第06章脂代谢(96).ppt

第一节 脂类的概述 Overview of Lipid,一、脂 类 概 述,脂肪和类脂总称为脂类(lipid),脂肪 (fat)： 三脂酰甘油 (triacylglycerols,TAG)也称为甘油三酯 (triglyceride, TG),类脂(lipoid)： 磷脂 (phospholipid, PL) 鞘脂 (sphingolipids) 胆固醇 (cholesterol, CHOL) 胆固醇酯 (cholesterol ester, CE),分类,定义,脂肪和类脂总称为脂类(lipid),定义,脂肪 (fat)： 三脂酰甘油 (triacylglycerols,TAG)也称为甘油三酯 (triglyceride, TG),分类,定义,甘油三酯,甘油磷脂 (phosphoglycerides),胆固醇酯,脂类物质的基本构成,X = 胆碱、水、乙醇胺、丝氨酸、甘油、 肌醇、磷脂酰甘油等,,甘油三脂,X = 胆碱、水、乙醇胺、 丝氨酸、甘油、肌醇、磷脂酰甘油等,甘油磷脂,甘油,鞘 脂,鞘磷脂,鞘糖脂,,脂类的脂肪酸（FA）,,分类,按碳链长度,,短链脂肪酸（碳链长度≤10）,中链脂肪酸（10＜碳链长度＜20）,长链脂肪酸（碳链长度≥20）,,按碳链饱和度,,饱和脂肪酸（碳链不含双键）,不饱和脂肪酸,,单不饱和脂肪酸 （碳链含一个双键）,多不饱和脂肪酸 （碳链含两个或两个 以上双键）,系统命名法 标示脂肪酸的碳原子数（碳链长度）和双键的位置。

不饱和脂酸命名,△编码体系 从脂酸的羧基碳起计算碳原子的顺序 油酸(18:1, △9)、亚油酸(18:2, △9, 12) 和花生四烯酸（20:4, △5, 8, 11, 14 ） ω或n编码体系 从脂酸的甲基碳起计算其碳原子顺序,常 见 的 不 饱 和 脂 酸,,,必需脂肪酸 essential fatty acids,多数脂肪酸在人体内能合成； 有些不饱和脂肪酸如亚油酸、亚麻酸(18:3, △9,12,15)和花生四烯酸（20:4, △5,8,11,14 ）在人体内不能合成，必需从植物油摄取，称为人体必需脂肪酸二、脂类的分布及生理功能,脂类的分布,脂肪：主要分布于脂肪组织，即皮下和腹腔 （称为脂库/可变脂） 类脂：主要存在于生物膜，不同的组织中类脂 的含量不同，以神经组织中较多，而一 般组织中则较少（固定脂/基本脂） 人体内分布见表7-1,※ 脂肪的生理功能 1. 储脂供能 2. 提供必需脂酸 3. 促脂溶性维生素吸收 4. 热垫作用 5. 保护垫作用 6. 构成血浆脂蛋白,脂类的生理功能,※类脂的生理功能 1. 维持生物膜的结构和功能 2. 胆固醇可转变成类固醇激素、维生素、 胆汁酸等 3. 参与细胞识别及信息传递,脂类的分类、含量、分布及生理功能,三、脂类的消化与吸收,脂类的消化,条件 ① 乳化剂（胆汁酸盐）的乳化作用； ② 酶的催化作用,部 位 主要在小肠上段,消化过程及相应的酶,甘油三酯,产 物,食物中的脂类,2-甘油一酯 + 2 FFA,磷 脂,溶血磷脂 + FFA,胆固醇酯,胆固醇 + FFA,微团 (micelles),,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辅脂酶,,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及短链脂酸构成的甘油三酯与胆汁酸盐，形成混合微团(mixed micelles)，被肠粘膜细胞吸收脂类的吸收,部 位 十二指肠下段及空肠上段,方式,长链脂酸及2-甘油一酯,,肠粘膜细胞（酯化成TG）,胆固醇及游离脂酸,,肠粘膜细胞（酯化成CE）,溶血磷脂及游离脂酸,,肠粘膜细胞（酯化成PL）,小肠粘膜细胞的酯化途径,甘油三酯的消化与吸收,第 二 节 甘油三酯的代谢 Metabolism of Triglyceride,（一） 脂肪的动员,定义 储存在脂肪细胞中的脂肪，被一系列肪脂酶逐步水解为FFA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),一、甘油三酯的分解代谢,脂解激素 能促进脂肪动员的激素，如胰高血糖素、肾上腺素、去甲肾上腺素、ACTH 、 TSH等。

