1、目目 录录第第 五五 章章脂 类 代 谢Metabolism of Lipid目目 录录脂脂 类类 概概 述述 脂肪和类脂总称为脂类脂肪和类脂总称为脂类(lipid(lipid),),),),是一类不溶是一类不溶于水易溶于有机溶剂于水易溶于有机溶剂,并能为机体利用的有机并能为机体利用的有机化合物。化合物。脂肪脂肪(fat)(fat):甘油三酯甘油三酯(triglyceride,TGtriglyceride,TG)类脂类脂(lipoid)(lipoid):胆固醇胆固醇 (cholesterol,chcholesterol,ch)胆固醇酯胆固醇酯 (cholesterol(cholesterol
2、ester,CEester,CE)磷脂磷脂 (phospholipid,PLphospholipid,PL)鞘脂鞘脂 (sphingolipidssphingolipids)分类分类定义定义目目 录录目目 录录Phospholipids,PLR2COOH多为花生四烯酸花生四烯酸(arachidonic acid)目目 录录目目 录录Cholesterol(Ch)andCholesterylEster(CE)CholesterolCholesteryl Ester目目 录录 Fluid mosaic model for membrane structure (流动镶嵌模型流动镶嵌模型)目目 录录
3、分类分类含量含量分布分布 生理功能生理功能脂肪脂肪脂肪脂肪 甘油三酯甘油三酯 9595%脂肪组织脂肪组织(皮下皮下,大网大网膜膜,肠系膜肠系膜,内脏周围内脏周围)1.1.储脂供能储脂供能2.2.提供必需脂酸提供必需脂酸3.3.促脂溶性维生素吸收促脂溶性维生素吸收4.4.保护内脏作用保护内脏作用,维持体温维持体温,防止散热防止散热类脂类脂类脂类脂糖酯、糖酯、胆胆固醇及其固醇及其酯、磷脂酯、磷脂5 5%生物膜、神生物膜、神经经1.1.维持生物膜的结构功能维持生物膜的结构功能2.2.胆固醇可转变成类固醇激胆固醇可转变成类固醇激素、维生素素、维生素D D3 3、胆汁酸、胆汁酸脂类的分类、含量、分布及生
4、理功能脂类的分类、含量、分布及生理功能 目目 录录脂肪酸脂肪酸(fatty acid):1.1.1.1.甘油三酯甘油三酯甘油三酯甘油三酯 磷脂磷脂磷脂磷脂 脂肪酸脂肪酸脂肪酸脂肪酸 糖脂糖脂糖脂糖脂饱和脂肪酸饱和脂肪酸饱和脂肪酸饱和脂肪酸不饱和脂肪酸不饱和脂肪酸不饱和脂肪酸不饱和脂肪酸双键双键双键双键3.3.2.2.长链脂肪酸长链脂肪酸长链脂肪酸长链脂肪酸 20-c20-c中链脂肪酸中链脂肪酸中链脂肪酸中链脂肪酸 11-19c11-19c短链脂肪酸短链脂肪酸短链脂肪酸短链脂肪酸 4-10c4-10c16c,18c16c,18c16c,18c16c,18c目目 录录FattyAcid,FA目目
5、录录游离脂肪酸的来源游离脂肪酸的来源自身合成自身合成:以脂肪形式储存以脂肪形式储存,需要时从脂肪动员产生需要时从脂肪动员产生,多为饱和脂酸和单不饱和脂酸。多为饱和脂酸和单不饱和脂酸。食食物物供供给给:包包括括各各种种脂脂酸酸,其其中中一一些些不不饱饱和和脂脂酸酸,动动物物不能自身合成不能自身合成,需从植物中摄取。需从植物中摄取。*必必需需脂脂肪肪酸酸亚亚油油酸酸、亚亚麻麻酸酸、花花生生四四烯烯酸酸等等多多不不饱饱和和脂脂肪肪酸酸是是人人体体不不可可缺缺乏乏的的营营养养素素,不不能能自自身身合成合成,需从食物摄取需从食物摄取,故称必需脂肪酸。故称必需脂肪酸。目目 录录第第 二二 节节 脂类的消化
6、与吸收脂类的消化与吸收Digestion and Absorption of Lipid 目目 录录脂类的消化脂类的消化部位部位:主要在小肠上段主要在小肠上段条件条件:乳化剂(胆汁酸盐等)的乳化作用;乳化剂(胆汁酸盐等)的乳化作用;胰脂酶、辅酯酶、磷脂酶胰脂酶、辅酯酶、磷脂酶A A2 2、胆固醇酯酶的催化、胆固醇酯酶的催化乳化乳化 消化酶消化酶 产物产物 食物中的脂类食物中的脂类 微团微团(micelles)(micelles)消化过程消化过程目目 录录胆汁酸盐(bile)(bile):作用:是较强的乳化剂,可增加消化酶对脂类的接触面积,有利于脂类的消化和吸收。目目 录录Pancreaticl
