生物化學(xué)脂類代謝第1頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)

脂肪的分解代謝第2頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月一、脂類概述定義：脂肪和類脂總稱為脂類脂肪(fat)：

三脂酰甘油(triacylglycerols,TAG)也稱為甘油三酯(triglyceride,TG)類脂(lipoid)：膽固醇(cholesterol,CHOL)膽固醇酯(cholesterolester,CE)

磷脂(phospholipid,PL)鞘脂(sphingolipids)分類第3頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月二、脂類的消化和吸收1.脂類的消化條件

①

乳化劑（膽汁酸鹽、甘油一酯、甘油二酯等）的乳化作用；②酶的催化作用部位

主要在小腸上段第4頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月消化過程及相應(yīng)的酶乳化消化酶甘油三酯產(chǎn)物食物中的脂類2-甘油一酯+2FA酯酶

胰脂酶

輔脂酶微團(micelles)FA+甘油第5頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月輔脂酶是胰脂酶對脂肪消化不可缺少的蛋白質(zhì)輔因子，分子量約10,000。輔脂酶在胰腺泡中以酶原形式合成，隨胰液分泌入十二指腸。進入腸腔后，輔脂酶原被胰蛋白酶從其N端切下一個五肽而被激活。輔脂酶本身不具脂肪酶的活性，但它具有與脂肪及胰脂酶結(jié)合的結(jié)構(gòu)域。它與胰脂酶結(jié)合是通過氫鍵進行的；它與脂肪通過疏水鍵進行結(jié)合。輔脂酶第6頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月三、甘油三酯的分解代謝脂肪動員定義

儲存在脂肪細胞中的脂肪，被肪脂酶逐步水解為FA及甘油，并釋放入血以供其他組織氧化利用的過程。關(guān)鍵酶激素敏感性甘油三酯脂肪酶（HSL）第7頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月第8頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月1.甘油的分解（實線為甘油的分解，虛線為甘油的合成)甘油激酶甘油磷酸脫氫酶異構(gòu)酶EMP途徑第9頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月2.飽和脂肪酸的分解代謝——β-氧化（1）β-氧化作用的概念及證據(jù)概念：脂肪酸在體內(nèi)氧化時在羧基端的β-碳原子上進行氧化，碳鏈逐次斷裂，每次斷下一個二碳單位，即乙酰CoA，該過程稱作β-氧化。試驗證據(jù)1904年F.Knoop根據(jù)用苯環(huán)標(biāo)記脂肪酸飼喂狗的實驗結(jié)果，推導(dǎo)出了β-氧化學(xué)說。奇數(shù)碳原子：偶數(shù)碳原子：苯甲酸苯乙酸第10頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）脂肪酸的活化——脂酰CoA的生成脂酰CoA合成酶

ATPAMPPPi

+CoA-SH

（3）脂酰CoA進入線粒體（需要載體）第11頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月關(guān)鍵酶第12頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月

N+(CH3)3CH2HO-CHCH2COO-肉堿酯酰肉堿

OR-C-S-CoA

OR-C-OHATPCoASHAMP+PPiCoASH肉堿

OR-C-S-CoAβ-氧化線粒體內(nèi)膜內(nèi)側(cè)外側(cè)載體酯酰肉堿CoASH

OR-C

N+(CH3)3CH2-O-CHCH2COO-肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶Ⅰ肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶Ⅱ移位酶第13頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月（4）脂酸的β-氧化脫氫加水再脫氫硫解脂酰CoAL(+)-β-羥脂酰CoAβ-酮脂酰CoA脂酰CoA+乙酰CoA脂酰CoA脫氫酶L(+)-β-羥脂酰CoA脫氫酶NAD+NADH+H+⊿2--烯脂酰CoA水化酶H2OFADFADH2β-酮脂酰CoA硫解酶CoA-SH反⊿2-烯脂酰CoA第14頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月5以含C16的棕櫚酸為例：第15頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月脂酰CoA脫氫酶L(+)-β羥脂酰CoA脫氫酶

NAD+NADH+H+⊿--烯酰CoA水化酶2H2OFADFADH2β酮脂酰CoA硫解酶CoA-SH脂酰CoA合成酶肉堿轉(zhuǎn)運載體ATPCoASHAMPPPiH2O呼吸鏈2ATPH2O呼吸鏈3ATP線粒體膜TCA第16頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月

