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第八章 脂类代谢

第八章 脂类代谢. 一、脂类的消化、吸收、转运和储存. 二、脂肪的分解代谢. 三、脂肪的合成代谢. 生 物 体 内 的 脂 类. 酰基甘油酯. 单纯脂类. 蜡. 含有脂肪酸. 磷脂. 复合脂类. 脂类. 糖脂、硫脂. 萜 类. 非皂化脂类. 不含脂肪酸. 甾醇类. 异戊二烯脂类 , 不含脂肪酸 , 不能进行皂化。. 一、脂类的消化、吸收、转运和储存. （一）脂类的消化. 小肠上段： 主要消化场所. 脂类 (TG 、 Ch 、 PL 等 ). 胆汁酸盐乳化. 微团. 胰脂肪酶、磷脂酶等水解. 甘油一脂、溶血磷脂、

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第八章 脂类代谢

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Presentation Transcript

  1. 第八章 脂类代谢 一、脂类的消化、吸收、转运和储存 二、脂肪的分解代谢 三、脂肪的合成代谢

  2. 生 物 体 内 的 脂 类 酰基甘油酯 单纯脂类 蜡 含有脂肪酸 磷脂 复合脂类 脂类 糖脂、硫脂 萜 类 非皂化脂类 不含脂肪酸 甾醇类 异戊二烯脂类,不含脂肪酸,不能进行皂化。

  3. 一、脂类的消化、吸收、转运和储存 （一）脂类的消化 小肠上段：主要消化场所 脂类(TG、Ch、PL等) 胆汁酸盐乳化 微团 胰脂肪酶、磷脂酶等水解 甘油一脂、溶血磷脂、 长链脂肪酸、胆固醇等 混合微团 乳化

  4. (二) 脂类的吸收 十二指肠下段、空肠上段 小肠粘膜 细胞内 混合 微团 重新酯化 扩散 乳糜微粒 载脂蛋白结合 门静脉 肝脏

  5. 脂蛋白 小肠粘膜 乳糜微粒 脂肪 十二指肠 空肠 血液

  6. (三) 脂类的转运和脂蛋白的作用 乳麋微粒（CM） 极低密度脂蛋白VLDL 脂蛋白的种类 低密度脂蛋白LDL （按密度大小分） 高密度脂蛋白HDL

  7. 分类：4类 颗粒 密度 CM 大 小 VLDL LDL HDL 小 大

  8. (1)乳糜微粒（CM） 小肠粘膜细胞中生成 主要功能:外源性甘油三酯转运至脂肪、心和肌肉 等肝外组织而利用，同时将食物中外源 性胆固醇转运至肝脏；

  9. （2）极低密度脂蛋白(VLDL) 肝脏内生成，体内转运内源性甘油三酯的主要方式； （3）低密度脂蛋白(LDL) 由VLDL转变 功能:将肝脏合成的内源性胆固醇运到肝外组织 保证组织细胞对胆固醇的需求

  10. （4）高密度脂蛋白(HDL) 肝脏和小肠中生成 主要功能:将肝外细胞释放的胆固醇转运到肝脏 防止胆固醇在血中聚积、防止动脉粥样硬化

  11. 血浆脂蛋白的组成、性质及功能

  12. （一）脂肪的水解 二、脂肪的分解代谢

  13. （二）甘油的转化 磷酸甘油脱氢酶 甘油激酶 异构酶 （实线为甘油的分解，虚线为甘油的合成)）

  14. （三）脂肪酸β-氧化作用 脂肪酸在体内氧化时在羧基端的β-碳原子上进行氧化，碳链逐次断裂，每次断下一个二碳单位（乙酰CoA）

  15. 奇数碳原子： -CH2-(CH2)2n+1-COOH -CH2-(CH2)2n-COOH -COOH（苯甲酸） 偶数碳原子： -CH2COOH（苯乙酸）  试验证据 1904,F.Knoop,苯环标记脂肪酸饲喂狗 β-氧化学说

  16. 1、脂肪酸活化为脂酰CoA（胞浆） 内质网、线粒体外膜：脂酰CoA合成酶 催化脂肪酸与CoA-SH：脂酰CoA（活化）。 反应不可逆

  17. 2、脂酰CoA进入线粒体 脂肪酸氧化酶系：线粒体基质 长链脂酰CoA（12C以上）不能直接透过线粒体内膜 与肉碱(carnitine) 结合:脂酰肉碱,进入线粒体基质 肉碱脂酰转移酶(CAT-Ⅰ和CAT-II)催化：

  18. β-氧化的限速步骤，CAT-Ⅰ是限速酶 丙二酸单酰CoA 是强烈的竞争性抑制剂。

  19. 肉碱转运脂酰辅酶A 进入线粒体

  20. NAD+ L-β-羟脂酰CoA脱氢酶 NADH+H+ RCH2CO~SCoA CH3CO~SCoA 乙酰CoA 脂酰CoA(14C) OH (3) 再脱氢 RCH2 CH CH2 CO~SCoA L-β-羟脂酰CoA 呼吸链 3 ATP O (4) 硫解 CH2CO RCH2C ~SCoA β-酮脂酰CoA CoA-SH β-酮脂酰 CoA硫解酶 （1）（2）（3）（4） 重复反应