抗脂解激素因子 抑制脂肪动员，如胰岛素、前列腺素E2、烟酸等脂肪动员过程,脂解激素-受体,G蛋白,AC,PKA,,HSLa(无活性),HSLb(有活性),TG,甘油二酯 （DG）,甘油一酯,甘 油,,甘油一酯脂肪酶,HSL-----激素敏感性甘油三酯脂肪酶,抗脂解激素,,,－,G蛋白,cAMP,ATP,,甘油一酯,（二）脂酸的氧化分解,1. 脂酸的运输,脂酸穿过脂肪细胞膜和毛细血管内皮细胞与血液中的血浆清蛋白结合进行运输，通过血循环达到体内其它组织，以扩散的方式由血浆移入组织细胞，进行氧化分解供能2. 脂酸的活化 —— 脂酰 CoA 的生成（胞液）,* 脂酰CoA合成酶(acyl-CoA synthetase)存在于内质网及线粒体外膜上,+ CoA-SH,关键酶,3. 脂酰CoA 进入线粒体,转运载体：肉碱 L-3-羟-4-三甲基铵丁酸,3. 脂酸的β氧化,过程,脱氢,加水,再脱氢,硫解,脂酰CoA,L(+)-β羟脂酰CoA,β酮脂酰CoA,脂酰CoA+乙酰CoA,,,,,目 录,,,,,,,5,,,,,目 录,,,肉碱转运载体,,线粒体膜,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FADH2,4. 脂酸氧化的能量生成 —— 以16碳软脂酸的氧化为例,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ATP 8×10 + 7×2.5 + 7×1.5 = 108 净生成ATP 108 – 2 = 106,软脂酸与葡萄糖在体内氧化产生ATP的比较,,1mol软脂酸 在体外彻底氧化成CO2和H2O, 能量利用率仅为40%。

乙酰乙酸(acetoacetate) 、β-羟丁酸(β-hydroxybutyrate)、丙酮(acetone)三者总称为酮体血浆水平：0.03~0.5mmol/L(0.3~5mg/dl),代谢定位： 生成：肝细胞线粒体 利用：肝外组织（心、肾、脑、骨骼肌等）线粒体,（三）酮体的生成和利用,生成原料：乙酰CoA,,,CoASH,CoASH,NAD+,NADH+H+,,β-羟丁酸 脱氢酶,HMGCoA 合酶,乙酰乙酰CoA硫解酶,HMGCoA 裂解酶,1. 酮体的生成,,NAD+,NADH+H+,,琥珀酰CoA,琥珀酸,,,,,CoASH+ATP,PPi+AMP,,,CoASH,2. 酮体的利用,琥珀酰CoA转硫酶 （心、肾、脑及骨骼肌的线粒体）,乙酰乙酰CoA硫激酶 （肾、心和脑的线粒体）,乙酰乙酰CoA硫解酶（心、肾、脑及骨骼肌线粒体）,2乙酰CoA,乙酰乙酰CoA,乙酰CoA,乙酰乙酸,HMGCoA,,,,D(-)-β-羟丁酸,丙酮,,乙酰乙酰CoA,琥珀酰CoA,琥珀酸,,,,酮体的生成和利用的总示意图,,2乙酰CoA,3. 酮体生成的生理意义,酮体是肝脏输出能源的一种形式并且酮体可通过血脑屏障，是脑组织的重要能源。

