰乙酰CoA+36ATP+10(NADPH)葡萄糖葡萄糖有氧氧化有氧氧化柠檬酸柠檬酸-丙酮酸循环丙酮酸循环磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径2.基本过程基本过程(1)甲羟戊酸的合成甲羟戊酸的合成(2)鲨烯的合成鲨烯的合成(3)胆固醇的合成胆固醇的合成合成胆固醇合成胆固醇的限速酶是的限速酶是HMG-CoA还
51、原酶还原酶(1)甲羟甲羟戊酸戊酸的的合成合成场所:场所:肝脏线粒体肝脏线粒体原料原料:乙酰乙酰CoA关键酶关键酶:-羟羟-甲基戊二酸单甲基戊二酸单酰酰CoA(HMG-CoA)合成酶合成酶1.酮体的生成酮体的生成脂肪酸脂肪酸 氧化氧化乙酰乙酰乙酰乙酰CoACoA硫解酶硫解酶羟甲基戊二酸羟甲基戊二酸单酰单酰CoA CoA 2 CH3COSCoACH3COCH2COSCoAHMG-CoAHMG-CoA合酶合酶HOOC-CH2-C-CH2COSCoACH3OHCH3COSCoACoASHCoASH酮酮体体的的生生成成羟甲基戊二酸单酰羟甲基戊二酸单酰CoA CoA HOOC-CH2-C-CH2COSCo
52、ACH3OHCH3COCH2COOHCH3COSCoAHMG-CoAHMG-CoA裂解酶裂解酶CO2CH3CHOHCH2COOHNADH + H+NAD+ - -羟丁酸羟丁酸脱氢脱氢酶酶乙酰乙酸乙酰乙酸D(-)D(-) - -羟基丁酸羟基丁酸丙酮丙酮CH3COCH3酮酮体体( (接上页接上页) )HMG-CoA还原酶还原酶Step 1Step 2Step 37-脱氢胆固醇脱氢胆固醇VD3生物膜组成生物膜组成胆固醇胆固醇食物(少量)食物(少量)肝合成(主要)肝合成(主要)睾酮等睾酮等雌二醇等雌二醇等孕酮孕酮类类固固醇醇甘氨胆酸甘氨胆酸牛黄胆酸牛黄胆酸胆酸胆酸脱氧胆酸脱氧胆酸胆汁酸胆汁酸3.胆固醇
53、的生物转变胆固醇的生物转变u血中部分胆固醇运到组织,成为血中部分胆固醇运到组织,成为细胞膜的组成成分细胞膜的组成成分。u胆胆固固醇醇可可经经修修饰饰后后转转变变为为7-脱脱氢氢胆胆固固醇醇,后后者者在在紫紫外外线照射下,在动物皮下转变为线照射下,在动物皮下转变为维生素维生素D3。u机机体体合合成成的的约约2/5的的胆胆固固醇醇在在肝肝实实质质细细胞胞中中经经羧羧化化酶酶作作用用转转化化为为胆胆酸酸和和脱脱氧氧胆胆酸酸,它它们们作作为为表表面面活活性性剂剂,促促进脂类的消化吸收。进脂类的消化吸收。u胆固醇是肾上腺皮质、睾丸、卵巢等内分泌腺合成胆固醇是肾上腺皮质、睾丸、卵巢等内分泌腺合成类类固醇激
54、素固醇激素的原料。的原料。3.胆固醇的生物转变胆固醇的生物转变4.胆固醇合成的调节胆固醇合成的调节HMG-CoA还原酶还原酶是胆固醇合成的是胆固醇合成的限速酶,在肝内的半衰期较短,通过控限速酶,在肝内的半衰期较短,通过控制该酶的活性,可以调节胆固醇合成的制该酶的活性,可以调节胆固醇合成的速度。速度。4.胆固醇合成的调控机制胆固醇合成的调控机制肝内:肝内:肝脏合成胆固醇,受食物肝脏合成胆固醇,受食物/饲料胆固醇量的影响饲料胆固醇量的影响。胆固醇摄入过多,胆固醇摄入过多,HMG-CoA还原酶合成受抑制还原酶合成受抑制摄入少则加快其合成摄入少则加快其合成;肝外:肝外:血浆中摄入胆固醇,从血浆中摄入胆