7、ipase:辅脂酶辅脂酶:能与胰脂酶及脂肪结合能与胰脂酶及脂肪结合,增加胰脂酶活增加胰脂酶活性性,促进脂肪水解。促进脂肪水解。消化过程中相应的反应消化过程中相应的反应目目 录录辅辅脂脂酶酶(colipase)(colipase)是是胰胰脂脂酶酶对对脂脂肪肪消消化化不不可可缺缺少的蛋白质辅因子少的蛋白质辅因子,分子量约分子量约10,00010,000。辅辅脂脂酶酶在在胰胰腺腺泡泡中中以以酶酶原原形形式式合合成成,随随胰胰液液进进入入肠肠腔腔后后,辅辅脂脂酶酶原原被被胰胰蛋蛋白白酶酶从从其其N N端端切切下下一一个个五五肽而被激活。肽而被激活。辅辅脂脂酶酶本本身身不不具具脂脂肪肪酶酶的的活活性性,
8、但但它它具具有有与与脂脂肪肪及及胰胰脂脂酶酶结结合合的的结结构构域域。它它与与胰胰脂脂酶酶结结合合是是通通过过氢键氢键进行的进行的,它与脂肪通过它与脂肪通过疏水键疏水键进行结合。进行结合。辅脂酶辅脂酶目目 录录phospholipase A2:cholesteryl esterase:(lysophospholipid)目目 录录MGMG、chch、溶血磷脂及、溶血磷脂及FFAFFA短链及中链短链及中链FAFA构成的构成的TGTG与胆汁酸盐与胆汁酸盐,形成形成混合微团混合微团.消化产物消化产物:目目 录录脂类的吸收脂类的吸收部部 位位 十二指肠下段及空肠上段十二指肠下段及空肠上段方式方式中链及
9、短链中链及短链FAFA构成的构成的TG 乳化乳化 吸收吸收 脂肪酶脂肪酶 甘油甘油+FFA 门静脉门静脉 血循环血循环肠粘膜肠粘膜 细胞细胞 目目 录录长链脂酸及长链脂酸及2-MG 2-MG 酯化成酯化成TG胆固醇及游离脂酸胆固醇及游离脂酸 酯化成酯化成CE淋巴管淋巴管 血循环血循环乳糜微粒乳糜微粒(chylomicron,CM)TG、CE、PL +载脂蛋白载脂蛋白(apo)B48、C、A、A 溶血磷脂及游离脂酸溶血磷脂及游离脂酸 酯化成酯化成PL肠粘膜细胞肠粘膜细胞目目 录录甘油一酯途径 CoACoA+RCOOH RCOOH RCORCOCoACoA 脂酰脂酰CoA合成酶合成酶 ATP AT
10、P AMP AMP PPiPPi 酯酰酯酰CoA 转移酶转移酶 CoA R2COCoA R3COCoA CoA 酯酰酯酰CoA 转移酶转移酶目目 录录第第 三三 节节 甘油三酯的代谢甘油三酯的代谢 Metabolism of Triglyceride目目 录录 一、合成部位:一、合成部位:肝脏肝脏 合成不储合成不储,VLDL,VLDL运出运出 脂肪组织脂肪组织 合成又储合成又储,优质脂库优质脂库 小肠粘膜小肠粘膜 改造为体脂改造为体脂 细胞细胞 以以CMCM进入循环进入循环 目目 录录1.甘油和脂肪酸主要来自于葡萄糖代谢甘油和脂肪酸主要来自于葡萄糖代谢2.CM中的中的FFA(来自食物脂肪)来自
11、食物脂肪)(二)合成原料二)合成原料1.甘油一酯途径(小肠粘膜细胞)甘油一酯途径(小肠粘膜细胞)2.甘油二酯途径(肝、脂肪细胞)甘油二酯途径(肝、脂肪细胞)(三)合成基本过程三)合成基本过程目目 录录*3-磷酸甘油主要来自糖代谢。磷酸甘油主要来自糖代谢。*肝、肾等组织含有甘油激酶肝、肾等组织含有甘油激酶,可利用游离甘油。可利用游离甘油。肝、肾甘油激酶肝、肾甘油激酶 ATP ADP 甘油代谢甘油代谢目目 录录甘油甘油-磷酸甘油磷酸甘油磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮丙酮酸丙酮酸TCAFA TG 3磷酸甘油醛磷酸甘油醛(糖异生糖异生)葡萄糖葡萄糖Gn磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮是联系甘油代谢和糖代谢的关键物质
12、。是联系甘油代谢和糖代谢的关键物质。目目 录录甘油二酯途径 脂酰脂酰CoA转移酶转移酶 CoA R1COCoA 脂酰脂酰CoA 转移酶转移酶 CoA R2COCoA 磷脂酸磷脂酸磷酸酶磷酸酶Pi脂酰脂酰CoA 转移酶转移酶 CoA R3COCoA 目目 录录(一)(一)脂肪动员脂肪动员 定义定义 储储存存在在脂脂肪肪细细胞胞中中的的脂脂肪肪,被被脂脂肪肪酶酶逐逐步步水水解解为为FFAFFA及及甘甘油油,并并释释放放入入血血以以供供其其他他组组织织氧氧化化利利用用的的过程。过程。关键酶关键酶 激素敏感性甘油三酯脂肪酶激素敏感性甘油三酯脂肪酶 (hormone-sensitive triglyce
