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第 五 章

第 五 章. 脂 类 代 谢. Metabolism of Lipid. 脂 类 概 述. 定义. 脂肪和类脂总称为脂类 (lipid ). 分类. 脂肪 (fat) ： 三脂酰甘油 (triacylglycerols,TAG) 也称为甘油三酯 (triglyceride, TG).

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Presentation Transcript

  1. 第 五 章 脂 类 代 谢 Metabolism of Lipid

  2. 脂 类 概 述 定义 脂肪和类脂总称为脂类(lipid) 分类 脂肪 (fat)： 三脂酰甘油 (triacylglycerols,TAG)也称为甘油三酯 (triglyceride, TG) 类脂(lipoid)： 胆固醇 (cholesterol, CHOL) 胆固醇酯 (cholesterol ester, CE) 磷脂 (phospholipid, PL) 鞘脂 (sphingolipids)

  3. FA 甘油 FA 甘油 FA FA FA Pi X 胆固醇 FA 脂类基本构成 甘油三酯 甘油磷脂 X = 胆碱、水、乙醇胺、丝氨酸、甘油、 肌醇、磷脂酰甘油等 胆固醇酯

  4. 甘油三脂 甘油磷脂 X = 胆碱、水、乙醇胺、 丝氨酸、甘油、肌醇、磷脂酰甘油等

  5. 鞘氨醇 鞘氨醇 FA FA Pi X 鞘氨醇 FA 糖 鞘 脂 鞘磷脂 鞘糖脂

  6. 脂酸的来源 自身合成 多为饱和脂酸和单不饱和脂酸 食物供给各种脂酸，特别一些不饱和脂酸 * 营养必需脂酸—— 亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸等多不饱和脂酸是人体不可缺乏的营养素，不能自身合成，需从食物摄取。

  7. 第 一 节 不饱和脂酸的分类及命名

  8. 不饱和脂酸的分类 • 单不饱和脂酸 • 多不饱和脂酸 含2个或2个以上双键的不饱和脂酸

  9. 不饱和脂酸命名 • 系统命名法 • 标示脂酸的碳原子数即碳链长度和双键的位置。 • △编码体系 从脂酸的羧基碳起计算碳原子的顺序 • ω或n编码体系 从脂酸的甲基碳起计算其碳原子顺序

  10. 哺乳动物不饱和脂酸按ω（或n）编码体系分类

  11. 常 见 的 不 饱 和 脂 酸

  12. 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。ω3、ω6及ω9三族多不饱和脂酸在体内彼此不能互相转化。 动物只能合成ω9及ω7系的多不饱和脂酸，不能合成ω6及ω3系多不饱和脂酸。

  13. 第 二 节 脂类的消化与吸收

  14. 脂类的消化 • 场所：小肠上段 • 酶：胰脂酶、磷脂酶A2、胆固醇酯酶及辅脂酶； • 乳化作用：胆汁酸盐； • 产物：甘油一酯、脂酸、胆固醇及溶血磷脂等，与胆汁酸盐乳化成更小的混合微团。

  15. 乳化 消化酶 胰脂酶 辅脂酶 磷脂酶A2 胆固醇酯酶 消化过程 食物中的脂类 微团 (micelles) 产 物 甘油三酯 2-甘油一酯 + 2 FFA 磷 脂 溶血磷脂 + FFA 胆固醇酯 胆固醇 + FFA

  16. 辅脂酶 辅脂酶是胰脂酶对脂肪消化不可缺少的蛋白质辅因子，分子量约10,000。辅脂酶在胰腺泡中以酶原形式合成，随胰液分泌入十二指肠。进入肠腔后，辅脂酶原被胰蛋白酶从其N端切下一个五肽而被激活。辅脂酶本身不具脂肪酶的活性，但它具有与脂肪及胰脂酶结合的结构域。它与胰脂酶结合是通过氢键进行的；它与脂肪通过疏水键进行结合。

  17. 脂肪与类脂的消化产物，包括甘油一酯、脂酸、胆固醇及溶血磷脂等以及中链脂酸（6～10C）及短链脂酸（2～4C）构成的的甘油三酯与胆汁酸盐，形成混合微团(mixed micelles)，被肠粘膜细胞吸收。

