chap09脂類代謝-華東理工大學(xué)生物化學(xué)課件

第九章脂類代謝上海市精品課程一、脂類的消化、吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)和儲(chǔ)存二、脂肪的分解代謝三、脂肪酸及脂肪的合成代謝四、磷脂的代謝五、膽固醇代謝第九章脂類代謝章首脂類的消化、吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)和儲(chǔ)存（一）脂類的消化小腸上段是主要的消化場(chǎng)所脂類(TG、Ch、PL等)微團(tuán)甘油一脂、溶血磷脂、長(zhǎng)鏈脂肪酸、膽固醇等混合微團(tuán)膽汁酸鹽乳化胰脂肪酶、磷脂酶等水解乳化章首脂類的消化、吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)和儲(chǔ)存(二)脂類的吸收在十二指腸下段及空腸上段吸收混合微團(tuán)小腸粘膜細(xì)胞內(nèi)乳糜微粒門(mén)靜脈肝臟擴(kuò)散重新酯化載脂蛋白結(jié)合節(jié)首乳麋微粒（CM）極低密度脂蛋白VLDL低密度脂蛋白LDL高密度脂蛋白HDL脂蛋白的種類脂類的消化、吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)和儲(chǔ)存(三)脂類的轉(zhuǎn)運(yùn)和脂蛋白的作用節(jié)首章首下一頁(yè)上一頁(yè)（按密度大小分）CMVLDLIDLLDLHDL蛋白質(zhì)1~210182550

脂肪

84~85503053膽固醇脂414224017磷脂818222127合成部位小腸粘膜肝細(xì)胞血漿、肝肝、小腸肝細(xì)胞功能轉(zhuǎn)運(yùn)外源轉(zhuǎn)運(yùn)內(nèi)源轉(zhuǎn)運(yùn)內(nèi)源轉(zhuǎn)運(yùn)內(nèi)源逆向轉(zhuǎn)運(yùn)

甘油三脂甘油三脂膽固醇膽固醇酯膽固醇膽固醇

28893血漿脂蛋白的組成、性質(zhì)及功能章首節(jié)首脂類的消化、吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)和儲(chǔ)存章首節(jié)首脂肪的分解代謝章首脂肪的水解甘油的轉(zhuǎn)化脂肪酸的分解代謝CH3-(CH2)n-

CH2-

CH2-COOHβ-氧化作用α-氧化作用ω-氧化作用酮體的代謝章首脂肪的水解節(jié)首章首甘油的轉(zhuǎn)化甘油激酶磷酸甘油脫氫酶異構(gòu)酶節(jié)首章首β-氧化作用β-氧化作用概念及實(shí)驗(yàn)依據(jù)概念脂肪酸在體內(nèi)氧化時(shí)在羧基端的β-碳原子上進(jìn)行氧化，碳鏈逐次斷裂，每次斷下一個(gè)二碳單位，即乙酰CoA，該過(guò)程稱作β-氧化試驗(yàn)證據(jù)

1904年F.Knoop用苯環(huán)標(biāo)記脂肪酸飼喂狗，根據(jù)尿中產(chǎn)物，推導(dǎo)出了β-氧化學(xué)說(shuō)。-CH2-(CH2)2n+1-COOH-CH2-(CH2)2n-COOH-COOH（苯甲酸）-CH2COOH（苯乙酸）奇數(shù)碳原子：偶數(shù)碳原子：節(jié)首脂肪酸活化為脂酰CoA（胞漿）

位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和線粒體外膜的脂酰CoA合成酶催化脂肪酸與CoA-SH生成活化的脂酰CoA。RCOOH+CoA—SHRCO~SCoA脂酰CoA合成酶ATPAMP+PPiMg2+