13、ride lipase,HSL)二、甘油三酯的分解代谢二、甘油三酯的分解代谢 目目 录录脂肪动员过程脂肪动员过程TG 甘油二酯甘油二酯 (DG)甘油一酯甘油一酯 甘甘 油油 FFA FFA FFA 甘油二酯脂肪酶甘油二酯脂肪酶 甘油一酯脂肪酶甘油一酯脂肪酶 u HSL-激素敏感性甘油三酯脂肪酶激素敏感性甘油三酯脂肪酶 脂解激素脂解激素:能促进脂肪动员的激素能促进脂肪动员的激素,如胰高血糖素、如胰高血糖素、去甲肾上腺素、去甲肾上腺素、ACTHACTH、TSHTSH等。等。抗脂解激素抗脂解激素:抑制脂肪动员的激素抑制脂肪动员的激素,如胰岛素、前如胰岛素、前列腺素列腺素E2E2、烟酸等。、烟酸等。H
14、SL目目 录录脂肪动员过程脂肪动员过程脂解激素脂解激素-受体受体G蛋白蛋白 AC ATPcAMP PKA+HSLa(无活性无活性)HSLb(有活性有活性)TG 甘油二酯甘油二酯 (DG)甘油一酯甘油一酯 甘甘 油油 FFA FFA FFA 甘油二酯脂肪酶甘油二酯脂肪酶 甘油一酯脂肪酶甘油一酯脂肪酶 u HSL-激素敏感性甘油三酯脂肪酶激素敏感性甘油三酯脂肪酶 目目 录录(二)脂酸的氧化(二)脂酸的氧化过程过程:脂肪酸的活化;进入线粒体;氧化概念概念:脂肪酸氧化从羧基端-碳原子开始,每次释放出一个乙酰CoA,同时产生FADH2,NADH+H+.部位部位:组织:组织:除脑组织外除脑组织外,多数组织
15、均可进行多数组织均可进行,其中肝、肌其中肝、肌 肉最活跃。肉最活跃。亚细胞:亚细胞:胞液、线粒体胞液、线粒体目目 录录KnoopKnoop实验(实验(苯环标记苯环标记)1904年 Knoop目目 录录1.脂酸的活化脂酸的活化 脂酰脂酰 CoA 的的生成生成(胞液胞液)脂酰脂酰CoA合成酶合成酶 ATP AMP PPi +CoACoA-SH-SH 脂肪酸活化的要点脂肪酸活化的要点 底底 物:游离脂肪酸物:游离脂肪酸 所需条件:所需条件:ATP,CoA,MgATP,CoA,Mg2+2+所需酶:脂肪酰所需酶:脂肪酰CoACoA合成酶合成酶 反应场所:胞浆反应场所:胞浆 产物:脂肪酰产物:脂肪酰CoA
16、CoA含有高能硫脂键含有高能硫脂键,水溶性也增加水溶性也增加 能量消耗能量消耗:2ATP:2ATP反应不可逆反应不可逆!目目 录录MitochondrionMitochondrion目目 录录关键酶关键酶 2.脂酰脂酰CoA 进入线粒体进入线粒体 脂酸氧化的酶系存在线粒体基质内,但胞液中长链脂酰CoA(12C)却不能直接透过线粒体内膜,须与肉碱结合成脂酰肉碱才能进入线粒体基质内。酶:肉碱脂酰转移酶I(CAT-);肉碱脂酰肉碱转位酶;肉碱脂酰转移酶II(CAT-).特点:(1)肉碱脂酰转移酶I是脂酸氧化的限速酶(2)饥饿、高脂低糖饮食活性,饮食后活性,脂酸氧化减慢目目 录录 调节:调节:饥饿、高
17、脂低糖、糖尿病饥饿、高脂低糖、糖尿病 肉碱脂酰转移酶肉碱脂酰转移酶 饱食、饱食、TGTG合成合成 、丙二酰、丙二酰CoACoA 合成合成FA的原料的原料3.脂酸的脂酸的氧化氧化脱氢脱氢 加水加水 再脱氢再脱氢 硫解硫解 脂酰脂酰CoA L(+)-羟脂酰羟脂酰CoA酮脂酰酮脂酰CoA脂酰脂酰CoA+乙酰乙酰CoA 脂酰脂酰CoA 脱氢酶脱氢酶反反2-烯脂酰烯脂酰CoAL(+)-羟脂酰羟脂酰CoA脱氢酶脱氢酶 NAD+NADH+H+2-烯脂酰烯脂酰CoA 水化酶水化酶H2O FADFADH2酮脂酰酮脂酰CoA 硫解酶硫解酶CoA-SH 目目 录录目目 录录 NADH+H+FADH2 H2O 呼吸链
18、呼吸链 1.5ATP H2O 呼吸链呼吸链 2.5ATP 乙酰乙酰CoA彻底氧化彻底氧化 三羧酸循环三羧酸循环 生成酮体生成酮体 肝外组织氧化利用肝外组织氧化利用 目目 录录活化:活化:消耗消耗2 2个高能磷酸键个高能磷酸键 氧化每轮循环氧化每轮循环 四个重复步骤:四个重复步骤:脱氢、加水、再脱氢、硫解脱氢、加水、再脱氢、硫解 产物:产物:1 1分子分子乙酰乙酰CoACoA;1;1分子少两个碳原子的分子少两个碳原子的脂酰脂酰CoACoA1 1分子分子NADH+HNADH+H+;1 1分子分子FADHFADH2 2 4.脂酸氧化的能量生成脂酸氧化的能量生成 以以16碳软脂酸的氧化为例碳软脂酸的氧
19、化为例7 7轮循环产物:轮循环产物:8 8分子分子乙酰乙酰CoA;CoA;7 7分子分子NADH+HNADH+H+;7 7分子分子FADHFADH2 2能量计算:能量计算:生成生成ATP 810+72.5+71.5=108 净生成净生成ATP 108 2=106目目 录录脂酰脂酰CoA脱氢酶脱氢酶L(+)-羟脂酰羟脂酰CoA脱氢酶脱氢酶 NAD+NADH+H+-烯酰烯酰CoA 水化酶水化酶2H2OFADFADH2 酮脂酰酮脂酰CoA 硫解酶硫解酶CoA-SH脂酰脂酰CoA合成酶合成酶肉肉碱碱转转运运载载体体ATPCoASHAMP PPiH2O呼吸链呼吸链 1.5ATP H2O 呼吸链呼吸链 2