酮体利用的增加可减少糖的利用，有利于维持血糖水平恒定，节省蛋白质的消耗血浆酮体水平在0.03~0.5mmol/L(0.3~5mg/dl)，高于其上限为酮血症； 血中酮体经肾小球 的滤过量超过肾小球的重吸收能力，尿中出现酮体，称酮尿症； β-羟丁酸和乙酰乙酸是酸性物质，在血中浓度过高时，可导致酮症酸中毒4. 脂酸β氧化及酮体生成的调节,（1） 饱食及饥饿的影响（主要通过激素的作用）,（2）肝细胞糖原含量及代谢的影响,反之，糖代谢减弱，脂酸β氧化及酮体生成均加强丙二酰CoA竞争性抑制肉碱脂酰转移酶 ，抑制脂酰CoA进入线粒体，脂酸β氧化减弱，酮体生产减少3）丙二酰CoA抑制脂酰CoA进入线粒体,（五）甘油的氧化分解,脂肪分解产生的甘油，随血液循环运往肝、肾等组织被摄取利用主要生成α-磷酸甘油，再转变为磷酸二羟丙酮，可循糖分解代谢途径氧化分解；也可作为合成脂肪原料再利用三、脂酸的合成代谢,组 织：肝（主要） 、脂肪等组织 亚细胞： 胞液：主要合成16碳的软脂酸（棕榈酸） 肝线粒体、内质网：碳链延长,1. 合成部位,（一）脂酸的合成,,乙酰CoA、ATP、HCO3﹣、NADPH,2. 合成原料,,线 粒 体 膜,胞液,线粒体基质,丙酮酸,丙酮酸,苹果酸,草酰乙酸,柠檬酸,柠檬酸,,,乙酰CoA,,,苹果酸,,,,柠檬酸—丙酮酸循环,乙酰CoA羧化酶 (acetyl CoA carboxylase)是脂酸合成的限速酶，存在于胞液中，其辅基是生物素，Mn2+是其激活剂。

丙二酰CoA + ADP + Pi,乙酰CoA + ATP + HCO3-,乙酰CoA羧化酶,生物素，Mn2+,（1）丙二酰CoA的合成,3. 软脂酸合成酶系及反应过程,反应过程,（2）脂酸合成,从乙酰CoA及丙二酰CoA合成长链脂酸，是一个重复加成过程，每次延长2个碳原子各种生物合成脂酸的过程基本相似 软脂酸合成酶系,大肠杆菌 有7种酶蛋白（脂肪酰基转移酶、丙二酰CoA酰基转移酶、β酮脂肪酰合成酶、β酮脂肪酰还原酶、β羟脂酰基脱水酶、脂烯酰还原酶和硫酯酶）和酰基载体蛋白（acyl carrer protein, ACP）聚合在一起构成多酶体系酰基载体蛋白(ACP)，其辅基是4´-磷酸泛酰氨基乙硫醇，是脂酰基载体´,高等动物 7种酶活性都在一条多肽链上，属多功能酶，由一个基因编码；有活性的酶为两相同亚基首尾相连组成的二聚体三个结构域：底物进入缩合单位、还原单位、 软脂酰释放单位,* 软脂酸的合成过程,,,,,目 录,,,* 转 位,丁酰基由E2-泛-SH（ACP上)转移至 E1-半胱-SH（CE上）,经过7轮循环反应，每次加上一个丙二酰基，增加两个碳原子，最终释出软酯酸目 录,软脂酸合成的总反应,CH3CO~SCoA + 7 HOOCH2CO~SCoA + 14NADPH+H+,CH3(CH2)14COOH + 7 CO2 + 6H2O + 8HSCoA + 14NADP+,,软 脂 酸 的 合 成 总 图,,,,,目 录,消耗ATP和NADPH， NADPH主要来源于磷酸戊糖途径，苹果酸氧化脱羧也可产生； 脂肪酸合成过程不是β-氧化的逆过程，两者在多方面均有区别； β-酮酯酰合成酶对链长有专一性，接受14碳酯酰的活力最强，同时16碳的软脂酰CoA对脂肪酸合成有反馈抑制，所以细胞液的脂肪酸合成酶系只能合成16碳的软脂酸。

软脂酸的合成的特点,（二）脂酸碳链的延长或缩短,1. 脂酸碳链的缩短 粒体中经β-氧化完成，经过一次β-氧化即减少两个碳原子1）内质网脂酸碳链延长酶系 以丙二酰CoA为二碳单位供体，由 NADPH+H+ 供氢经缩合、加氢、脱水、再加氢等一轮反应增加2个碳原子，合成过程类似软脂酸合成，但脂酰基连在 CoASH 上进行反应，可延长至24碳，以18碳硬脂酸为最多2. 脂酸碳链延长,（2）线粒体脂酸碳链延长酶系 以乙酰CoA为二碳单位供体，由 NADPH+H+ 供氢，过程与β氧化的逆反应。