  18. 脂类的吸收 部位：主要在十二指肠下段及空肠上段 形式： 1、中链脂酸及短链脂酸构成的甘油三酯：在肠粘膜细胞，经脂肪酶的作用，水解为脂肪酸及甘油，通过门静脉进人血循环。 2、长链脂酸及2-甘油一酯：在肠粘膜细胞经甘油一酯合成途径合成甘油三酯，形成乳糜微粒，经淋巴进入血循环。

  19. 乳化 吸收 肠粘膜 细胞 中链及短链脂酸构成的TG 脂肪酶 甘油 + FFA 门静脉 血循环

  20. 肠粘膜细胞 长链脂酸及2-甘油一酯 酯化成TG 载脂蛋白(apo) B48、C、AⅠ、AⅣ TG、CE、PL + 血循环 淋巴管 乳糜微粒(CM)

  21. 脂酰CoA合成酶 CoA + RCOOH RCOCoA ATP AMP Pi 酯酰CoA 转移酶 酯酰CoA 转移酶 R2COCoA CoA R3COCoA CoA 甘油一酯途径 甘油二酯 甘油一酯 甘油三酯

  22. 甘油三酯的消化与吸收

  23. 第 三 节 甘油三酯的代谢

  24. 一、甘油三酯的合成代谢 （一）合成部位及原料 肝脏：甘油及脂酸主要由葡萄糖代谢提供，也利用CM中的FA合成脂肪。 脂肪组织：甘油及脂酸主要由葡萄糖代谢提供，也利用CM或VLDL中的FA合成脂肪。 小肠粘膜：食物脂肪消化吸收的甘油一酯和脂肪酸

  25. （二）合成基本过程 小肠粘膜细胞：甘油一酯途径 肝、脂肪细胞：甘油二酯途径 （三）去路 肝细胞：参与极低密度脂蛋白形成，运输到肝外组织利用 脂肪细胞：储存脂肪 小肠粘膜细胞：参与乳糜微粒形成，经淋巴入血

  26. 肝、肾甘油激酶 ATP ADP 糖代谢 磷酸二羟丙酮 3-磷酸甘油 * 肝、肾等组织 脂肪细胞缺乏甘油激酶，不能利用甘油合成脂肪

  27. 酯酰CoA 转移酶 酯酰CoA 转移酶 酯酰CoA 转移酶 磷脂酸 磷酸酶 CoA CoA CoA R1COCoA R2COCoA R3COCoA Pi 甘油二酯途径

  28. 二、甘油三酯的分解代谢 （一） 脂肪的动员 • 定义 ： • 储存在脂肪细胞中的脂肪，被肪脂酶逐步水解为脂肪酸及甘油，并释放入血以供其他组织氧化利用的过程。 关键酶 激素敏感性甘油三酯脂肪酶 (hormone-sensitive triglyceride lipase , HSL)

  29. 脂解激素 • 能促进脂肪动员的激素，如胰高血糖素、去甲肾上腺素、促肾上腺皮质激素(ACTH) 、促甲状腺激素(TSH)等。 • 抗脂解激素 • 抑制脂肪动员，如胰岛素、前列腺素E2、烟酸等。

  30. + + + 甘油二酯脂肪酶 FFA FFA 甘油一酯脂肪酶 FFA 脂肪动员过程 ATP 脂解激素-受体 G蛋白 AC HSLa(无活性) cAMP PKA HSLb(有活性) 甘油一酯 甘油二酯 甘油三酯 甘油

  31. 脂肪动员产物的进一步代谢： • 甘油直接运送至各组织，经甘油激酶的作用转变为3-磷酸甘油进入糖代谢； • 脂酸由血浆中的清蛋白运送 至全身组织进行代谢。

  32. （二）脂酸的β-氧化 部 位 组 织：肝、肌肉最活跃 脑组织除外。 亚细胞：胞液、线粒体 过 程：脂酸的活化 ——脂酰CoA的生成 脂酰CoA进入线粒体 脂酰CoA的β-氧化