20、.5ATP 线线粒粒体体膜膜TAC 目目 录录脂肪酸-Oxidation要点-氧化过程脱氢,加水,再脱氢,硫解产物FADH2,NADH+H+,乙酰CoA部位:线粒体 脂酰CoA脱氢酶的辅助因子是FAD-羟脂酰CoA脱氢酶的辅助因子是NADH16C脂肪酸彻底氧化净生成106ATP脂肪酸氧化过程包括:活化,转运,B-氧化脂酰CoA由肉毒碱转运入线粒体.脂肪酸的氧化除氧化外,还有-氧化,-氧化等.目目 录录不饱和不饱和FAFA中:多一个双键中:多一个双键,氧化时就氧化时就少生成少生成 1 1分子分子FADHFADH2 2,即少生成即少生成2 2分子分子ATPATP奇数碳奇数碳FA丙酰丙酰CoA琥珀酰
21、琥珀酰CoA三羧酸循环 -氧氧化化目目 录录-氧化的生理意义 脂肪酸氧化可以供应机体所需要的大量能量脂肪酸氧化可以供应机体所需要的大量能量.脂肪酸脂肪酸-氧化过程中生成的乙酰氧化过程中生成的乙酰CoACoA是一种是一种重要的中间化合物重要的中间化合物,乙酰乙酰CoACoA除能进入三羧酸除能进入三羧酸循环氧化供能外循环氧化供能外,还是许多重要化合物合成的还是许多重要化合物合成的原料原料,如酮体、胆固醇和类固醇化合物。如酮体、胆固醇和类固醇化合物。目目 录录乙酰乙酸、乙酰乙酸、-羟丁酸、丙酮羟丁酸、丙酮三者总称为三者总称为酮体酮体。酮体是脂肪酸在。酮体是脂肪酸在肝脏氧化肝脏氧化特有特有的中间产物的
22、中间产物.血浆水平血浆水平:0.03-0.5mmol/L0.03-0.5mmol/L代谢定位:代谢定位:生成:生成:肝细胞线粒体肝细胞线粒体利用:利用:肝外组织肝外组织(心、肾、心、肾、脑、骨骼肌等脑、骨骼肌等)线粒体线粒体(四)酮体的生成和利用(四)酮体的生成和利用目目 录录CO2 CoASH CoASH NAD+NADH+H+-羟丁酸羟丁酸脱氢酶脱氢酶HMGCoA 合酶合酶乙酰乙酰乙酰乙酰CoA硫解酶硫解酶HMGCoA 裂解酶裂解酶1.酮体的生成酮体的生成 目目 录录 NAD+NADH+H+琥珀酰琥珀酰CoA 琥珀酸琥珀酸 CoASH+ATP PPi+AMP CoASH 2.酮体的利用酮体
23、的利用 琥珀酰琥珀酰CoA转硫酶转硫酶(心、肾、脑及骨骼肌的线(心、肾、脑及骨骼肌的线粒体)粒体)乙酰乙酰乙酰乙酰CoA硫激酶硫激酶(肾、心和脑的线粒体)(肾、心和脑的线粒体)乙酰乙酰乙酰乙酰CoA硫解酶硫解酶(心、(心、肾、脑及骨骼肌线粒体)肾、脑及骨骼肌线粒体)目目 录录2 2乙酰乙酰CoACoA 乙酰乙酰乙酰乙酰CoACoA 乙酰乙酰CoACoA 乙酰乙酸乙酰乙酸 HMGCoAHMGCoA D(-)-羟丁酸羟丁酸 丙酮丙酮 乙酰乙酰乙酰乙酰CoACoA 琥珀酰琥珀酰CoA 琥珀酸琥珀酸 酮体的生成和利用的总示意图酮体的生成和利用的总示意图2乙酰乙酰CoA 肝内生酮肝外用肝内生酮肝外用目目
24、 录录4.酮体生成的调节酮体生成的调节 饱食及饥饿的影响饱食及饥饿的影响(主要通过激素的作用)(主要通过激素的作用)抑制脂解,脂肪动员抑制脂解,脂肪动员 饱饱 食食 胰岛素胰岛素 进入肝的脂酸进入肝的脂酸 脂酸脂酸氧化氧化 酮体生成酮体生成 饥饥 饿饿 脂肪动员脂肪动员 FFA 胰高血糖素等胰高血糖素等 脂解激素脂解激素 酮体生成酮体生成 脂酸脂酸氧化氧化 目目 录录(2)肝细胞糖原含量及代谢的影响肝细胞糖原含量及代谢的影响糖代谢糖代谢 旺盛旺盛 FFA主要生成主要生成TG及磷脂及磷脂 乙酰乙酰CoA +乙酰乙酰CoA羧化酶羧化酶 丙二酰丙二酰CoA 反之,反之,糖代谢减弱糖代谢减弱,脂酸,脂
25、酸氧化及酮体生成均氧化及酮体生成均加强。加强。目目 录录丙丙二二酰酰CoA竞竞争争性性抑抑制制肉肉碱碱脂脂酰酰转转移移酶酶 ,抑抑制制脂脂酰酰CoA进进入入线线粒粒体体,脂脂酸酸氧氧化减弱,酮体生产减少化减弱,酮体生产减少。(3)丙二酰丙二酰CoA抑制脂酰抑制脂酰CoA进入线粒体进入线粒体目目 录录酮体生成的生理意义及危害其分子小、易溶于水、便于通过血液运输其分子小、易溶于水、便于通过血液运输,并易于通并易于通过血脑屏障及肌肉等组织的毛细血管壁。长期饥饿过血脑屏障及肌肉等组织的毛细血管壁。长期饥饿时时,酮体供给脑组织酮体供给脑组织50-70%50-70%的能量。的能量。它是肝为肝外组它是肝为肝
