高中生物竞赛辅导―生物化学五(脂代谢)

目录第五章脂类代谢MetabolismofLipid目录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)：胆固醇(cholesterol,CHOL)胆固醇酯(cholesterolester,CE)磷脂(phospholipid,PL)鞘脂(sphingolipids)分类定义目录甘油三酯甘油磷脂(phosphoglycerides)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、磷脂酰甘油等目录CH2CHCH2OOOCO(CH2)mCH3CO(CH2)nCH3POOXOH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CH2CHCH2OOOCO(CH2)mCH3CO(CH2)kCH3CO(CH2)nCH3CH2CHCH2OHOHOH甘油目录鞘脂鞘磷脂鞘糖脂FA鞘氨醇FAPiX鞘氨醇FA糖鞘氨醇目录分类含量分布生理功能脂肪甘油三酯95﹪脂肪组织、血浆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.构成血浆脂蛋白类脂糖酯、胆固醇及其酯、磷脂5﹪生物膜、神经、血浆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.构成血浆脂蛋白脂类的分类、含量、分布及生理功能目录游离脂肪酸（脂酸）的来源自身合成以脂肪形式储存，需要时从脂肪动员产生，多为饱和脂酸和单不饱和脂酸。食物供给包括各种脂酸，其中一些不饱和脂酸，动物不能自身合成，需从植物中摄取。*必需脂酸——亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸等多不饱和脂酸是人体不可缺乏的营养素，不能自身合成，需从食物摄取，故称必需脂酸。目录第一节不饱和脂酸的分类及命名TheClassificationandNamingofUnsaturatedFattyAcids目录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目录△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。不饱和脂酸命名目录哺乳动物不饱和脂酸按ω（或n）编码体系分类族母体脂酸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）目录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鱼油目录哺乳动物体内的多不饱和脂酸均由相应的母体脂酸衍生而来。ω3、ω6及ω9三族多不饱和脂酸在体内彼此不能互相转化。动物只能合成ω9及ω7系的多不饱和脂酸，不能合成ω6及ω3系多不饱和脂酸。目录第二节脂类的消化与吸收DigestionandAbsorptionofLipid目录脂类的消化条件①乳化剂（胆汁酸盐、甘油一酯、甘油二酯等）的乳化作用；②酶的催化作用部位主要在小肠上段目录消化过程及相应的酶乳化消化酶甘油三酯产物食物中的脂类2-甘油一酯+2FFA磷脂溶血磷脂+FFA磷脂酶A2胆固醇酯胆固醇酯酶胆固醇+FFA胰脂酶辅脂酶微团(micelles)目录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。辅脂酶目录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（6～10C）及短链脂酸（2～4C）构成的的甘油三酯与胆汁酸盐，形成混合微团(mixedmicelles)，被肠粘膜细胞吸收。目录脂类的吸收部位十二指肠下段及空肠上段方式中链及短链脂酸构成的TG乳化吸收脂肪酶甘油+FFA门静脉血循环肠粘膜细胞目录长链脂酸及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）淋巴管血循环乳糜微粒(chylomicron,CM)TG、CE、PL+载脂蛋白(apo)B48、C、AⅠ、AⅣ溶血磷脂及游离脂酸肠粘膜细胞（酯化成PL）目录甘油一酯途径CoA+RCOOHRCOCoA脂酰CoA合成酶ATPAMPPPi酯酰CoA转移酶CoAR2COCoAR3COCoACoA酯酰CoA转移酶CHCH22OHOHCHCH22OHOHCHOCHO--CC--RR11O=CHCH22OHOHCHCH22OHOHCHOCHO--CC--RR11O=CHCH22OHOHCHCH22OO--CC--RR22CHOCHO--CC--RR11O=O=CHCH22OHOHCHCH22OO--CC--RR22CHOCHO--CC--RR11O=O=CHCH22OO--CC--RR33CHCH22OO--CC--RR22CHOCHO--CC--RR11O=O=O=目录甘油三酯的消化与吸收目录第三节甘油三酯的代谢MetabolismofTriglyceride目录脂肪组织：主要以葡萄糖为原料合成脂肪，也利用CM或VLDL中的FA合成脂肪。