H2O2Pi反應(yīng)不可逆脂肪酸脂酰CoA章首節(jié)首脂酰CoA進(jìn)入線粒體脂肪酸氧化的酶系存在線粒體基質(zhì)內(nèi)，但胞漿中活化的長(zhǎng)鏈脂酰CoA（12C以上）卻不能直接透過(guò)線粒體內(nèi)膜，必須與肉堿(carnitine)結(jié)合成脂酰肉堿才能進(jìn)入線粒體基質(zhì)內(nèi)。RCO-SCoACoA-SH肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶(CH3)3N+CH2CHCH2COOHOH肉堿(CH3)3N+CH2CHCH2COOHRCO-O脂酰肉堿反應(yīng)由肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶(CAT-Ⅰ和CAT-II)催化：章首節(jié)首肉堿轉(zhuǎn)運(yùn)脂酰輔酶A進(jìn)入線粒體

此過(guò)程為脂肪酸β-氧化的限速步驟，CAT-Ⅰ是限速酶，丙二酸單酰CoA

是其強(qiáng)烈的競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑。β-氧化（1）(1)脫氫脂酰CoA脫氫酶FADFADH2(2)水合RCH2CCCO~CoAHH

反2-烯酰CoA

反2-烯酰CoA水化酶

H2OOHRCH2CHCH2CO~SCoAL-β-羥脂酰CoA1.5ATP呼吸鏈章首ＯR-CH2-

CH2C-SCoA||節(jié)首β-氧化（2）OHRCH2CHCH2CO~SCoAL-β-羥脂酰CoA(3)再脫氫NAD+NADH+H+L-β-羥脂酰CoA脫氫酶(4)硫解CH3CO~SCoA乙酰CoARCH2CO~SCoA脂酰CoA(14C)（1）（2）（3）（4）β-酮脂酰CoARCH2C~SCoAOCH2COCoA-SHβ-酮脂酰CoA硫解酶

2.5ATP呼吸鏈重復(fù)反應(yīng)章首節(jié)首脂肪酸氧化的三個(gè)階段脂肪酸β-氧化的能量生成1分子軟脂酸(16C)活化生成的軟脂酰CoA經(jīng)7次β-氧化.總反應(yīng)式如下:

軟脂酰CoA+7FAD+7NAD++7CoA-SH+7H2O8乙酰CoA+7FADH2+7(NADH+H+)

1分子軟脂酸徹底氧化共生成:(1.5×7)+(2.5×7)+(10×8)=108分子ATP

減去脂肪酸活化時(shí)消耗ATP的2個(gè)高能磷酸鍵凈生成106

分子ATP。章首節(jié)首脂肪酸的α-氧化作用

脂肪酸氧化作用發(fā)生在α-碳原子上，分解出CO2，生成比原來(lái)少一個(gè)碳原子的脂肪酸，這種氧化作用稱為α-氧化作用。RCH2COO-RCH(OH)COO-RCOCOO-RCOO-CO2O2NAD+NADH+H+NAD+NADH+H+RCH(OOH)COO-CO2RCHOO2NAD+NADH+H+過(guò)氧化羥化上一頁(yè)下一頁(yè)章首章首節(jié)首脂肪酸的ω氧化作用脂肪酸的ω-氧化指脂肪酸的末端甲基（ω-端）經(jīng)氧化轉(zhuǎn)變成羥基，繼而再氧化成羧基，從而形成α，ω-二羧酸的過(guò)程。CH3(CH2)nCOO-HOCH2(CH2)nCOO-OHC(CH2)nCOO--OOC(CH2)nCOO-O2NAD(P)+NAD(P)H+H+NAPD+NADPH+H+NAD(P)+NAD(P)H+H+混合功能氧化酶醇酸脫氫酶醛酸脫氫酶上一頁(yè)下一頁(yè)章首節(jié)首酮體的代謝章首節(jié)首酮體的定義脂肪酸在肝臟中不完全氧化的中間產(chǎn)物，是β－羥丁酸（約占總量70％、乙酰乙酸（約占30％）和丙酮（含量極微）的統(tǒng)稱。乙酰CoA是酮體生成的原料酮體的生成過(guò)程羥甲基戊二酸單酰CoA（HMGCoA）脂肪酸硫解酶2CH3COSCoACH3COCH2COSCoA乙酰乙酰CoAHOOCCH2-C-CH2COSCoA|CH3OH|HMGCoA裂解酶HMGCoA合成酶CH3COSCoACoASH--氧化CH3COCH2COOHCH3CHOHCH2COOH乙酰乙酸丙酮--羥丁酸脫氫酶CO2NADH+H+NAD+CH3COCOOH脫羧酶CoASH上一頁(yè)下一頁(yè)章首節(jié)首酮體的利用章首節(jié)首