NADH+H+

FADH2

H2O呼吸鏈

2ATP

H2O呼吸鏈

3ATP乙酰CoA徹底氧化三羧酸循環(huán)生成酮體肝外組織氧化利用第17頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月β-氧化過程中能量的釋放及轉(zhuǎn)換效率以棕櫚酸為例：CH3(CH2)14COOH活化：消耗2個高能磷酸鍵β氧化：

每輪循環(huán)

四個重復(fù)步驟：脫氫、水化、再脫氫、硫解產(chǎn)物：1分子乙酰CoA1分子少兩個碳原子的脂酰CoA1分子FADH21分子

NADH+H+第18頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月凈生成：131–2=

129ATP7次β-氧化8乙酰CoA7NADH7FADH212ATP3ATP2ATP96ATP21ATP14

ATP131ATPCH3(CH2)14COOH第19頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月3.不飽和脂酸的氧化不飽和脂酸（油酸）β氧化順⊿3-烯酰CoA反⊿2-烯酰CoA

⊿3順-⊿2反烯酰CoA

異構(gòu)酶β氧化（1）單不飽和脂酸的氧化第20頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月第21頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）含一個以上雙鍵的不飽和脂酸的氧化-自學(xué)如⊿9,12亞油酸：CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH亞油酰CoA（⊿9順，⊿12順）3次β氧化十二碳二烯脂酰CoA（⊿3順，⊿6順）⊿3順-⊿2反-烯脂酰CoA異構(gòu)酶第22頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月（⊿2反，⊿6順）二烯脂酰CoA1次β氧化+1次脫氫（⊿2反，⊿4順）二烯脂酰CoA2,4-二烯脂酰CoA還原酶烯脂酰CoA異構(gòu)酶第23頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月4.奇數(shù)碳脂酸的β-氧化IleMetThrVal奇數(shù)碳脂酸膽固醇側(cè)鏈CH3CH2CO~CoA

羧化酶（ATP、生物素）CO2D-甲基丙二酰CoAL-甲基丙二酰CoA消旋酶變位酶5-脫氧腺苷鈷胺素琥珀酰CoATCA第24頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月4.酮體的生成和利用乙酰乙酸(acetoacetate)、β-羥丁酸(β-hydroxybutyrate)、丙酮(acetone)三者總稱為酮體。血漿水平：0.03~0.5mmol/L(0.3~5mg/dl)代謝定位：生成：肝細胞線粒體利用：肝外組織（心、腎、腦、骨骼肌等）線粒體第25頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月CO2CoASHCoASHNAD+NADH+H+β-羥丁酸脫氫酶HMGCoA

合酶乙酰乙酰CoA硫解酶HMGCoA

裂解酶（1）酮體的生成第26頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）酮體的利用NAD+NADH+H+琥珀酰CoA琥珀酸CoASH+ATPPPi+AMPCoASH琥珀酰CoA轉(zhuǎn)硫酶（心、腎、腦及骨骼肌的線粒體）乙酰乙酰CoA硫激酶（腎、心和腦的線粒體）乙酰乙酰CoA硫解酶（心、腎、腦及骨骼肌線粒體）第27頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月第28頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）酮體生成的生理意義酮體是肝臟輸出能源的一種形式。并且酮體可通過血腦屏障，是腦組織的重要能源。酮體利用的增加可減少糖的利用，有利于維持血糖水平恒定，節(jié)省蛋白質(zhì)的消耗。第29頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月第30頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月四、脂酸的合成代謝1.飽和脂酸的生物合成1）軟脂酸的從頭合成——丙二酸單酰CoA途徑組織：肝（主要）、脂肪等組織亞細胞：胞液：主要合成16碳的軟脂酸（棕櫚酸）肝線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)：碳鏈延長①合成部位第31頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月NADPH的來源磷酸戊糖途徑（主要來源）胞液中異檸檬酸脫氫酶及蘋果酸酶催化的反應(yīng)乙酰CoA、ATP、HCO3﹣、NADPH②合成原料乙酰CoA的主要來源乙酰CoA全部在線粒體內(nèi)產(chǎn)生，通過檸檬酸-丙酮酸循環(huán)(citratepyruvatecycle)出線粒體。乙酰CoA脂酸

