生物化学：脂类代谢(课件)

第五章脂类代谢脂类（lipids）是一类不溶于水而易溶于有机溶剂，并能为机体利用的有机化合物。脂类脂肪：甘油三酯类脂胆固醇胆固醇酯磷脂糖脂储能和供能细胞的膜结构组分甘油CH2OHCHOHCH2OH甘油三酯是甘油的脂肪酸脂肪酸CH3CH2CH2……CH2COOHCH3CH=CH……CH2COOHRCOOH甘油三酯结构CH2CCH2CR2OHOOOCOR1COR3123第一节不饱和脂酸的命名及分类TheNamingandClassificationofUnsaturatedFattyAcids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不饱和脂酸的分类常见的脂肪酸必需脂肪酸：机体必需但自身又不能合成或合成量不足，必须从植物油中摄取的脂肪酸叫必需脂肪酸。包括亚油酸、亚麻酸和花生四烯酸。脂肪酸饱和脂肪酸软脂酸（16C）硬脂酸（18C）油酸（18:1）亚油酸（18:2）亚麻酸（18:3）花生四烯酸（20:4）不饱和脂肪酸必需脂肪酸非必需脂肪酸△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。不饱和脂酸命名常见的不饱和脂酸习惯名系统名碳原子及双键数双键位置族分布△系n系软油酸十六碳一烯酸16：197ω-7广泛油酸十八碳一烯酸18：199ω-9广泛亚油酸十八碳二烯酸18：29,126,9ω-6植物油α-亚麻酸十八碳三烯酸18：39,12,153,6,9ω-3植物油γ-亚麻酸十八碳三烯酸18：36,9,126,9,12ω-6植物油花生四烯酸廿碳四烯酸20：45,8,11,146,9,12,15ω-6植物油timnodonic廿碳五烯酸（EPA）20：55,8,11,14,173,6,9,12,15ω-3鱼油clupanodonic廿二碳五烯酸（DPA）22：57,10,13,16,193,6,9,12,15ω-3鱼油，脑cervonic廿二碳六烯酸（DHA）22：64,7,10,13,16,193,6,9,12,15,18ω-3鱼油第二节脂类的消化和吸收DigestionandAbsorptionofLipids胆汁酸盐的作用条件：酶、胆汁酸（乳化）部位：主要在小肠上段第三节甘油三酯代谢MetabolismofTriglyceridesCH2CCH2CR2OHOOOCOR1COR3123一、甘油三酯是甘油的脂肪酸Triglyceride(TG)ortriacylglycerol(TAG)Glycerol甘油三酯功能（3）协助食物中脂溶性维生素的吸收（4）供给必需脂肪酸（1）贮能和供能（2）保护、保温作用二、甘油三酯的分解代谢脂肪动员储存于脂肪组织中的三脂酰甘油，被脂肪酶逐步水解为游离脂肪酸及甘油并释放入血供给全身组织氧化利用的过程，称为三脂酰甘油的动员。脂肪组织脂肪甘油脂肪酸甘油脂肪酸ATP+H2O+CO2全身各组织为机体供能血循FA-A复合体G蛋白AC受体ATPcAMP脂解激素PKAHSLHSLPHSLPPPPPTGFFA脂肪细胞血液CO2ATP氧化分解脂酸转运体清蛋白肌细胞脂周蛋白储脂颗粒甘油脂肪动员脂肪动员反应步骤TGTG脂肪酶H2OFA1DGMGDG脂肪酶H2OFA2甘油H2OFA3MG脂肪酶限速酶:TG脂肪酶（激素敏感性脂肪酶）脂解激素：胰高血糖素、肾上腺素、去甲肾上腺素、肾上腺皮质激素和甲状腺素。抗脂解激素：胰岛素。当饥饿、禁食时，血液中激素（肾上腺素、胰高糖素）浓度升高，激活脂肪细胞内脂肪水解酶，脂肪水解。糖尿病胰岛素抗脂解作用脂肪水解糖尿病人以脂代谢维生肾上腺素等受体腺苷酸环化酶ATPcAMP蛋白激酶A（无活性）蛋白激酶A（活性）TG脂肪酶（无活性）TG脂肪酶-P（活性）TGDGMG甘油脂酸脂酸脂酸G蛋白甘油的氧化分解甘油α-磷酸甘油ATPADP磷酸二羟丙酮NAD+NADH+H+糖异生乳酸或CO2和H2O3-磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮GF-6-PG-6-PF-1,6-P1,3-二磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸3-磷酸甘油酸烯醇式丙酮酸NADHNAD+乳酸总结：甘油的生理功能？