55、固醇,从LDL中摄取,不靠自身合成中摄取,不靠自身合成低密度脂蛋白受体复合物调节低密度脂蛋白受体复合物调节;激素调节:激素调节:胰岛素、甲状腺素(诱导胰岛素、甲状腺素(诱导HMG-CoA还原酶的还原酶的合成)胰高血糖素、皮质醇(抑制降低合成)胰高血糖素、皮质醇(抑制降低HMG-CoA活性)活性);饥饿与禁食饥饿与禁食加速胆固醇转变为胆汁酸以降低血清胆固醇。加速胆固醇转变为胆汁酸以降低血清胆固醇。5.脂类的转运脂类的转运血脂:血脂:血液中的脂质,均不溶于水血液中的脂质,均不溶于水甘油三酯(甘油三酯(TG)磷脂磷脂(PL)胆固醇胆固醇(CL)及其酯及其酯(CLE)游离脂肪酸游离脂肪酸(FFA)血脂
56、的来源和去路血脂的来源和去路血血脂脂食物中脂类食物中脂类体内合成脂类体内合成脂类储脂动员释放储脂动员释放氧化供能氧化供能进入脂库储存进入脂库储存构成生物膜构成生物膜转变成其他物质转变成其他物质波动范围较大波动范围较大 血浆脂蛋白(血浆脂蛋白(lipoprotein)的结构的结构血脂的转运形式血脂的转运形式:脂蛋白脂蛋白血脂血脂+载脂蛋白质载脂蛋白质游离脂肪酸游离脂肪酸+清蛋白清蛋白复合体复合体(疏水)(疏水)(亲水)(亲水)(亲水)(亲水)内核内核:疏水的疏水的甘油三酯甘油三酯,胆固醇酯胆固醇酯外层外层: 磷脂磷脂、胆固醇胆固醇和和载脂蛋白载脂蛋白。脂蛋白结构脂蛋白结构载脂蛋白载脂蛋白(Apo
57、lipoprotein,Apo)特点:具有双性特点:具有双性-螺旋的结构螺旋的结构种类:种类:A、B、C、D、E、H六类,六类,20余种。余种。功能功能:结合和运转脂质结合和运转脂质对关键酶活性的调节对关键酶活性的调节脂蛋白受体的识别脂蛋白受体的识别是脂蛋白中运输脂类的关键成分是脂蛋白中运输脂类的关键成分密度分类法密度分类法:乳糜微粒乳糜微粒(CM)极低密度脂蛋白极低密度脂蛋白(VLDL)低密度脂蛋白低密度脂蛋白(LDL)高密度脂蛋白高密度脂蛋白(HDL) 脂蛋白的分类脂蛋白的分类动脉粥动脉粥样硬化样硬化防治原则:降低防治原则:降低LDL、VLDL,提高提高HDL控制饮食、适当运动、服降脂药控
58、制饮食、适当运动、服降脂药思考题思考题1.脂肪的动员和甘油的合成脂肪的动员和甘油的合成2.脂肪酸的脂肪酸的 氧化与合成的特征及其区别氧化与合成的特征及其区别3.酮体的生成和利用及其意义酮体的生成和利用及其意义4.甘油三脂的合成,脂肪代谢的调控甘油三脂的合成,脂肪代谢的调控5.类脂的组成、胆固醇合成的特点和生物转变类脂的组成、胆固醇合成的特点和生物转变6.血浆脂蛋白的分类血浆脂蛋白的分类上次课内容回顾上次课内容回顾 磷酸甘油的合成:磷酸甘油的合成:甘油为底物磷酸化甘油为底物磷酸化 磷酸二羟基丙酮加氢磷酸二羟基丙酮加氢脂肪酸的生物合成:脂肪酸的生物合成: 原料:乙酰辅酶原料:乙酰辅酶A A 场所:
59、胞液场所:胞液 2C2C活性形式:丙二酸单酰辅酶活性形式:丙二酸单酰辅酶A A 合成合成16C16C的软脂酸:的软脂酸: 8 8分子乙酰辅酶分子乙酰辅酶A A,7 7分子分子ATP, 14ATP, 14分子分子NADPHNADPH 物质代谢的相互联系物质代谢的相互联系糖、脂、蛋白质和核酸的代谢并非彼此独立,糖、脂、蛋白质和核酸的代谢并非彼此独立,而是相互关联的。而是相互关联的。 糖代谢与脂肪代谢的联系糖代谢与脂肪代谢的联系 糖可转变为脂肪,但脂肪在动物体内不可转变为糖。糖可转变为脂肪,但脂肪在动物体内不可转变为糖。糖过量糖过量肝糖原肝糖原/ / 肌糖原肌糖原 肝脏肝脏 肌肉肌肉丙二酰丙二酰Co