26、外组织提供的一种能源物质织提供的一种能源物质,是长期饥饿等条件下肌肉和是长期饥饿等条件下肌肉和大脑等组织的重要能源大脑等组织的重要能源;正常情况下血中仅含少量酮体正常情况下血中仅含少量酮体,但长期饥饿、高脂低但长期饥饿、高脂低糖或糖尿病时糖或糖尿病时,脂肪动员加强脂肪动员加强,酮体生成增多酮体生成增多.当肝内当肝内产生酮体超过肝外组织氧化酮体的能力时产生酮体超过肝外组织氧化酮体的能力时,血中酮体血中酮体蓄积蓄积,称为酮血症。尿中有酮体排出称为酮血症。尿中有酮体排出,称酮尿症。二称酮尿症。二者统称为酮体症者统称为酮体症(酮症酮症).).可导致代谢性酸中毒可导致代谢性酸中毒,称酮称酮症酸中毒。症酸
27、中毒。目目 录录各组织依赖的主要能源物质GlucoseFFAKBRBC+Brain+Muscle+(剧烈运动)+(休息时)+Liver+目目 录录饱食与饥饿时血中能源物质浓度(mmol/L)Full(of eating)Hungry(5-6 weeks)Glucose5.04.49-Hydroxybutyrate0.026.67Acetoacetate1.17目目 录录三、脂酸的合成代谢三、脂酸的合成代谢组织:组织:肝肝(主要主要)、脂肪脂肪等组织等组织 亚细胞:亚细胞:胞液:胞液:主要合成主要合成1616碳的软脂酸碳的软脂酸肝线粒体、内质网:肝线粒体、内质网:碳链延长碳链延长1.合成部位合成
28、部位(一)软脂酸的合成(一)软脂酸的合成目目 录录NADPH的来源的来源 磷酸戊糖途径(主要来源)磷酸戊糖途径(主要来源)胞液中胞液中异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶及及苹果酸酶苹果酸酶催化的反应催化的反应 乙酰乙酰CoA、ATP、NADPH+H+、HCO3、Mn2+2.合成原料合成原料乙酰乙酰CoA的主要来源的主要来源乙酰乙酰CoA全部在线粒体内产生,通过全部在线粒体内产生,通过柠檬酸柠檬酸-丙酮酸循环丙酮酸循环(citrate pyruvate cycle)出线粒体。出线粒体。乙酰乙酰CoA 氨基酸氨基酸,FFA,FFA Glu(主要)(主要)目目 录录线线粒粒体体膜膜胞液胞液 线粒体基质线粒
29、体基质 丙酮酸丙酮酸 丙酮酸丙酮酸 苹果酸苹果酸 草酰乙酸草酰乙酸 柠檬酸柠檬酸 柠檬酸柠檬酸 乙酰乙酰CoA NADPH+H+NADP+苹果酸酶苹果酸酶 CoA 乙酰乙酰乙酰乙酰CoACoA ATP AMP PPi ATP柠檬酸裂解酶柠檬酸裂解酶 CoA 草酰乙酸草酰乙酸 H2O 柠檬酸合酶柠檬酸合酶 苹果酸苹果酸 CO2CO2FA合成合成三羧酸载体三羧酸载体目目 录录(1)丙二酰丙二酰CoA的合成的合成酶酶-生物素生物素-CO2 +乙酰乙酰CoA 酶酶-生物素生物素+丙二酰丙二酰CoA 总反应式总反应式 丙二酰丙二酰CoA +ADP +Pi ATP+HCO3-+乙酰乙酰CoA 3.软脂酸合
30、成酶系及反应过程软脂酸合成酶系及反应过程酶酶-生物素生物素 +HCO3 酶酶-生物素生物素-CO2 ADP+Pi ATP 乙酰乙酰CoACoA羧化酶羧化酶是脂酸合成的是脂酸合成的限速酶限速酶,存在,存在于胞液中,其辅基是于胞液中,其辅基是生物素生物素,MnMn2+2+是其激活剂。是其激活剂。目目 录录(2)脂酸合成脂酸合成 从乙酰从乙酰CoACoA及丙二酰及丙二酰CoACoA合成长链脂酸,是合成长链脂酸,是一个重复加成过程,每次延长一个重复加成过程,每次延长2 2个碳原子。个碳原子。一分子软脂酸合成时一分子软脂酸合成时,8,8个个2C2C单位中单位中,1,1个为个为乙酰乙酰CoACoA,其它其
31、它7 7个为丙二酸单酰个为丙二酸单酰CoACoA参与合成。参与合成。目目 录录 软脂酸合成:软脂酸合成:脂酰脂酰CoACoA R RC CH H2 2C CH H2 2CO-SCoACO-SCoA 、-烯酰烯酰CoACoA R RC CH H C CHCO-HCO-SCoASCoA D(-)D(-)-羟脂酰羟脂酰CoACoA R RC CH H C CH H2 2CO-SCoACO-SCoA -酮脂酰酮脂酰CoACoA R RC C C CH H2 2CO-SCoA CO-SCoA RCO-RCO-SCoASCoA HOOCH2COSCoA CHCH3 3CO-SCoA CO-SCoA 脂酰脂