Glc（主要）

第32頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月檸檬酸-丙酮酸循環(huán)從頭合成（主要途徑:在胞液中）第33頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月線粒體膜胞液線粒體基質(zhì)丙酮酸丙酮酸蘋果酸草酰乙酸檸檬酸檸檬酸乙酰CoA

NADPH+H+

NADP+蘋果酸酶CoA乙酰CoA

ATPADPPPi檸檬酸裂解酶CoA草酰乙酸H2O檸檬酸合酶蘋果酸CO2CO2第34頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月第35頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月a.丙二酸單酰ACP的合成③軟脂酸合成酶系及反應(yīng)過程||OHOOC-CH2-C-S-CoA丙二酸單酰CoAOCH3C-S~CoA乙酰CoA

||+ATPHCO3-ADP+Pi||OHOOC-CH2-C-S-ACP丙二酸單酰ACPACPCoA乙酰CoA

羧化酶生物素第36頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月乙酰CoA羧化酶(acetylCoAcarboxylase)是脂酸合成的限速酶，存在于胞液中，其輔基是生物素，Mn2+是其激活劑。乙酰CoA羧化酶的活性受到別構(gòu)調(diào)節(jié)（檸檬酸，異檸檬酸↑；棕櫚酰CoA↓）、磷酸化（無活性，AMP激活磷酸化酶）和脫磷酸化（有活性）以及激素（胰高血糖素、腎上腺素↓；胰島素↑）的調(diào)節(jié)。第37頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月乙酰CoA羧化酶催化原理：第38頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月?；d體蛋白(ACP)，其輔基是4′-磷酸泛酰巰基乙胺，是脂酰基載體。′ACP的輔基結(jié)合脂?；z氨酸殘基4′-磷酸泛酰巰基乙胺第39頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月b.脂酸合成從乙酰CoA及丙二酰CoA合成長鏈脂酸，是一個重復(fù)加成過程，每次延長2個碳原子。各種生物合成脂酸的過程基本相似。*軟脂酸合成酶系大腸桿菌有6種酶蛋白（脂肪?；D(zhuǎn)移酶、丙二酰CoA?；D(zhuǎn)移酶、β-酮脂肪酰合成酶、β-酮脂肪酰還原酶、β-羥脂?；撍浮⒅＿€原酶）；動物細胞還有第7種酶：硫酯酶，聚合在一起構(gòu)成的多酶體系。第40頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月高等動物7種酶活性中心都在一條多肽鏈上，屬多功能酶，由一個基因編碼；有活性的酶為兩相同亞基首尾相連組成的二聚體。①②③④⑤⑥中央巰基SH外圍巰基SH⑥①②③④⑤ACP①乙酰CoA:ACP轉(zhuǎn)移酶②丙二酸單酰CoA:ACP轉(zhuǎn)移酶③β-酮脂酰-ACP合酶④β-酮脂酰-ACP還原酶

⑤β-羥脂酰-ACP脫水酶⑥烯脂酰-ACP還原酶

大腸桿菌的脂酸合成酶系模式圖第41頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月*軟脂酸的合成過程*底物進入

乙酰CoAACP-S-乙?；?縮合酶)丙二酰CoAACP-S-丙二?；浿岷铣擅敢阴；ǖ谝粋€）丙二?；?2頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月縮合CO2

還原NADPH+H+NADP+脫水H2O

再還原NADPH+H+

NADP+第43頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月*轉(zhuǎn)位丁?；葾CP轉(zhuǎn)移至β-酮脂酰-ACP合酶的巰基上ACPSC=OCH2CH2CH3CEHSSO=CCH2CH2CH3CEACPHS轉(zhuǎn)位第44頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月第45頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月軟脂酸合成的總反應(yīng)CH3COSCoA

+7HOOCCH2COSCoA

+

14NADPH+H+CH3(CH2)14COOH+7CO2

+6H2O+8HSCoA

+14NADP+第46頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月軟脂酸的合成總圖第47頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月第48頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月第49頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月2）脂酸碳鏈的延長a.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)脂酸碳鏈延長酶系