酮體在肝臟合成，但肝臟缺乏利用酮體的酶，因此不能利用酮體。酮體生成后進(jìn)入血液，輸送到肝外組織利用。CH3COCH2COOH

乙酰乙酸CH3COCH2CO~SCoA

乙酰乙酰CoAATP+CoA~SHPPi+AMP2PiCH2COOHCH2CO~CoACH2COOHCH2COOH

TCA乙酰CoACH3CO~CoA

β-羥丁酸CH3CH(OH)CH2COOHβ-羥丁酸脫氫酶NAD+NADH+H+琥珀酰CoA琥珀酸轉(zhuǎn)移酶

乙酰乙酰CoA合成酶H2OHSCoA硫解酶

心、腎、腦和骨胳肌此酶活性高(10倍)酮體的利用章首節(jié)首CH2COOHCH2COOH1.酮體具水溶性，能透過(guò)血腦屏障及毛細(xì)血管壁，是輸出脂肪能源的一種形式。2.長(zhǎng)期饑餓時(shí)，酮體供給腦組織50—70%的能量。3.禁食、應(yīng)激及糖尿病時(shí)，心、腎、骨骼肌攝取酮體代替葡萄糖供能，節(jié)省葡萄糖以供腦和紅細(xì)胞所需，并可防止肌肉蛋白的過(guò)多消耗。酮體的生成的意義章首節(jié)首脂肪酸及脂肪的合成脂肪酸的合成脂肪酸碳鏈的延長(zhǎng)脂肪的合成章首脂肪酸及脂肪的合成脂肪酸合成酶系章首

動(dòng)物細(xì)胞脂肪酸合成酶系包括7種不同功能的酶和?；d體蛋白（ACP)，都存在于一條肽鏈上的七個(gè)功能區(qū)（結(jié)構(gòu)域），由一個(gè)基因編碼；酵母細(xì)胞中該酶系包含六個(gè)酶和ACP，定位于兩條肽鏈上；大腸桿菌的該酶系含六個(gè)酶及ACP共七條肽鏈。節(jié)首脂肪酸及脂肪的合成合成的原料來(lái)源

脂肪酸合成的碳源主要來(lái)自糖氧化分解、β-氧化和氨基酸氧化分解產(chǎn)生的乙酰CoA，它們都存在于線粒體中線璃體中的乙酰CoA需通過(guò)檸檬酸-丙酮酸循環(huán)（或稱擰檬酸穿梭系統(tǒng)）運(yùn)到胞漿中，才能供脂肪酸合成所需。NADPH主要來(lái)自胞漿中的磷酸戊糖途徑章首節(jié)首CoA－SH與ACP－SH的比較CH2-Ser-ACPHS輔基：4-磷酸泛酰巰基乙胺CoA分子中也有4-磷酸泛酰巰基乙胺AHS4-磷酸泛酰巰基乙胺章首節(jié)首脂肪酸合成酶系結(jié)構(gòu)模式ACP①②③④⑤⑥中央巰基SH外圍巰基SH①ACP－脂酰基轉(zhuǎn)移酶②ACP－丙二酰轉(zhuǎn)移酶③β-酮脂酰-ACP合成酶④β-酮脂酰-ACP還原酶