  21. -氧化的生化历程 FAD 呼吸链 H20 FADH2 H2O NAD + 呼吸链 H20 NADH CoASH 乙酰CoA 乙酰CoA 乙酰CoA 乙酰CoA 乙酰CoA 乙酰CoA TCA ATP RCH2CH2CO-SCoA 脂酰CoA 脱氢酶 RCH=CH-CO-SCoA β-烯脂酰CoA 水化酶 RCHOHCH2CO~ScoA β-羟脂酰CoA 脱氢酶 RCOCH2CO-SCoA β-酮酯酰CoA 硫解酶 CH3CO~SCoA 脂酰CoA 乙酰CoA + R-CO~ScoA 乙酰CoA

  22. 4、β-氧化的能量生成 1分子软脂酸(16C)：活化生成软脂酰 CoA 7次β-氧化 总反应式: 软脂酰CoA + 7FAD+7NAD+ + 7CoA-SH + 7H2O 8乙酰CoA + 7FADH2 + 7(NADH + H+)

  23. β氧化：乙酰CoA、NADH和FADH2 碳原子数：Cn脂肪酸，β氧化 （n/2－1）次循环 n/2个乙酰CoA，（n/2-1）NADH、（n/2-1）FADH2 乙酰CoA：TCA，CO2、H2O，释放能量 NADH、FADH2：呼吸链传递电子生成ATP 生成ATP数量：

  24. 1分子软脂酸彻底氧化: (2×7)+(3×7)+(12×8)=131分子ATP 脂肪酸活化，消耗ATP的2个高能磷酸键 净生成：129 分子ATP 软脂酸（16C）

  25. 苹果酸脱氢酶 （8） 乙酰辅酶A 柠檬酸 草酰乙酸 顺乌头酸酶 （2） 柠檬酸合成酶 （1） 苹果酸 异柠檬酸 延胡索酸酶 （7） 异柠檬酸脱氢酶 （3） 延胡索酸 琥珀酸硫激酶 （5） 三羧酸 二羧酸 α-酮戊二酸 琥珀酸辅酶A α-酮戊二酸脱氢酶 （4） 琥珀酸 琥珀酸脱氢酶 （6）

  26. 脂肪酸的α-氧化作用 脂肪酸氧化作用发生在α-碳原子上，分解出CO2，生成比原来少一个碳原子的脂肪酸 RCH2COO- O2 O2 羟化 过氧化 RCH(OOH)COO- RCH(OH)COO- α-羟脂酸 NAD + CO2 NADH +H+ α-酮酸 RCOCOO- RCHO NAD + NAD + NADH +H+ NADH +H+ RCOO- CO2

  27. 脂肪酸的ω氧化作用 脂肪酸末端甲基（ω-端）经氧化转变成羟基，继而再氧化成羧基，从而形成α，ω-二羧酸的过程 CH3(CH2)n COO- O2 混合功能氧化酶 NADPH+H+ NAPD + HOCH2(CH2)n COO- NAD(P) + 醇酸脱氢酶 NAD(P)H+H+ OHC(CH2)n COO- NAD(P) + 醛酸脱氢酶 NAD(P)H+H+ -OOC(CH2)n COO-

  28. （四）酮体的生成和利用 • 脂肪酸在肝脏中不完全氧化的中间产物 • β－羟丁酸（70％） CH3CH(OH)CH2COOH • 乙酰乙酸（30％） CH3COCH2COOH • 丙酮（极微） CH3COCH3 1、酮体 统称 原料：乙酰CoA 脂肪酸在肝脏中氧化分解所生成的乙酰乙酸、β-羟丁酸和丙酮三种中间代谢产物

  29. HMGCoA裂解酶 CH3COCH2COOH 乙酰乙酸 OH | HOOCCH2-C-CH2COSCoA 脱羧酶 脱氢酶 | CH3 NADH+H+ CO2 NAD+ CH3CHOHCH2COOH CH3COCOOH 丙酮 --羟丁酸 2、酮体的生成 --氧化 硫解酶 脂肪酸 2CH3COSCoA CH3COCH2COSCoA 乙酰乙酰CoA CoASH CH3COSCoA HMGCoA 合成酶 CoASH 羟甲基戊二酸单酰CoA（HMGCoA）