32、酰CoACoA 丙二酰丙二酰CoACoA 乙酰乙酰CoACoA OH脱水脱水H2OO 加氢加氢 NADPHH缩合缩合(多(多2C)加氢加氢 NADPHH目目 录录软脂酸合成的总反应软脂酸合成的总反应 CH3COSCoA +7 HOOCH2COSCoA +14NADPH+H+CH3(CH2)14COOH +7 CO2 +6H2O +8HSCoA+14NADP+软脂酸合成酶软脂酸合成酶软脂酸合成酶软脂酸合成酶 大肠杆菌大肠杆菌有有7 7种酶蛋白种酶蛋白(脂肪酰基转移酶、丙二酰(脂肪酰基转移酶、丙二酰CoACoA酰基酰基转移酶、转移酶、酮脂肪酰合成酶、酮脂肪酰合成酶、酮脂肪酰还原酶、酮脂肪酰还原酶、
33、羟脂酰基脱水酶、脂烯酰还原酶和硫酯酶)羟脂酰基脱水酶、脂烯酰还原酶和硫酯酶),聚合在,聚合在一起构成一起构成多酶体系多酶体系。目目 录录高等动物高等动物7种酶活性都在一条多肽链上,属多种酶活性都在一条多肽链上,属多功能酶,由一个基因编码;有活性的酶功能酶,由一个基因编码;有活性的酶为两相同亚基首尾相连组成的二聚体。为两相同亚基首尾相连组成的二聚体。目目 录录三个结构域:三个结构域:底物进入缩合单位、还原单位、底物进入缩合单位、还原单位、软脂酰释放单位软脂酰释放单位目目 录录 酰酰基基载载体体蛋蛋白白(ACP),其其辅辅基基是是4-磷磷酸酸泛泛酰酰氨氨基基乙乙硫醇,硫醇,是脂酰基载体。是脂酰基载
34、体。软软 脂脂 酸酸 的的 合合 成成 总总 图图目目 录录目目 录录 FA合成小结部位:部位:胞液胞液原料原料:乙酰乙酰CoACoA(直接原料:丙二酰直接原料:丙二酰CoACoA)酶系:酶系:FAFA合成酶系合成酶系限速酶:限速酶:乙酰乙酰CoACoA羧化酶羧化酶一次循环一次循环 :缩合、加氢、脱水、加氢缩合、加氢、脱水、加氢 延长延长2 2C C 供氢体:供氢体:NADPH+HNADPH+H+终产物:终产物:软脂酸软脂酸目目 录录(二)脂酸碳链的延长(二)脂酸碳链的延长1.内质网脂酸碳链延长酶系内质网脂酸碳链延长酶系 以以 丙丙 二二 酰酰 CoA为为 二二 碳碳 单单 位位 供供 体体,
35、由由 NADPH+H+供供氢氢经经缩缩合合、加加氢氢、脱脱水水、再再加加氢氢等等一一轮轮反反应应增增加加2个个碳碳原原子子,合合成成过过程程类类似似软软脂脂酸酸合合成成,但但脂脂酰酰基基连连在在 CoASH 上上进进行行反反应应,可延长至可延长至24碳,以碳,以18碳硬脂酸为最多。碳硬脂酸为最多。目目 录录2.线粒体脂酸碳链延长酶系线粒体脂酸碳链延长酶系 以以 乙乙 酰酰 CoA为为 二二 碳碳 单单 位位 供供 体体,由由 NADPH+H+供供氢氢,过过程程与与氧氧化化的的逆逆反反应应基基本本相相似似,需需-烯烯酰酰还还原原酶酶,一一轮轮反反应应增增加加2个个碳碳原原子子,可可延延长长至至2
36、4碳碳或或26碳碳,以以硬硬脂脂酸酸最多。最多。目目 录录(三)不饱和脂酸的合成(三)不饱和脂酸的合成动物:动物:有有4、5、8、9去饱和酶,镶嵌在内去饱和酶,镶嵌在内质网上,脱氢过程有线粒体外电子传递质网上,脱氢过程有线粒体外电子传递系统参与。系统参与。植物:植物:有有9、12、15 去饱和酶去饱和酶H+NADH NAD+E-FAD E-FADH2 Fe2+Fe3+Fe2+Fe3+油酰油酰CoA+2H2O 硬脂酰硬脂酰CoA+O2 NADH-cytb5 还原酶还原酶去饱和酶去饱和酶 Cytb5 目目 录录亚亚 油油 酸酸 的的 合合 成成目目 录录1.代谢物的调节作用代谢物的调节作用 乙酰乙
37、酰CoA羧化酶的别构调节物羧化酶的别构调节物抑制剂:软脂酰抑制剂:软脂酰CoA及其他长链脂酰及其他长链脂酰CoA 激活剂:柠檬酸、异柠檬酸激活剂:柠檬酸、异柠檬酸进食糖类而糖代谢加强,进食糖类而糖代谢加强,NADPH及乙酰及乙酰CoA供应增多,有利于脂酸的合成。供应增多,有利于脂酸的合成。大量进食糖类也能增强各种合成脂肪有关大量进食糖类也能增强各种合成脂肪有关的酶活性从而使脂肪合成增加。的酶活性从而使脂肪合成增加。(四)脂酸合成的调节(四)脂酸合成的调节目目 录录2.激素调节激素调节 +脂酸合成脂酸合成 胰岛素胰岛素 胰高血糖素胰高血糖素 肾上腺素肾上腺素 生长素生长素脂酸合成脂酸合成 TG合
