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第 五 章

第 五 章. 脂 类 代 谢. Metabolism of Lipid. 脂 类 概 述. 定义. 脂肪和类脂总称为脂类 (lipid ). 分类. 脂肪 (fat) ： 三脂酰甘油 (triacylglycerols,TAG) 也称为 甘油三酯 (triglyceride, TG).

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Presentation Transcript

  1. 第 五 章 脂 类 代 谢 Metabolism of Lipid

  2. 脂 类 概 述 定义 脂肪和类脂总称为脂类(lipid) 分类 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 (cholesterol ester, CE)磷脂 (phospholipid, PL) 鞘脂 (sphingolipids)

  3. FA 甘油 FA 甘油 FA FA FA Pi X 胆固醇 FA 脂类物质的基本构成 甘油三酯 甘油磷脂 (phosphoglycerides) X = 胆碱、水、乙醇胺、丝氨酸、甘油、 肌醇、磷脂酰甘油等 胆固醇酯

  4. 甘油三脂 甘油 甘油磷脂 X = 胆碱、水、乙醇胺、 丝氨酸、甘油、肌醇、磷脂酰甘油等

  5. 鞘氨醇 鞘氨醇 FA FA Pi X 鞘氨醇 FA 糖 鞘 脂 鞘磷脂 鞘糖脂

  6. 脂类的分类、含量、分布及生理功能

  7. 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。

  8. 第 一 节 不饱和脂酸的分类及命名 The Classification and Naming of Unsaturated Fatty Acids

  9. 不饱和脂酸的分类 • 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

  10. 不饱和脂酸命名 • 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。 • △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

  11. 哺乳动物不饱和脂酸按ω（或n）编码体系分类

  12. 常 见 的 不 饱 和 脂 酸

  13. 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。

  14. 第 二 节 脂类的消化与吸收 Digestion and Absorption of Lipid

  15. 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

  16. 乳化 消化酶 胰脂酶 辅脂酶  磷脂酶A2 胆固醇酯酶 消化过程及相应的酶 微团 (micelles) 产 物 食物中的脂类 甘油三酯 2-甘油一酯 + 2 FFA 磷 脂 溶血磷脂 + FFA 胆固醇酯 胆固醇 + FFA

  17. 辅脂酶 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。

  18. 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(mixed micelles)，被肠粘膜细胞吸收。

  19. 乳化 吸收 肠粘膜 细胞 中链及短链脂酸构成的TG 脂肪酶 甘油 + FFA 门静脉 血循环 脂类的吸收 部 位 十二指肠下段及空肠上段 方式

  20. 载脂蛋白(apo) B48、C、AⅠ、AⅣ TG、CE、PL + 血循环 淋巴管 乳糜微粒(chylomicron, CM) 肠粘膜细胞（酯化成TG） 长链脂酸及2-甘油一酯 肠粘膜细胞（酯化成CE） 胆固醇及游离脂酸 肠粘膜细胞（酯化成PL） 溶血磷脂及游离脂酸

  21. 脂酰CoA合成酶 CoA + RCOOH RCOCoA ATP AMP PPi 酯酰CoA 转移酶 酯酰CoA 转移酶 R2COCoA CoA R3COCoA CoA 甘油一酯途径

  22. 甘油三酯的消化与吸收

  23. 第 三 节 甘油三酯的代谢 Metabolism of Triglyceride

  24. 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。 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。 小肠粘膜：利用脂肪消化产物再合成脂肪。

  25. （二）合成原料 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） （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、脂肪细胞）

  26. 酯酰CoA 转移酶 酯酰CoA 转移酶 酯酰CoA 转移酶 磷脂酸 磷酸酶 CoA CoA CoA R1COCoA R2COCoA R3COCoA Pi 甘油二酯途径

  27. 肝、肾甘油激酶 ATP ADP * 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。

  28. 二、甘油三酯的分解代谢 （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-sensitive triglyceride lipase , HSL)

  29. 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。

  30. + + + 甘油二酯脂肪酶 FFA FFA 甘油一酯脂肪酶 FFA 脂肪动员过程 ATP 脂解激素-受体 G蛋白 AC HSLa(无活性) cAMP PKA HSLb(有活性) 甘油一酯 甘油二酯 （DG） TG 甘 油 • HSL-----激素敏感性甘油三酯脂肪酶

  31. 部 位 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 （二）脂酸的β-氧化

  32. + CoA-SH 脂酰CoA合成酶 ATP AMP PPi • 脂酸的活化 • —— 脂酰 CoA 的生成（胞液） * 脂酰CoA合成酶(acyl-CoA synthetase)存在于内质网及线粒体外膜上