甘油糖异生原料能源ATP?途径？甘油氧化分解产生能量情况消耗：活化-1ATP生成：1.5或2.5+1.5或2.5+2+2.5+1017.5或19.5ATP净生成：16.5或18.5ATP甘油的氧化分解甘油α-磷酸甘油ATPADP磷酸二羟丙酮NAD+NADH+H+糖异生乳酸或CO2和H2O葡萄糖6-磷酸葡萄糖6-磷酸果糖1,6-双磷酸果糖3-磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸NAD+NADH+H+2-磷酸甘油酸磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸乳酸糖酵解途径(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(12)(9)(10)(11)-ATP-ATP+ATP+ATP第二阶段：乙酰COA的生成丙酮酸+HSCOA乙酰COANAD+NADH+H++CO2丙酮酸脱氢酶系丙酮酸脱羧酶二氢硫辛酸乙酰转移酶二氢硫辛酸脱氢酶柠檬酸异柠檬酸(顺乌头酸)-酮戊二酸琥珀酰CoA琥珀酸延胡索酸苹果酸草酰乙酸乙酰CoA三羧酸循环HSCoAH2OH2OH2OH2O2HCO2CO22HHSCoA2H(FAD)2HHSCoA（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）（9）GTPGDT+PiQ:目前发现主要肝脏细胞具有甘油激酶，这意味着什么?A:甘油主要在肝脏中氧化或在肝脏中进行糖异生。甘油直接运至肝、肾、肠等组织。主要在肝、肾进行糖异生。脂肪细胞及骨骼肌等组织因甘油激酶活性很低，故不能很好利用甘油。脂肪酸在血中由清蛋白运输。主要由心、肝、骨骼肌等摄取利用。脂肪酸的氧化分解部位：多数组织均可（除成熟RBC及脑）肝、肌肉组织最活跃胞液和线粒体（1）脂肪酸的活化脂酰COA的生成过程部位胞液消耗2ATP脂酰COA合成酶ATPAMP+PPiRCOOH+HSCOA（脂肪酸）RCO～SCOA（脂酰COA）在肉碱（carnitine）的协助下。胞液线粒体膜间隙脂酰肉碱肉碱SHCoASHCoA脂酰CoA脂酰CoA肉碱脂酰转移酶Ⅱ肉碱脂酰转移酶Ⅰ肉碱脂酰肉碱(2)脂酰基进入线粒体酶Ⅰ：肉毒碱脂酰转移酶Ⅰ酶Ⅱ：肉毒碱脂酰转移酶Ⅱ（限速酶）（3）脂酰基的ß-氧化脂酰基进入线粒体基质后逐步氧化降解，此氧化过程发生在脂酰基的ß-碳原子上，称为脂酰基的ß-氧化。概念步骤脂肪酰CoA脱氢加水再脱氢硫解脂肪酰CoA+乙酰CoACO2+H2O+ATP一次ß-氧化反应RCH2CH2CH2CH2C~SCOAO脂肪酰CoAORCH2CH2CHCHC~SCOAα.β-烯脂酰CoARCH2CH2CHCH2C~SCOAOOHβ-羟脂酰CoA+RCH2CH2C~SCOAOCH3C~SCOAO乙酰CoA脂肪酰CoA脱氢(FAD接受)加水β-酮脂酰CoARCH2CH2CCH2C~SCOAOO再脱氢(NAD+接受)硫解HHHHHHOHHOHHOHHCH3(CH2)7CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2COSCoACH3(CH2)7CH2CH2CH2CH2CH2COSCoACH3COSCoACH3(CH2)7CH2CH2CH2COCoACH3COSCoACH3(CH2)7CH2COSCoACH3COCoACH3COSCoA5肉碱转运载体线粒体膜脂酰CoA脱氢酶L(+)-β羟脂酰CoA脱氢酶NAD+NADH+H+反2-烯酰CoA水化酶H2OFADFADH2β酮脂酰CoA硫解酶CoA-SH脂酰CoA合成酶ATPCoASHAMPPPiH2O呼吸链2ATPH2O呼吸链3ATPTAC脂肪酸RCHRCH22CHCH22CC--OHOHOO=OO=RCH=CHC~SCoAβαO=RCH=CHC~SCoAβαO=O=RCH2CH2C~SCoAO=O=RCHOHCH2C~SCoAβαO=O=RCOCH2C~SCoAβαO=O=RC~SCoA+CH3CO~SCoAO=O=RCH2CH2C~SCoAO=O=脂肪酸的ß-氧化总结能量的释放(以软脂酸为例)①软脂酸软脂酰COA活化耗2ATP②软脂酰COA7次ß-氧化8CH3CO~SCOA(7×1.5)+(7×2.5)+(8×10)=108ATP7次ß-氧化8次TCA1分子软脂酸彻底氧化净生成106ATP脂肪酸的在肝脏的特殊代谢------酮体的生成氧化供能G血脑屏障血液脑组织FA-A供能？