38、成合成 乙酰乙酰CoA羧化酶的共价调节羧化酶的共价调节 胰高血糖素胰高血糖素:激活:激活PKA,使之使之磷酸化而失活磷酸化而失活胰岛素:胰岛素:通过磷蛋白磷酸酶,使之通过磷蛋白磷酸酶,使之去磷酸化去磷酸化而复活而复活 目目 录录四、多不饱和脂酸的重要衍生物四、多不饱和脂酸的重要衍生物前列腺素、血栓恶烷及白三烯前列腺素、血栓恶烷及白三烯前列腺素前列腺素prostaglandin,PG血栓恶烷血栓恶烷thromboxaneA2,TXA2白三烯白三烯leukotrienes,LT它它们们均均是是二二十十碳碳多多不不饱饱和和脂脂酸酸的的衍衍生生物物,参参与与调调节节细细胞胞代代谢谢,与与许许多多病病理
39、理过过程程有有关。关。目目 录录PG 具具二十碳的不饱和脂酸二十碳的不饱和脂酸,以,以前列腺酸前列腺酸为基本骨架为基本骨架具一个具一个五碳环五碳环和和两条侧链两条侧链 花生四烯酸花生四烯酸(20:45,8,11,14)前列腺酸前列腺酸(一)前列腺素、血栓噁烷、白三烯的化学(一)前列腺素、血栓噁烷、白三烯的化学结构及命名结构及命名目目 录录PG根据根据五碳环上取代基五碳环上取代基和和双键位置双键位置不同,分不同,分 9 型型 目目 录录(三)生理功能(三)生理功能:三者的生理活性均高三者的生理活性均高1.PG(1)诱发炎症诱发炎症(2)降血压)降血压(3)促进胃肠蠕动)促进胃肠蠕动(4)参与排卵
40、过程,促进分娩)参与排卵过程,促进分娩目目 录录TX 有有前列腺酸样骨架前列腺酸样骨架,但五碳环为含氧的,但五碳环为含氧的噁噁烷烷代替。代替。目目 录录LT 分子中有四个分子中有四个双键双键(LTB4)目目 录录2.TX(TXA2)(1)促进血小板聚集促进血小板聚集(2)促进血管收缩)促进血管收缩(3)促进凝血及血栓形成)促进凝血及血栓形成3.LT(1)与过敏反应的慢反应有关与过敏反应的慢反应有关(2)促进血细胞游走及趋化作用)促进血细胞游走及趋化作用(3)促进炎症及过敏反应)促进炎症及过敏反应目目 录录PGE2诱发炎症,促局部血管扩张。诱发炎症,促局部血管扩张。PGE2、PGA2 使动脉平滑
41、肌舒张而降血压。使动脉平滑肌舒张而降血压。PGE2、PGI2抑制胃酸分泌,促胃肠平滑肌蠕动。抑制胃酸分泌,促胃肠平滑肌蠕动。PGF2使卵巢平滑肌收缩引起排卵,使子宫体收使卵巢平滑肌收缩引起排卵,使子宫体收缩加强促分娩。缩加强促分娩。(三)(三)PG、TX及及LT的生理功能的生理功能1.PG 目目 录录2.TX PGF2、TXA2 强烈促血小板聚集,并使血管收强烈促血小板聚集,并使血管收缩促血栓形成,缩促血栓形成,PGI2、PGI3对抗它们的作用。对抗它们的作用。TXA3促血小板聚集,较促血小板聚集,较TXA2弱得多。弱得多。目目 录录3.LT LTC4、LTD4及及LTE4被证实是过敏反应的慢
42、反被证实是过敏反应的慢反应物质。应物质。LTD4还使毛细血管通透性增加。还使毛细血管通透性增加。LTB4还可调节白细胞的游走及趋化等功能,还可调节白细胞的游走及趋化等功能,促进炎症及过敏反应的发展。促进炎症及过敏反应的发展。目目 录录第第 四四 节节 磷磷 脂脂 的的 代代 谢谢Metabolism of Phospholipid目目 录录磷磷 脂脂定义定义 含磷酸的脂类称磷酯。含磷酸的脂类称磷酯。分类分类 甘油磷脂甘油磷脂 由甘油构成的磷酯由甘油构成的磷酯 (体内含量最多的磷脂(体内含量最多的磷脂,约约70%70%)鞘磷脂鞘磷脂 由鞘氨醇构成的磷脂由鞘氨醇构成的磷脂FAFAPiX 甘甘油油F
43、A PiX 鞘鞘氨氨醇醇目目 录录一、甘油磷脂的代谢一、甘油磷脂的代谢组成组成:甘油、脂酸、磷酸、含氮化合物甘油、脂酸、磷酸、含氮化合物结构结构:功能:功能:含一个极性头、两条疏水尾,构成生物膜含一个极性头、两条疏水尾,构成生物膜的磷脂双分子层。的磷脂双分子层。常为花生四烯酸常为花生四烯酸 X X=胆碱、水、乙醇胺、胆碱、水、乙醇胺、丝氨酸、甘油、肌醇、丝氨酸、甘油、肌醇、磷脂酰甘油等磷脂酰甘油等 (一)甘油磷脂的组成、分类及结构(一)甘油磷脂的组成、分类及结构目目 录录 CH2O OCH CH2O-C-R1 R2-C-OO3-C-R1OTG O P OH OH磷脂酸磷脂酸X磷脂磷脂胆碱胆碱磷
44、脂酰胆碱磷脂酰胆碱胆胺胆胺 磷脂酰胆胺磷脂酰胆胺丝氨酸丝氨酸 磷脂酰丝氨酸磷脂酰丝氨酸甘油甘油磷脂酰甘油磷脂酰甘油磷脂酰甘油磷脂酰甘油二磷脂酰甘油磷脂酰甘油目目 录录机机体体内内几几类类重重要要的的甘甘油油磷磷脂脂目目 录录磷磷脂脂双双分分子子层层的的形形成成目目 录录1.1.合成部位合成部位全身各组织内质网,肝、肾等组织最活跃。全身各组织内质网,肝、肾等组织最活跃。2.2.合成原料及辅因子合成原料及辅因子 脂酸、甘油、磷酸盐、胆碱、丝氨酸、脂酸、甘油、磷酸盐、胆碱、丝氨酸、肌醇肌醇、蛋氨酸、蛋氨酸、ATPATP、CTPCTP (二)甘油磷脂的合成(二)甘油磷脂的合成目目 录录CDP-CDP-
