第十章 脂代谢 ppt课件.ppt

第十章 脂代谢 第一节 脂类的消化、吸收和转运,一 脂类的消化（脂类的酶水解）,脂肪：胰脂肪酶，酯酶，胆汁酸盐，共脂肪酶（colipase）。,胆固醇酯：胆固醇酯酶。,磷脂：磷脂酶。,脂肪的酶促水解,二 脂类的吸收：, 被吸收的甘油、FA和-甘油-酯在小肠粘膜细胞内 重新合成脂肪。,脂肪+少量磷脂和胆固醇乳糜微粒（chylomicron）, 胆固醇或胆固醇酯：胆汁酸盐，脂蛋白。 磷脂：胆汁酸盐。,三 脂类的转运：,脂蛋白： 是由疏水脂类为核心、围绕着极性脂类及载脂蛋白（apop）组成的复合体，是脂类物质（甘油三脂和胆固醇脂）的转运形式。 脂蛋白分为细胞脂蛋白和血液脂蛋白 脂蛋白的主要功能是转运脂质及固醇类物质。,血浆脂蛋白的分类及功能：, 乳麋微粒（CM） 极低密度脂蛋白（VLDL） 低密度脂蛋白（LDL） 中密度脂蛋白（MDL） 高密度脂蛋白（HDL）,脂蛋白的种类,四 贮脂的动员,皮下脂肪在激素敏感脂酶作用下分解，脂肪酸经血浆白蛋白（清蛋白，albumin）运输至肝脏等组织细胞中，甘油被运送到肝脏 和肾脏，经甘油激酶和甘油-3-磷酸脱氢酶作用，转化为磷酸磷酸二羟丙酮 促进：肾上腺素、胰高血糖素、肾上腺皮质激素 抑制：胰岛素,第二节 脂肪的分解代谢 一 甘油的分解代谢,基本上是糖的分解代谢,在脂肪细胞中，没有甘油激酶，无法利用脂解产生的甘油。甘油进入血液，转运至肝脏后才能被甘油激酶磷酸化为3-磷酸甘油，再经磷酸甘油脱氢酶氧化成磷酸二羟丙酮，进入糖酵解途径或糖异生途径。,二 脂肪酸的分解代谢 （一） 饱和脂肪酸的氧化分解,-氧化作用,-氧化作用,-氧化作用,（1）-氧化作用的概念及试验证据, 试验证据 1904年 F.Knoop根据用苯环标记脂肪酸饲喂狗的实验结果，推导出了-氧化学说。,脂肪酸在体内氧化时在羧基端的-碳原子上进行氧化，碳链逐次断裂，每次断下一个二碳单位，即乙酰CoA，该过程称作-氧化。, 概 念,脂肪酸的- 氧化,脂酰CoA合成酶,(2) 脂肪酸的活化和转运,A 脂肪酸的活化,O R-C-OH,+,CoA-SH,脂酰肉碱穿梭： 线粒体内膜外侧： 脂酰肉碱转移酶催化，脂酰CoA将脂酰基转移给肉碱的羟基，生成脂酰肉碱。 线粒体内膜： 移位酶（载体蛋白）将脂酰肉碱移入线粒体内，并将肉碱移出线粒体。 线粒体内膜基质侧: 肉碱脂酰转移酶催化，使脂酰基又转移给CoA，生成脂酰CoA和游离的肉碱。,脂酰CoA的转运,从细胞质转运到线粒体中,rate-limiting step for oxidation of FAs, R-CH2 - CH2C-SCoA, R-CH=CH-C-SCoA,a、脱氢,b、水化,c、再脱氢,OH O R-CH-CH2CSCoA,O O R-C-CH2CSCoA,d、硫解,|,|,（3）-氧化的生化历程,、 脂酰CoA脱氢生成-反式烯脂酰CoA,、2反式烯脂酰CoA水化生成L-羟脂酰CoA -烯脂酰CoA水化酶,、 L-羟脂酰CoA脱氢生成-酮脂酰CoA L-羟脂酸CoA脱氢酶,、 -酮脂酰CoA硫解生成乙酰CoA和（n-2）脂酰CoA 酮脂酰硫解酶,脂肪酸-氧化作用小结,（1）脂肪酸-氧化时仅需活化一次，消耗1个ATP的 两个高能键。 （2）-氧化包括脱氢、水化、脱氢、硫解4个重复步 骤。 （3）每循环一次产生1个FADH2、1个NADH2和1 个 乙酰-CoA。,（4） 脂酸-氧化所产生的能量,脂肪酸活化：-2ATP,一轮-氧化： 1FADH2， 1NADH2， 1乙酰CoA (2ATP) (3ATP) (TCAcycle: 12ATP),以软脂酸为例： 7次循环：7 X（2+3+10）+10 = 125 ATP 活化消耗： -2个高能磷酸键 净生成： 125 - 2 = 123 ATP,（二）不饱和脂肪酸的氧化,1、 单不饱和脂肪酸的氧化 3顺-2反烯脂酰CoA异构酶（改变双键位置和顺反构型） 少了一次脂酰-CoA脱氢酶的作用，少了1个FADH2,2、 多不饱和脂肪酸的氧化 3顺2反烯脂酰CoA异构酶（改变双键位置和顺反构型） -羟脂酰CoA差向酶（改变-羟基构型：DL型）,脂肪,甘油:,脂肪酸:,按糖分解代谢 进行,有不同的代谢途径 （其中最重要的是-OX）,产生大量CH3COSCoA,乙酰CoA的去路,三 酮体,脂肪酸-氧化产物乙酰CoA,在肌肉中进入三羧酸循环氧化供能，然而在肝细胞中还有另一条去路。乙酰CoA可在肝细胞形成乙酰乙酸、-羟丁酸、丙酮，这三种物质统称为酮体(ketone body)。,肝脏线粒体中乙酰CoA有4种去向： (1) 柠檬酸循环 （2）合成胆固醇 （3）合成脂肪酸 （4）酮体代谢,肝脏线粒体中的乙酰CoA走哪一条途径，主要取决于草酰乙酸的可利用性。 饥饿状态下，草酰乙酸离开TCA，用于异生合成Glc。只有少量乙酰CoA可以进入TCA，大多数乙酰CoA用于合成酮体。,酮体生成的生理意义,酮体是肝输出能量的一种形式,形成酮体的目的是将肝中大量的乙酰CoA转移出去 酮体溶于水，分子小，能通过血脑屏障及肌肉毛细管壁。脑组织不能氧化脂肪酸，却能利用酮体。长期饥饿，糖供应不足时，酮体可以代替Glc，成为脑组织及肌肉的主要能源。,第三节 脂肪的合成代谢 一 脂肪酸的生物合成,1 饱和脂肪酸的从头合成,2 线粒体和内质网中脂肪酸碳链的延长,3 不饱和脂肪酸的合成,1 饱和脂肪酸的从头合成,合成部位：细胞质 合成的原料： 乙酰CoA（主要来自Glc酵解） NADPH （ 60%磷酸戊糖途径、 40%苹果酸酶反应） ATP ，CO2，生物素， Mn2+,脂肪酸合成酶系结构模式,ACP,乙酰CoA:ACP转移酶 丙二酸单酰CoA:ACP转移酶 -酮脂酰-ACP合酶 -酮脂酰-ACP还原酶 -羟脂酰-ACP脱水酶 烯脂酰-ACP还原酶,（1）脂肪酸合成酶复合体系和脂酰基载体蛋白 (acyl carrier protein，ACP),脂酰基载体蛋白(ACP)的辅基结构,辅基：4-磷酸泛酰巯基乙胺,（2）乙酰CoA运转：柠檬酸-丙酮酸循环,柠檬酸丙酮酸循环,（3）乙酰CoA活化： 丙二酸单酰ACP的形成,乙酰CoA羧化酶：辅酶是生物素 乙酰CoA羧化酶是脂肪酸合成的限速酶：柠檬酸激活，脂肪酸抑制。 乙酰CoA是脂肪酸合成的起始引物，丙二酸单酰CoA是链的延长单位。,乙酰CoA羧化酶多酶复合物包括三个组分：,1. 生物素羧基载体蛋白（BCCP） 或生物素载体蛋白（BCP）,2. 生物素羧化酶（BC）,3. 