以丙二酰CoA為二碳單位供體，由NADPH+H+供氫經(jīng)縮合、加氫、脫水、再加氫等一輪反應(yīng)增加2個碳原子，合成過程類似軟脂酸合成，但脂?；B在CoASH上進行反應(yīng)，可延長至24碳，以18碳硬脂酸為最多。第50頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月b.線粒體脂酸碳鏈延長酶系

以乙酰CoA為二碳單位供體，由NADPH+H+供氫，過程與β氧化的逆反應(yīng)基本相似，需α,β烯脂酰還原酶，一輪反應(yīng)增加2個碳原子，可延長至24碳或26碳，以硬脂酸最多。第51頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月NAD+NAD+NADH·H+NADP+第52頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月3）不飽和脂酸的合成動物：有Δ4、Δ5、Δ8、Δ9去飽和酶，鑲嵌在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上，脫氫過程有線粒體外電子傳遞系統(tǒng)參與。植物：有Δ9、Δ12、Δ15

去飽和酶H++NADHNAD+E-FADE-FADH2Fe2+Fe3+Fe3+Fe2+油酰CoA+2H2O硬脂酰CoA+O2NADH-cytb5

還原酶去飽和酶Cytb5第53頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月內(nèi)質(zhì)網(wǎng)：脂酰CoA通過碳鏈的氧化、脫氫形成雙鍵（去飽和酶），合成軟脂酰油酸（16C:1,Δ9）和油酸（18C:1,Δ9）**人體缺乏Δ9以上的去飽和酶，故不能合成亞油酸（18C:2,Δ9,12）、亞麻酸（18C:3,Δ9,12,15）和花生四烯酸（20C:4,Δ5,8,11,14），必須由食物提供，所以亞油酸、亞麻酸和花生四烯酸被稱為必需脂肪酸。人體缺乏必需脂肪酸時，會出現(xiàn)生長緩慢、抵抗力下降、皮膚炎和毛發(fā)稀疏等。這些高度不飽和脂肪酸也是磷脂的重要成分，花生四烯酸還是合成前列腺素、血栓呃烷和白三烯等重要生理活性物質(zhì)的前體。第54頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月五.三酰甘油的生物合成磷酸甘油酯酰轉(zhuǎn)移酶磷酸甘油酯酰轉(zhuǎn)移酶二酰甘油酯酰轉(zhuǎn)移酶磷酸酯酶第55頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月第56頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)

磷脂的代謝第57頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月定義含磷酸的脂類稱磷酯。分類

甘油磷脂

——由甘油構(gòu)成的磷酯

（體內(nèi)含量最多的磷脂）

鞘磷脂

——由鞘氨醇構(gòu)成的磷脂X

指與磷酸羥基相連的取代基，包括膽堿、水、乙醇胺、絲氨酸、甘油、肌醇、磷脂酰甘油等。FAFAPiX

甘油FAPiX鞘氨醇第58頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月一、甘油磷脂的代謝組成：甘油、脂酸、磷酸、含氮化合物結(jié)構(gòu)：功能：含一個極性頭、兩條疏水尾，構(gòu)成生物膜的磷脂雙分子層。常為花生四烯酸X=膽堿、水、乙醇胺、絲氨酸、甘油、肌醇、磷脂酰甘油等1.甘油磷脂的組成、分類及結(jié)構(gòu)第59頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月機體內(nèi)幾類重要的甘油磷脂第60頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月2.甘油磷脂的分解代謝第61頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月磷脂酶A：甘油磷脂1位或2位的酯鍵溶血磷脂+脂肪酸磷脂酶C：甘油磷脂3位的磷酸酯鍵甘油二酯+磷酸膽堿等磷脂酶D：磷酸取代基團間的酯鍵磷脂酸+膽堿等磷脂酶B：溶血磷脂1位或2位的酯鍵甘油磷酸膽堿等11234第62頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月3.甘油磷脂的合成代謝1.合成部位全身各組織內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，肝、腎、腸等組織最活躍。

2.合成原料及輔因子脂酸、甘油、磷酸鹽、膽堿、絲氨酸、肌醇、ATP、CTP第63頁，課件共79頁，創(chuàng)作于2023年2月