酮体（肝内）CO2+H2O（肝外）三脂酰甘油甘油脂肪酸（脂肪组织内）CO2+H2O糖异生CO2+H2O（各组织内）脂肪动员酮体的生成和利用酮体：乙酰乙酸、β-羟丁酸、丙酮三种物质的合称。CO2+H2O乙酰乙酸β-羟丁酸丙酮氧化利用FACH3CO～SCoAβ-氧化肝酮体的生成部位：肝线粒体原料：乙酰CoA，主要来自脂酸的-氧化。关键酶：HMGCoA合成酶2CH3COSCoA硫解酶HSCoAHMG-CoA合酶HSCoAHMG-CoA乙酰CoA裂解酶乙酰乙酸NAD+NADH+H+β-羟丁酸脱氢酶β-羟丁酸CO2丙酮CH3COCH2COSCoACH3COSCoAHOOCCH2-C-CH2COSCoAOHCH3CH3COCH2COOHCH3COCH3CH3CHOHCH2COOH酮体乙酰乙酰CoA乙酰CoANAD+NADH+H+琥珀酰CoA琥珀酸CoASH+ATPPPi+AMPCoASH2.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）CHCH33CHCHCHCH22COOHCOOHD(D(--))--ββ--羟丁酸羟丁酸OHOHCHCH33CHCHCHCH22COOHCOOHD(D(--))--ββ--羟丁酸羟丁酸CHCH33CHCHCHCH22COOHCOOHD(D(--))--ββ--羟丁酸羟丁酸OHOHCHCH33CCHCCH22COHCOH乙酰乙酸乙酰乙酸==OO==OOCHCH33CCHCCH22COHCOH乙酰乙酸乙酰乙酸==OOCHCH33CCHCCH22COHCOH乙酰乙酸乙酰乙酸CHCH33CCHCCH22COHCOH乙酰乙酸乙酰乙酸==OO==OO==OO==OOCHCH33CCHCCH22CSCoACSCoA((乙酰乙酰乙酰乙酰CoACoA))==OO==OOCHCH33CCHCCH22CSCoACSCoA((乙酰乙酰乙酰乙酰CoACoA))==OO==OO==OO==OOCHCH33CSCoACSCoA==OO2CHCH33CSCoACSCoA==OOCHCH33CSCoACSCoA==OO==OO2乙酰乙酰CoA硫解酶（心、肾、脑及骨骼肌线粒体）酮体生成的生理意义酮体是肝正常代谢脂肪酸的中间产物，是肝为肝外组织提供的脂肪酸类能源物质。酮体具有分子小、溶于水、便于血液运输，并易于通过血脑屏障等特点。由于脑组织不能氧化脂肪酸而能利用酮体，故当长期饥饿、糖代谢障碍及高脂低糖饮食时，机体内酮体生成明显增加。酮体脂肪酸脂肪酸脂肪酸乙酰CoA葡萄糖氨基酸TACCO2乙酰CoA葡萄糖氨基酸TACCO2酮体（尿中排出）丙酮（呼出）肝血液肝外组织肾肺酮体酮体4.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）抑制脂解，脂肪动员饱食胰岛素进入肝的脂酸脂酸β氧化酮体生成饥饿脂肪动员FFA胰高血糖素等脂解激素酮体生成脂酸β氧化（2）肝细胞糖原含量及代谢的影响糖代谢旺盛FFA主要生成TG及磷脂乙酰CoA+乙酰CoA羧化酶丙二酰CoA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进入线粒体小结脂肪酸的氧化利用(1)部位:肝、肌肉／胞液、线粒体（2）限速酶：肉毒碱脂酰转移酶Ⅰ（3）ß-氧化的步骤脱氢加水再脱氢硫解(FAD接受)(NAD+接受)（4）ATP的生成(16C软脂酸为例)净得106分子ATP酮体的生成和利用1、酮体代谢的特点：肝内生酮肝外用2、酮体合成原料：乙酰COA3、