45、乙醇胺和乙醇胺和CDP-CDP-胆碱是其活性形式胆碱是其活性形式目目 录录目目 录录3.3.合成基本过程合成基本过程(1)DG(1)DG合成途径合成途径(缺乏胆碱、乙醇胺时,趋向合成TG)目目 录录葡萄糖3-磷酸甘油转酰酶2RCOCoA2CoA磷脂酸CDP-甘油二脂肌醇CMP丝氨酸CMP磷脂酰甘油CMP磷脂酰肌醇磷脂酰肌醇磷脂酰丝氨酸磷脂酰丝氨酸二磷脂酰甘油二磷脂酰甘油(心磷脂)(心磷脂)CTPPPi胞苷转移酶合成酶目目 录录脂肪肝脂肪肝(1)(1)概念概念:过多的过多的TGTG沉积于肝细胞内沉积于肝细胞内.(2)(2)形成原因:形成原因:胆碱胆碱Met Met 下降下降-磷脂下降磷脂下降VL
46、DLVLDL下降下降必需必需aaaa TG TG增加增加脂肪肝生成脂肪肝生成目目 录录(三)甘油磷脂的降解(三)甘油磷脂的降解 PLA1 PLA2PLCPLDPLB2PLB1磷脂酶磷脂酶(phospholipase,PLA)A1:动物体中;A2:蛇、蝎、蜂毒和动物胰脏中C:蛇、微生物分泌的毒素、动物脑;D:高等植物中目目 录录第第 五五 节节 胆固醇代谢胆固醇代谢 Metabolism of Cholesterol目目 录录胆汁酸胆汁酸 类固醇激素类固醇激素胆胆固固醇醇Vit D3 食物食物体内合成体内合成(乙酰(乙酰CoA)目目 录录*胆固醇胆固醇(cholesterol)结构结构 固醇共同
47、结构固醇共同结构环戊烷多氢菲环戊烷多氢菲概概述述目目 录录动物胆固醇动物胆固醇(27(27碳碳)目目 录录植物植物(29(29碳碳)酵母酵母(28(28碳碳)目目 录录*胆固醇在体内含量及分布胆固醇在体内含量及分布含量含量:约约140克(约克(约2g/kg体重)体重)分布:分布:广泛分布于全身各组织中广泛分布于全身各组织中大约大约 分布在脑、神经组织分布在脑、神经组织肝、肾、肠等内脏、皮肤、脂肪组织中也较多肝、肾、肠等内脏、皮肤、脂肪组织中也较多肌肉组织含量较低肌肉组织含量较低肾上腺、卵巢等合成类固醇激素的腺体含量较高肾上腺、卵巢等合成类固醇激素的腺体含量较高存在形式:存在形式:游离胆固醇(细
48、胞膜)游离胆固醇(细胞膜)胆固醇酯(肾上腺,血浆,肝)胆固醇酯(肾上腺,血浆,肝)目目 录录一、一、胆固醇的合成胆固醇的合成组织定位组织定位:除成年动物脑组织及成熟红细胞外,除成年动物脑组织及成熟红细胞外,几乎全身各组织均可合成,以几乎全身各组织均可合成,以肝、小肝、小肠为主肠为主。细胞定位细胞定位:胞液、光面内质网胞液、光面内质网 (一)合成部位(一)合成部位目目 录录1分子胆固醇分子胆固醇 18乙酰乙酰CoA+36ATP+16(NADPH+H+)葡萄糖有氧氧化葡萄糖有氧氧化 葡萄糖经磷酸戊糖途径葡萄糖经磷酸戊糖途径 乙酰乙酰CoA通过通过柠檬酸柠檬酸-丙酮酸循环丙酮酸循环出线粒体出线粒体(
49、二)合成原料(二)合成原料(三)合成基本过程(三)合成基本过程目目 录录 乙酰乙酰CoACoA 乙酰乙酰CoACoA 乙酰乙酰CoACoA 乙酰乙酰乙酰乙酰CoACoA HMG-HMG-CoACoA C2 C4 C6 甲羟戊酸甲羟戊酸 鲨烯鲨烯 胆固醇胆固醇 C30 C27 HMG-HMG-CoACoA:羟甲基戊二酸单酰羟甲基戊二酸单酰CoACoAHMG-HMG-CoACoA还原酶还原酶H H M M G G-C C o o A A合合酶酶限速酶限速酶甲状腺素可激活甲状腺素可激活HMG-HMG-CoACoA还原酶还原酶(+)(+),同时可激,同时可激活活chch转变为胆汁酸转变为胆汁酸(+),
50、(+),故甲亢病人故甲亢病人chch下降。下降。合成胆固醇合成胆固醇的限速酶的限速酶1.甲羟戊酸甲羟戊酸的合成的合成目目 录录2.鲨烯的合成鲨烯的合成3.胆固醇的合成胆固醇的合成目目 录录目目 录录(四)胆固醇合成的调节(四)胆固醇合成的调节 HMG-CoA还原酶还原酶 酶的活性具有昼夜节律性酶的活性具有昼夜节律性 (午夜最高午夜最高,中午最低中午最低)可被磷酸化而失活,脱磷酸可恢复活性可被磷酸化而失活,脱磷酸可恢复活性受胆固醇的反馈抑制作用受胆固醇的反馈抑制作用胰岛素、甲状腺素能诱导肝胰岛素、甲状腺素能诱导肝HMG-COA还原酶的合成还原酶的合成目目 录录1.饥饿与饱食饥饿与饱食饥饿与禁食可