脂类代谢-医学生物化学-课件-上海交通大学医学院-07

1第七章脂类代谢MetabolismofLipit2概述:1.脂类的定义:脂类是脂肪及类脂的总称，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。2.脂类的分类1)脂肪（fat)2)类脂(lipoid)3脂类lipid*脂肪(三脂肪酸甘油酯，甘油三酯）（triglycerides,TG)*类脂糖脂*胆固醇(cholesterol,C)*胆固醇酯(cholesterolester,CE)甘油(glycerol)脂肪酸(fattyacid，FA)类固醇、类固醇酯磷脂酰胆碱磷脂*甘油磷酯（phospholipid,磷脂酰乙醇胺PL)鞘磷脂4甘油三酯甘油磷脂胆固醇酯FA胆固醇脂类物质的基本构成FAFAFA甘油FAFAPiX甘油X=胆碱、水、乙醇胺、丝氨酸、甘油、肌醇、磷脂酰甘油等5分类含量分布生理功能甘油三酯95%脂肪组织、血浆1.储能、供能2.提供必须脂肪酸3.促脂溶性维生素的吸收4.保护垫作用5.构成血浆脂蛋白类脂5%生物膜、神经、血浆1.维护生物膜的结构与功能2.胆固醇转变成胆汁酸、类胆固醇激素等3.构成血浆脂蛋白3.脂类的分类、含量、分布及生理功能64.必需脂酸的概念：某些多不饱和脂酸，动物机体自身不能合成，需从植物油摄取。它们是动物不可缺少的营养素，故称必需脂酸。如：亚油酸、α亚麻酸和花生四烯酸。它们是前列腺素、血栓噁烷及白三烯等生理活性物质的前体。7第一节不饱和脂酸的命名及分类TheClassificationandNamingofUnsaturatedFattyAcids8软脂酸(16C)硬脂酸(18C)单不饱脂酸多不饱脂酸不饱和脂肪酸脂肪酸饱和脂肪酸91.不饱和脂酸的概念:自然界存在的不饱和脂酸按含双键数目分为单不饱脂酸及多不饱脂酸。含2个或2个以上双键的不饱和脂酸称为多不饱和脂酸102.不饱和脂肪酸的命名法系统命名法以标示脂酸的碳原子数即碳链长度和双键的位置：1）脂酸的羧基碳起计算碳原子的顺序，则这种编码体系为△编码体系。2）脂酸的甲基碳起计算其碳原子顺序则为ω或n编码体系。11表7-1不饱和脂酸ω（或n）编码体系族母体脂酸ω-7（n-7）软油酸（16：1，ω-7）ω-9（n-9）油酸（18：1，ω-9）ω-6（n-6）亚油酸（18：2，ω-6，9）ω-3（n-3）α-亚麻酸（18：3，ω-3，6，9）12表7-2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13第二节脂类的消化吸收DigestionandAbsorptionofLipid14一、脂类的消化１.主要消化部位在小肠上段膳食脂类甘油三酯（主要的）磷脂胆固醇15甘油三酯与胆汁酸胰脂酶辅脂酶2FFA2-甘油一酯乳化微小微团2.消化过程与相应的酶16**辅脂酶的特性1.辅脂酶是胰脂酶对脂肪消化不可缺少的蛋白质辅因子，2.辅脂酶在胰腺泡中以酶原形式合成，由胰蛋白酶激活。3.辅脂酶本身不具脂肪酶的活性，而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，与脂肪的结合是通过疏水键进行的．４.辅脂酶可完全解除胆汁酸盐对胰脂酶的抑制并增加胰脂酶活性，促进脂肪的水解。17胆固醇酯胆固醇酯酶磷脂磷脂酶A2胆固醇+FFA溶血磷脂+FFA18二、脂类的消化吸收1.