  33. 2.脂酰CoA 进入线粒体 关键酶

  34. FAD FADH2 脂酰CoA 脱氢酶 反⊿2-烯酰CoA H2O ⊿2--烯脂酰CoA 水化酶 NAD+ L(+)-β羟脂酰 CoA脱氢酶 NADH+H+ β酮脂酰CoA 硫解酶 CoA-SH 3.脂酸的β氧化 脂酰CoA 脱氢 加水 L(+)-β羟脂酰CoA 再脱氢 β酮脂酰CoA 硫解 脂酰CoA+乙酰CoA 目录

  35. 5 目录

  36. 三羧酸循环 彻底氧化 乙酰CoA 生成酮体 肝外组织氧化利用 FADH2 NADH + H+ 3ATP 2ATP H2O H2O 呼吸链 呼吸链

  37. 2ATP 脂酰CoA 脱氢酶 FAD FADH2 AMP PPi H2O 呼吸链 脂酰CoA 合成酶 ATP CoASH H2O 2 ⊿--烯酰CoA 水化酶 3ATP L(+)-β羟脂酰 CoA脱氢酶 H2O NAD+ 呼吸链 NADH+H+ CoA-SH β酮脂酰CoA 硫解酶 TAC 肉碱转运载体 线粒体膜

  38. 4.脂酸氧化的能量生成 —— 以16碳软脂酸的氧化为例 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CoA • 1分子少两个碳原子的脂酰CoA • 1分子NADH+H+ • 1分子FADH2

  39. 7 轮循环产物：8分子乙酰CoA • 7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

  40. 软脂酸与葡萄糖在体内氧化产生ATP的比较

  41. β氧化 ⊿3顺-⊿2反烯酰CoA 异构酶 不饱和脂酸 顺⊿3-烯酰CoA 反⊿2-烯酰CoA 顺⊿2-烯酰CoA β氧化 H2O D(-)-β羟脂酰CoA 表构酶 D(-)-β羟脂酰CoA L(+)-β羟脂酰CoA （三）脂酸的其他氧化方式 1.不饱和脂酸的氧化

  42. 亚油酰CoA （⊿9顺，⊿12顺） 3次β氧化 十二碳二烯脂酰CoA （⊿3顺，⊿6顺） ⊿3顺,⊿2反-烯脂酰 CoA异构酶 十二碳二烯脂酰CoA （⊿2反，⊿6顺） 2次β氧化

  43. O H 2 SCoA 1 3 c H C 3 O 八碳烯脂酰CoA （⊿2顺） 烯脂酰CoA 水化酶 D(+)-β-羟八碳脂酰CoA β-羟脂酰CoA 表构酶 L(-)-β-羟八碳脂酰CoA 4次β氧化 4 乙酰CoA

  44. 2.过氧化酶体脂酸氧化 长链脂酸(C20、C22) （过氧化酶体） （线粒体） 较短链 脂酸 脂肪酸氧化酶 （FAD为辅酶） β氧化

  45. 羧化酶 （ATP、生物素） CO2 消旋酶 变位酶 5-脱氧腺苷钴胺素 3.丙酸的氧化 Ile Met Thr Val 奇数碳脂酸 胆固醇侧链 CH3CH2CO~CoA L-甲基丙二酰CoA D-甲基丙二酰CoA 琥珀酰CoA TAC

  46. （四）酮体的生成和利用 乙酰乙酸(acetoacetate) 、β-羟丁酸(β-hydroxybutyrate)、丙酮(acetone)三者总称为酮体。 血浆水平：0.03~0.5mmol/L(0.3~5mg/dl) • 代谢定位： • 生成：肝细胞线粒体 • 利用：肝外组织（心、肾、脑、骨骼肌等）线粒体

  47. CO2 1.酮体的生成 HMGCoA 合酶 CoASH 乙酰乙酰CoA硫解酶 CoASH HMGCoA 裂解酶 NADH+H+ NAD+ β-羟丁酸 脱氢酶

  48. 2.酮体的利用 琥珀酰CoA转硫酶 （心、肾、脑及骨骼肌的线粒体） NAD+ NADH+H+ 琥珀酰CoA CoASH+ATP PPi+AMP 琥珀酸 CoASH 乙酰乙酰CoA硫激酶 （肾、心和脑的线粒体） 乙酰乙酰CoA硫解酶（心、肾、脑及骨骼肌线粒体）

  49. 酮体的生成和利用的总示意图 2乙酰CoA 乙酰乙酰CoA 乙酰CoA HMGCoA 乙酰乙酰CoA D(-)-β-羟丁酸 乙酰乙酸 丙酮 琥珀酰CoA 琥珀酸 2乙酰CoA

  50. 3.酮体生成的生理意义 • 酮体是肝脏输出能源的一种形式。并且酮体可通过血脑屏障，是脑组织的重要能源。 • 酮体利用的增加可减少糖的利用，有利于维持血糖水平恒定，节省蛋白质的消耗。

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