羧基转移酶（CT）,O O CH3-C-CH2 - CSACP,脂肪酸从头合成的生化历程,O CH3CSACP,+,|, CH3-CH=CH-C-SACP,|, CH3-CH2 - CH2 - C-SACP,|,O H O CH3-C-CH2 - CSACP,CO2,H,脂肪酸生物合成的反应历程,经7轮cycle合成了棕榈酰-S-ACP,CH3(CH2)14CO-S-ACP,硫酯酶,CH3（CH2）14COOH+ACP-SH,硫解酶,CH3(CH2)14COSCoA+ACP-SH,+H2O,+ CoA,脂肪酸合成总结,脂肪酸合成和降解的比较,2 线粒体和内质网中脂肪酸碳链的延长,线粒体酶系延长脂肪酸的途径:,基本上是-氧化的逆转,-OX,线粒体酶系,脂酰CoA,脱氢,脱氢,硫解,加氢,脱水,加氢,缩合,加水,内质网酶系延长脂肪酸途径：,可延长饱和FA，也可延长不饱和FA。 引物：脂酰CoA 2C单位：来自丙二酸单酰CoA 载体：CoA,3 不饱和脂酸的合成,重要的不饱和脂酸：,油酸（十八碳-烯酸），18:1 9,一个双键的脂酸：,二个、三个、四个双键的脂酸：,花生四烯酸（二十碳四烯酸），20:4 5,8,11,14,亚油酸（十八碳二烯酸），18:2 9,12,亚麻酸（十八碳三烯酸），18:3 9,12,15,（必需脂酸）, 在人类及多数动物体内，只能合成一个双键的单不 饱和脂肪酸（9），如硬脂酸脱氢生成油酸，软脂 酸脱氢生成棕榈油酸。 植物和某些微生物可以合成(12)二烯酸、三烯酸， 甚至四烯酸。 某些微生物(E. coli)、酵母及霉菌能合成二烯、三烯 和四烯酸。,两条途径； 氧化脱氢和-氧化，脱水,二 甘油的生物合成,（实线为甘油的分解，虚线为甘油的合成)）,甘油激酶,磷酸甘油脱氢酶,异构酶,磷酸酶,三 三酰甘油的生物合成,合成原料： （1）甘油-3-磷酸： 磷酸二羟丙酮(糖酵解产物)还原 甘油磷酸化(只有肝中才有甘油激酶) （2）脂酰CoA：脂肪酸的活化,三酰甘油的生物合成,酯酰甘油磷酸转移酶,酯酰甘油磷酸转移酶,酯酰转移酶,磷脂酸磷酸酯酶,第四节 脂代谢的调节,一 - 氧化的调节 1 脂酰基进入线粒体的速度是限速步骤， 2 长链脂酸生物合成的第一个前体丙二酸单酰CoA的浓度增加，可抑制肉碱脂酰转移酶，限制脂肪酸氧化。 3 NADH/NAD+比率高时，羟脂酰CoA脱氢酶便受抑制。 4 乙酰CoA浓度高时，可抑制硫解酶，抑制氧化,二 酮体生成的调节 1 饱食：胰岛素增加，脂解作用抑制，脂肪动员减少，进入肝中脂 肪酸减少，酮体生成减少。 饥饿：胰高血糖素增加，脂肪动员量加强，血中游离脂肪酸浓度 升高，利于氧化及酮体的生成。 2 肝细胞糖原含量及其代谢的影响： 肝细胞糖原含量丰富时，脂肪酸合成甘油三酯及磷脂。 肝细胞糖原供给不足时，脂肪酸主要进入线粒体，进入氧 化，酮体生成增多。 3 丙二酸单酰CoA抑制脂酰CoA进入线粒体 乙酰CoA及柠檬酸能激活乙酰CoA羧化酶，促进丙二酰CoA的合 成，后者能竞争性抑制肉碱脂酰转移酶，从而阻止脂酰CoA进入线粒体内进行氧化。,三 脂肪酸合成的调节,1 乙酰CoA+OAACit胞浆,FA合成的第一个关键反应,2 丙二酸单酰CoA的形成（乙酰CoA羧化酶催化）,FA合成的第二个关键反应 ，是FA合成的限速反应。,3 FA的合成需要NADPH，NADPH主要来自糖代 谢的戊糖磷酸途径,第五节 脂代谢异常引起的疾病 肥胖症，血管硬化，脂肪肝,