  33. + CoA-SH 脂酰CoA合成酶 ATP AMP PPi 1、脂酸的活化 —— 脂酰 CoA 的生成（胞液）

  34. 2.脂酰CoA 进入线粒体 关键酶

  35. 2. 脂酰CoA进入线粒体 酶：1）肉碱脂酰转移酶 I 脂酸β-氧化的限速酶 2）肉碱脂酰转移酶Ⅱ 3） 肉碱脂酰肉碱转位酶 载体：肉碱（β羟-γ-三甲氨基丁酸）

  36. FAD FADH2 脂酰CoA 脱氢酶 反⊿2-烯酰CoA H2O ⊿2--烯脂酰CoA 水化酶 NAD+ L(+)-β羟脂酰 CoA脱氢酶 NADH+H+ β酮脂酰CoA 硫解酶 CoA-SH 3. 脂酸的β氧化 脂酰CoA 脱氢 加水 L(+)-β羟脂酰CoA 再脱氢 β酮脂酰CoA 硫解 脂酰CoA+乙酰CoA

  37. 三羧酸循环 彻底氧化 乙酰CoA 生成酮体 肝外组织氧化利用

  38. FADH2 2ATP AMP PPi H2O 呼吸链 ATP CoASH H2O 3ATP H2O NADH+H+ 呼吸链 CoA-SH 三羧酸循环 肉碱转运载体 线粒体膜

  39. 4.脂酸氧化的能量生成 —— 以16碳软脂酸的氧化为例 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、水化、再脱氢、硫解 • 产物：1分子乙酰CoA • 1分子少两个碳原子的脂酰CoA • 1分子NADH+H+ • 1分子FADH2

  40. 7 轮循环产物：8分子乙酰CoA • 7分子NADH+H+ • 7分子FADH2 • 能量计算： • 生成ATP8×12 + 7×3 + 7×2 = 131 • 净生成ATP131 – 2 = 129

  41. 软脂酸与葡萄糖在体内氧化产生ATP的比较

  42. β氧化 ⊿3顺-⊿2反烯脂酰CoA 异构酶 反⊿2-烯脂酰CoA 不饱和脂酸 顺⊿3-烯脂酰CoA 顺⊿2-烯脂酰CoA H2O D(-)-β羟脂酰CoA 表构酶 D(-)-β羟脂酰CoA L(+)-β羟脂酰CoA （三）脂酸的其他氧化方式 1.不饱和脂酸的氧化 β氧化

  43. 亚油酰CoA （⊿9顺，⊿12顺） 3次β氧化 十二碳二烯脂酰CoA （⊿3顺，⊿6顺） ⊿3顺,⊿2反-烯脂酰 CoA异构酶 十二碳二烯脂酰CoA （⊿2反，⊿6顺） 2次β氧化

  44. O H 2 SCoA 1 3 c H C 3 O 八碳烯脂酰CoA （⊿2顺） 烯脂酰CoA 水化酶 D(+)-β-羟八碳脂酰CoA β-羟脂酰CoA 表构酶 L(-)-β-羟八碳脂酰CoA 4次β氧化 4 乙酰CoA

  45. 2.过氧化酶体脂酸氧化 长链脂酸(C20、C22) （过氧化酶体） （线粒体） 较短链 脂酸 脂肪酸氧化酶 （FAD为辅酶） β氧化

  46. 羧化酶 （ATP、生物素） CO2 消旋酶 变位酶 5-脱氧腺苷钴胺素 3.丙酸的氧化 Ile Met Thr Val 奇数碳脂酸 胆固醇侧链 CH3CH2CO~CoA L-甲基丙二酰CoA D-甲基丙二酰CoA 琥珀酰CoA TAC

  47. （四）酮体的生成和利用 酮体(ketone bodies)：是脂酸在肝分解氧化时特有的中间代谢物—乙酰乙酸、β-羟丁酸及丙酮的总称。 生成： 部位：肝细胞线粒体； 原料：脂酸氧化生成的大量乙酰CoA； 关键酶 ：羟甲基戊二酸单酰CoA(HMGCoA)合成酶。 • 利用：肝外组织（心、肾、脑、骨骼肌等）线粒体

  48. 2 CO2 1. 酮体的生成 HMGCoA 合酶 CoASH 乙酰乙酰CoA硫解酶 CoASH HMGCoA 裂解酶 NADH+H+ NAD+ β-羟丁酸 脱氢酶

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