  30. 3、酮体的利用 酮体：肝脏合成，肝脏缺乏利用酮体的酶，不能利用酮体 进入血液，输送到肝外组织利用

  31. CH2COOH CH2CO-CoA CH2COOH CH2COOH CH2COOH CH2COOH β-羟丁酸 CH3CH(OH)CH2COOH 心、肾、脑和骨胳 肌此酶活性高(10倍) NAD+ β -羟丁酸脱氢酶 NADH+H+ CH3COCH2COOH 乙酰乙酸 ATP+CoA-SH 琥珀酰CoA 乙酰乙酰 CoA合成酶 转移酶 CH3COCH2CO-SCoA 乙酰乙酰CoA TCA PPi+AMP 琥珀酸 H2O 硫解酶 HSCoA 2 Pi 乙酰 CoA CH3CO-CoA

  32. 琥珀酰CoA转硫酶： 催化进行氧化利用时，乙酰乙酸：24分子ATP β-羟丁酸：27分子ATP 乙酰乙酸硫激酶： 催化进行氧化利用时，乙酰乙酸：22分子ATP β-羟丁酸：25分子ATP

  33. 4、酮体生成及利用的意义 (1)正常情况，肝脏输出能源的一种形式 (2)饥饿或疾病，心、脑等重要器官提供必要的能源

  34. 酮血症（ketonemia） 正常生理条件，血中酮体的含量极低，0.078～0.49mmol/L 饥饿、高脂低糖膳食、糖尿病： 脂肪动员加强，肝中酮体生成过多，超过肝外组织利用能力 血中酮体升高。

  35. 1）输出脂肪能源的一种形式： 水溶性，透过血脑屏障及毛细血管壁， 2）饥饿，酮体供给脑组织50～70%的能量 3）禁食、应激及糖尿病： 心、肾、骨骼肌摄取酮体代替葡萄糖供能 节省葡萄糖以供脑和红细胞所需 防止肌肉蛋白的过多消耗。

  36. 临床意义： 正常成人24小时尿内含量分别为25mg,9mg和3mg，因含量少，用一般方法无法检出。 当糖类代谢发生障碍时，脂肪的分解代谢增加，所产生的酮体（严重者可使血浆酮体高达3～4g/L）超过肝外组织所能利用，即积聚在体内，可引起酸中毒。 尿内出现酮体，是代谢性酸中毒的表现。阳性见于糖尿病酮症酸中毒、严重的妊娠中毒性休克，还可见于中毒（如：磷、乙醚、氯仿等）、热性病（如：伤寒、麻疹、猩红热、肺炎、败血症、急性风湿热、急性粟粒性结核等）及惊厥时。另外，分娩后以及摄入多量脂肪和蛋白质、重症不能进食（如食道癌等）或进食而不摄入糖类时，均可因体内缺乏，大量分解脂肪而致尿中酮体阳性。 正常值： 阴性

  37. 三、脂肪的合成代谢 （一）脂肪酸的生物合成 1、脂肪酸合成酶系 动物：7种不同功能的酶、酰基载体蛋白（ACP) 一条肽链上的七个功能区（结构域） 一个基因编码 酵母：6个酶、ACP 定位于两条肽链 大肠杆菌：6个酶、ACP，共七条肽链

  38. 原料来源： 乙酰CoA：糖氧化、β-氧化、氨基酸氧化 线粒体 NADPH：磷酸戊糖途径（胞浆）

  39. HS CH2-Ser-ACP CoA：也有4-磷酸泛酰巯基乙胺 A HS 4-磷酸泛酰巯基乙胺 CoA－SH与ACP－SH的比较 辅基：4-磷酸泛酰巯基乙胺

  40. 中央巯基SH 外围巯基SH ③ ④ ② ⑤ ① ⑥ 脂肪酸合成酶系结构模式 ACP ①ACP－脂酰基转移酶 ② ACP－丙二酰转移酶 ③β-酮脂酰-ACP合成酶 ④ β-酮脂酰-ACP还原酶 ⑤β-羟脂酰-ACP脱水酶 ⑥ 烯脂酰-ACP还原酶 7 长链脂酰基硫解酶

  41. 2、脂肪酸生物合成的反应历程 CH3COCoA +CO2 ①ACP－脂酰基转移酶 ② ACP－丙二酰转移酶 ③β-酮脂酰-ACP合成酶 ④ β-酮脂酰-ACP还原酶 ⑤β-羟脂酰-ACP脱水酶 ⑥ 烯脂酰-ACP还原酶 7 长链脂酰基硫解酶 HOOCCH3COCoA ACP ② CH3COCoA CH3COACP HOOCCH3COACP ① 缩合 CO2 + ACP ③ C2 C2 C2 C2 C2 C2 CH3COCH2C0-SACP β-酮丁酰ACP CH3(CH2)14C0-SACP NADPH CH3CH2CH2C0-SACP ④ 还原 硫解 丁酰ACP NADP+ 7 CH3CH(OH) CH2C0-SACP 软脂肪酸 NADP+ β-羟丁酰ACP ⑥ 再还原 NADPH 脱水 ⑤ CH3CH= CH2C0-SACP H2O β-烯丁酰ACP

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