主要部位:在十二指肠及空肠中链及短链脂酸构成的TG乳化吸收脂肪酶甘油+FFA门静脉血循环肠黏膜细胞19长链脂酸及2-甘油一酯肠黏膜细胞（酯化成TG）胆固醇及游离脂酸肠黏膜细胞（酯化成CE）淋巴管血循环乳糜微粒(chylomicron,CM)TG、CE、PL+载脂蛋白(apolipoprotein,apo)B48、C、AⅠ、AⅣ溶血磷脂及游离脂酸肠黏膜细胞（酯化成PL）20CHCH22OHOHCHCH22OHOHCHOCHO--CC--RR11O=CHCH22OHOHCHCH22OHOHCHOCHO--CC--RR11O=酯酰CoA转移酶CoAR2COCoACHCH22OHOHCHCH22OO--CC--RR22CHOCHO--CC--RR11O=O=CHCH22OHOHCHCH22OO--CC--RR22CHOCHO--CC--RR11O=O=CHCH22OO--CC--RR33CHCH22OO--CC--RR22CHOCHO--CC--RR11O=O=O=R3COCoACoA酯酰CoA转移酶CoA+RCOOH+ATPRCOCoA+AMP+PPi甘油一酯途径21甘油三酯的消化与吸收22第三节甘油三酯代谢MetabolismTriglyceride23一、甘油三酯的合成代谢（一）合成部位1.肝脏:TG在肝内质网合成，然后生成VLDL2.脂肪组织：TG合成主要以葡萄糖为原料3.小肠黏膜细胞：主要利用脂肪消化产物再合成TG24（二）合成原料1.甘油及脂酸主要由葡萄糖代谢2.CM中的FFA3.3-磷酸甘油主要来自糖代谢。*肝、肾等组织含有甘油激酶，可利用游离甘油。肝、肾甘油激酶ATPADPCHCH22OHOHCHCH22OHOHCHOHCHOH游离甘油PiPiCHCH22OO--CHCH22OHOHCHOHCHOH3-磷酸甘油25（三）合成基本过程1．甘油一酯途径(小肠粘膜细胞)2．甘油二酯途径(肝细胞及脂肪细胞)26酯酰CoA转移酶CoAR1COCoA酯酰CoA转移酶CoAR2COCoA磷脂酸磷酸酶Pi酯酰CoA转移酶CoAR3COCoAPiPiCHCH22OO--CHCH22OHOHCHOHCHOH3-磷酸甘油PiPiCHCH22OO--CHCH22OHOHCHOHCHOH3-磷酸甘油O=PiCHCH22OO--CHCH22OO--CC--RR11CHOHCHOH1-酯酰-3-磷酸甘油O=PiCHCH22OO--CHCH22OO--CC--RR11CHOHCHOH1-酯酰-3-磷酸甘油PiCHCH22OO--CHCH22OO--CC--RR11CHOHCHOHPiCHCH22OO--CHCH22OO--CC--RR11CHOHCHOH1-酯酰-3-磷酸甘油O=PiCHCH22OO--CHCH22OO--CC--RR11CHOCHO--CC--RR22O=磷脂酸O=PiCHCH22OO--CHCH22OO--CC--RR11CHOCHO--CC--RR22O=磷脂酸CHCH22OHOHCHCH22OO--CC--RR11CHOCHO--CC--RR22O=O=1，2-甘油二酯CHCH22OO--CC--RR33CHCH22OO--CC--RR11CHOCHO--CC--RR22O=O=O=甘油三酯CHCH22OO--CC--RR33CHCH22OO--CC--RR11CHOCHO--CC--RR22O=O=O=甘油三酯甘油二酯途径葡萄糖271.脂肪的动员1)概念:储存在脂肪细胞中的脂肪，被肪脂酶逐步水解为FFA及甘油，并释放入血以供其他组织氧化利用的过程。2)催化脂肪水解的酶:甘油三酯脂肪酶甘油二酯脂肪酶甘油一酯脂肪酶二、甘油三酯的分解代谢283）甘油三酯脂肪酶（激素敏感的脂肪酶hormonesensitivetrigyceridelipase)⑴特点：①活力可受激素调节②水解脂肪细胞内的TG③是TG水解的限速酶29⑵脂解激素概念：能促进脂肪动员的激素，如肾上腺素、胰高血糖素，ACTH及TSH等⑶对抗脂解激素概念能抑制脂肪动员的激素，如胰岛素、前列腺素E2、烟酸等。