⑤β-羥脂酰-ACP脫水酶⑥烯脂酰-ACP還原酶

⑦長(zhǎng)鏈脂?；蚪饷刚率坠?jié)首脂肪酸生物合成的反應(yīng)歷程β-烯丁酰ACPCH3COCH2C0-SACP

丁酰ACPCH3CH(OH)CH2C0-SACP

CH3CH=CH2C0-SACPCH3CH2CH2C0-SACP

β-酮丁酰ACPβ-羥丁酰ACPCH3COCoACH3COACPHOOCCH3COACPHOOCCH3COCoACH3COCoACO2+ACPC2C2C2C2C2C2NADPHNADP+NADP+NADPHH2OCH3(CH2)14C0-SACP+CO2ACP章首節(jié)首上一頁(yè)下一頁(yè)①②縮合③還原④脫水⑤⑥再還原軟脂肪酸⑦硫解

乙酰CoA＋7丙二酸單酰CoA＋14NADPH＋14H+＋H2O軟脂酸＋14NADP+＋7CO2＋7H2O＋8CoA-SH脂肪酸合成酶系（7次循環(huán)）軟脂酸合成的總反應(yīng)節(jié)首章首區(qū)別點(diǎn)從頭合成β—氧化細(xì)胞中發(fā)生部位細(xì)胞質(zhì)線粒體酰基載體ACP-SHCoA-SH二碳片段的加入與裂解方式丙二酰單酰CoA乙酰CoA電子供體或受體NADPHFAD、NAD+酶系七種酶和一個(gè)蛋白質(zhì)組成復(fù)合物四種酶原料轉(zhuǎn)運(yùn)方式肉堿穿梭系統(tǒng)檸檬酸轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)羥脂酰化合物的中間構(gòu)型D-型L-型對(duì)二氧化碳和檸檬酸的需求要求不要求能量變化消耗7個(gè)ATP和14NADPH產(chǎn)生106個(gè)ATP脂肪酸從頭合成與β－氧化比較章首節(jié)首軟脂酰CoA或軟脂酸生成后，可在滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)及線粒體經(jīng)脂肪酸碳鏈延長(zhǎng)酶系的催化作用下，形成更長(zhǎng)碳鏈的飽和脂肪酸。延長(zhǎng)途徑線粒體延長(zhǎng)途徑：基本上是β-氧化的逆過(guò)程，只是NADPH2作為供氫體參與第二次還原反應(yīng)?；鎯?nèi)質(zhì)網(wǎng)延長(zhǎng)途徑：與從頭合成類似，只是輔酶A作為?；d體，丙二酰輔酶A提供二碳單位。脂肪酸碳鏈的延長(zhǎng)章首節(jié)首葡萄糖CH2OHC=OCH2O-PNADH+H+NAD+磷酸甘油脫氫酶CH2OHCCH2O-HO—PCH2OCOR1CCH2O-R2CO-O—PCH2OCOR1CCH2OHR2CO-O-H2OPi磷脂酸磷酸酶CH2OCOR1CCH2OCOR3R2CO-O—CoA-SHR3CO~SCoA脂酰轉(zhuǎn)移酶R1CO~SCoAR2CO~SCoA磷酸甘油脂酰轉(zhuǎn)移酶2CoA-SH磷脂酸TG脂肪的合成章首節(jié)首1.合成部位：2.合成原料：甘油、脂肪酸、磷酸鹽、膽堿、乙醇胺絲氨酸、食物食物或脂肪分解CTP、ATP、絲氨酸、肌醇等3.合成過(guò)程全身各組織，肝、腎、腸最活躍。甘油磷脂的合成章首節(jié)首乙醇胺和膽堿的活化HOCH2CH2NH2HOCH2CH2N(CH3)3OCH2CH2NH2磷酸乙醇胺CDP-OCH2CH2NH2CDP-乙醇胺乙醇胺激酶CTP:磷酸乙醇胺胞苷轉(zhuǎn)移酶ATPADPCTPPPi膽堿激酶ATPADPOCH2CH2N(CH3)3CDP-OCH2CH2N(CH3)3CDP-膽堿CTP:磷酸膽堿胞苷轉(zhuǎn)移酶CTPPPiPP上一頁(yè)下一頁(yè)章首節(jié)首磷脂酰乙醇胺（腦磷脂）CDP-乙醇胺CMP磷脂酰膽堿（腦磷脂）葡萄糖3-磷酸甘油磷脂酸1，2-甘油二酯脂