60、ACoA脂肪脂肪丙酮酸丙酮酸乙酰乙酰CoACoA甘油甘油磷酸甘油磷酸甘油微微不不足足道道为什么糖吃为什么糖吃 多了会胖?多了会胖?糖代谢与氨基酸代谢的联系糖代谢与氨基酸代谢的联系1818种氨基酸种氨基酸(除(除Lys, LeuLys, Leu外外) ) - -酮酸酮酸TCA TCA 循环循环生物氧化生物氧化CO2H2OATP丙酮酸丙酮酸糖异生糖异生糖糖丙酮酸丙酮酸 - -酮戊二酸酮戊二酸草酰乙酸草酰乙酸1212种非必需氨基酸种非必需氨基酸食物中的蛋白质不能为糖、脂肪替代食物中的蛋白质不能为糖、脂肪替代, ,而蛋白质却可替代糖和脂肪供能。而蛋白质却可替代糖和脂肪供能。脂类代谢与氨基酸代谢的联系脂
61、类代谢与氨基酸代谢的联系2020种氨基酸种氨基酸乙酰乙酰CoACoA脂肪酸脂肪酸脂肪脂肪食物中的蛋白质不能为糖、脂肪替代食物中的蛋白质不能为糖、脂肪替代, ,而蛋白质却可替代糖和脂肪供能。而蛋白质却可替代糖和脂肪供能。胆固醇胆固醇丝氨酸丝氨酸胆胺胆胺胆碱胆碱磷脂磷脂脂脂类类蛋白质蛋白质脂类脂类 核酸代谢与氨基酸代谢的联系核酸代谢与氨基酸代谢的联系甘氨酸甘氨酸天冬氨酸天冬氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺一碳单元一碳单元嘌呤嘌呤天冬氨酸天冬氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺一碳单元一碳单元嘧啶嘧啶整体物质代谢的调节整体物质代谢的调节饥饿状态:饥饿状态:主要能量来源是储存的蛋白质和脂肪主要能量来源是储存的蛋白质和脂肪 短期:
62、不能进食短期:不能进食1-31-3天,肝糖原天,肝糖原 ,胰岛素,胰岛素 ,胰高血糖素,胰高血糖素 蛋白质分解蛋白质分解 , 糖异生加强糖异生加强 , 脂肪动员加强脂肪动员加强 ,酮体生成增加,酮体生成增加 组织对葡萄糖的利用降低组织对葡萄糖的利用降低 长期:长期:脂肪动员进一步加强脂肪动员进一步加强 , 肝脏生成大量酮体肝脏生成大量酮体 脑组织利用酮体增加脑组织利用酮体增加 肌肉以脂肪酸为主要能源,保证大脑优先利用酮体肌肉以脂肪酸为主要能源,保证大脑优先利用酮体 肌肉蛋白质分解减少,肌肉蛋白质分解减少, 糖异生主要以乳酸和丙酮酸为原料糖异生主要以乳酸和丙酮酸为原料 三三大大物物质质代代谢谢途
63、途径径的的关关联联 活性激素活性激素敏感性脂酶敏感性脂酶PiPicAMP无活性激素无活性激素敏感性脂酶敏感性脂酶cAMP-依赖性依赖性蛋白激酶蛋白激酶ATPATPADPADP胰岛素胰岛素激素敏感脂肪酶的调控激素敏感脂肪酶的调控胰高血糖素胰高血糖素肾上腺素肾上腺素去甲肾上腺素去甲肾上腺素 胰岛素胰岛素 上次课内容脂肪的分解代谢脂肪的分解代谢 酮体的生成与利用酮体的生成与利用 甘油甘油脂肪酸脂肪酸 - -氧化(偶数氧化(偶数C) - -氧化(奇数氧化(奇数C、支连、长链)、支连、长链) - -氧化(氧化(动物体中动物体中12 C以下)以下)3- -磷酸甘油醛磷酸甘油醛糖异生糖异生TCA循环循环TCATCA循环循环乙酰乙酸乙酰乙酸 - -羟丁酸羟丁酸丙酮丙酮