30对抗脂解激素3132肝、肾甘油激酶ATPADPCHCH22OHOHCHCH22OHOHCHOHCHOH游离甘油PiPiCHCH22OO--CHCH22OHOHCHOHCHOH3-磷酸甘油PiPiCHCH22OO--CHCH22OHOHCHOHCHOH3-磷酸甘油NAD+NADH+H+PiPiCHCH22OO--CHCH22OHOHCHOHCHOH3-磷酸甘油=OPP磷酸二羟丙酮糖酵解33脂酸乙酰COACO2+H2O+能量β氧化脂酸乙酰COA酮体2.脂酸在线粒体中经β-氧化后进一步合成酮体β氧化**脂酸分解代谢1.除脑组织外，大多数组织均可进行脂酸β氧化，其中肝、肌肉最活跃342.脂酸的β-氧化**过程⑴脂肪酸的活化⑵脂肪酰CoA从胞浆进入线粒体⑶饱和脂肪酰CoA的β氧化⑷β氧化产生的乙酰CoA进入三羧酸循环35底物：游离脂肪酸所需条件：ATP、CoA、Mg2+所需酶：脂酰CoA合成酶反应场所：胞浆产物：脂酰CoA⑴脂酸的活化——脂酰CoA的生成脂酰CoA脂酰CoA合成酶36⑵脂酰CoA进入线粒体限速酶3738①参与转运的物质（CH3）3-N+-CH2-CH-CH2-COO-OH肉碱（carnitine）(L-β-羟-γ三甲氨基丁酸)39②参与转运的酶：肉碱脂肪酰转移酶Ⅰ（限速酶）（carnitineacyltransferaseI）肉碱-脂酰肉碱转位酶（carnitine-acylcarnitinetranslocase)肉碱脂肪酰转移酶Ⅱ40偶数碳脂肪酸βαC6H5-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-COOHC6H5-CH2-COOH（苯乙酸）奇数碳脂肪酸βαC6H5-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-COOHC6H5-COOH（苯甲酸）**实验证明脂酸的氧化是从羧基端的β碳原子开始⑶脂酸的β氧化①苯脂酸氧化实验4142②β氧化包括四步反应Ⅰ.催化反应的酶结合成一个脂酸β-氧化多酶复合体Ⅱ.从脂酰基的β-碳原子开始，进行脱氢、加水、再脱氢及硫解等四步连续反应Ⅲ.脂酰基断裂生成1分子比原来少2个碳原子的脂酰CoA及1分子乙酰CoA43脂酰CoA脱氢酶⊿2--烯脂酰CoA水化酶H2OL(+)-β羟脂酰CoA脱氢酶β酮脂酰CoA硫解酶反⊿2-烯酰CoAL(+)-β羟脂酰CoAβ酮脂酰CoA4445NADH+H+FADH2H2O呼吸链2ATPH2O呼吸链3ATP乙酰CoA彻底氧化三羧酸循环生成酮体肝外组织氧化利用46CH3(CH2)14COSCoA+7CoA-SH+7FAD+7NAD++7H2O8CH3CO-SCoA+7FADH2+7NADH+7H+⑷脂酸氧化的能量生成以16C的软脂酸为例总反应为：478分子的乙酰CoA产生12×8=96分子ATP7分子的FADH2产生2×7=14分子ATP7分子的NADH+H+产生3×7=21分子ATP总共为131ATP1）能量的释放由于生成脂肪酰CoA时用去2分子的ATP，故净得131-2=129个ATP482）能量的利用1分子软脂酸彻底氧化分解时释放的总能量为9791kJ/mol,储存于ATP的能量为51.6kJ/mol×129=6656kJ/mol66569791×%=68%49*概念：酮体是脂酸在肝中氧化分解的中间产物，也是肝脏向肝外组织输出能量的一种形式。乙酰乙酸（acetoaceticacid）、β-羟丁酸(β-hydroxybutyricacid)和丙酮（acetone）三者合称酮体4.酮体的生成和利用50*血浆水平：0.03~0.5mmol/L(0.3~5mg/dl)*酮体生成：肝细胞线粒体*酮体利用：肝外组织（心、肾、脑、骨骼肌等）线粒体51⑴酮体的生成①部位：肝脏线粒体②原料：乙酰CoA③过程52NAD+NADH+H+琥珀酰CoA琥珀酸CoASH+AT