一、甘油三酯的合成代谢（一）合成部位肝脏：肝内质网合成的TG，组成VLDL入血。小肠粘膜：利用脂肪消化产物再合成脂肪。目录1.甘油和脂酸主要来自于葡萄糖代谢2.CM中的FFA（来自食物脂肪）（二）合成原料1.甘油一酯途径（小肠粘膜细胞）2.甘油二酯途径（肝、脂肪细胞）（三）合成基本过程目录甘油二酯途径酯酰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=甘油三酯目录*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-磷酸甘油目录（一）脂肪的动员定义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。关键酶激素敏感性甘油三酯脂肪酶(hormone-sensitivetriglyceridelipase,HSL)二、甘油三酯的分解代谢目录脂解激素能促进脂肪动员的激素，如胰高血糖素、去甲肾上腺素、ACTH、TSH等。对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。目录脂肪动员过程脂解激素-受体G蛋白ACATPcAMPPKA+++HSLa(无活性)HSLb(有活性)TG甘油二酯（DG）甘油一酯甘油FFAFFAFFA甘油二酯脂肪酶甘油一酯脂肪酶HSL-----激素敏感性甘油三酯脂肪酶目录（二）脂酸的β-氧化组织：除脑组织外,大多数组织均可进行，其中肝、肌肉最活跃。亚细胞：胞液、线粒体部位目录1.脂酸的活化——脂酰CoA的生成（胞液）脂酰CoA合成酶ATPAMPPPi*脂酰CoA合成酶(acyl-CoAsynthetase)存在于内质网及线粒体外膜上+CoA-SH脂肪酸RCHRCH22CHCH22CC--OHOHOO=OO=脂酰~SCoARCHRCH22CHCH22CC~SCoA~SCoAOO=OO=目录关键酶2.脂酰CoA进入线粒体3.脂酸的β氧化脱氢加水再脱氢硫解脂酰CoAL(+)-β羟脂酰CoAβ酮脂酰CoA脂酰CoA+乙酰CoA脂酰CoA脱氢酶反⊿2-烯酰CoAL(+)-β羟脂酰CoA脱氢酶NAD+NADH+H+⊿2--烯脂酰CoA水化酶H2OFADFADH2β酮脂酰CoA硫解酶CoA-SHRCH=CHC~SCoAβαO=RCH=CHC~SCoAβαO=O=RCH2CH2C~SCoAO=O=RCHOHCH2C~SCoAβαO=O=RCOCH2C~SCoAβαO=O=RC~SCoA+CH3CO~SCoAO=O=目录CH3(CH2)7CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2COSCoACH3(CH2)7CH2CH2CH2CH2CH2COSCoACH3COSCoACH3(CH2)7CH2CH2CH2COCoACH3COSCoACH3(CH2)7CH2COSCoACH3COCoACH3COSCoA5目录目录NADH+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目录脂酰CoA脱氢酶L(+)-β羟脂酰CoA脱氢酶NAD+NADH+H+⊿--烯酰CoA水化酶2H2OFADFADH2β酮脂酰CoA硫解酶CoA-SH脂酰CoA合成酶肉碱转运载体ATPCoASHAMPPPiH2O呼吸链2ATPH2O呼吸链3ATP线粒体膜TAC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=目录活化：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CoA1分子少两个碳原子的脂酰CoA1分子NADH+H+1分子FADH24.脂酸氧化的能量生成——以16碳软脂酸的氧化为例目录7轮循环产物：8分子乙酰CoA7分子NADH+H+7分子FADH2能量计算：生成ATP8×12+7×3+7×2=131净生成ATP131–2=129目录软脂酸与葡萄糖在体内氧化产生ATP的比较软脂酸葡萄糖以1mol计129ATP38ATP以100g计50.4ATP21.1ATP能量利用效率68%68%目录1.不饱和脂酸的氧化不饱和脂酸β氧