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第十一章　脂类代谢　

第十一章　脂类代谢　. 第十一章　脂类代谢. 第一节　脂肪分解代谢 第二节　脂肪合成代谢 第三节　磷脂和胆固醇代谢. 第一节　脂肪分解代谢. 脂肪的水解 甘油的分解 脂肪酸的氧化 酮体代谢. 一、脂肪的水解 ( 细胞溶胶中 ). 脂肪动员：指脂肪组织中脂肪 在激素的调节下 ，被一系列 脂肪酶 水解为 脂肪酸 和 甘油 并释放入血供其它组织利用的过程。 肾上腺素、胰高血糖素都可以激活腺苷酸环化酶，使 cAMP 浓度升高，促使依赖 cAMP 的蛋白激酶活化，后者使无活性的 脂肪酶 磷酸化 ，转变成有活性的 脂肪酶 ，加速脂解作用。. 脂肪的水解过程. 二、甘油的分解.

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第十一章　脂类代谢　

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Presentation Transcript

  1. 第十一章　脂类代谢　

  2. 第十一章　脂类代谢 第一节　脂肪分解代谢 第二节　脂肪合成代谢 第三节　磷脂和胆固醇代谢

  3. 第一节　脂肪分解代谢 • 脂肪的水解 • 甘油的分解 • 脂肪酸的氧化 • 酮体代谢

  4. 一、脂肪的水解(细胞溶胶中) • 脂肪动员：指脂肪组织中脂肪在激素的调节下，被一系列脂肪酶水解为脂肪酸和甘油并释放入血供其它组织利用的过程。 • 肾上腺素、胰高血糖素都可以激活腺苷酸环化酶，使cAMP浓度升高，促使依赖cAMP的蛋白激酶活化，后者使无活性的脂肪酶磷酸化，转变成有活性的脂肪酶，加速脂解作用。

  5. 脂肪的水解过程

  6. 二、甘油的分解 3-磷酸甘油醛 TCA循环 经糖酵解途径继续氧化

  7. 三、脂肪酸的氧化 ω β α CH3－（CH2）n CH2 CH2 －COOH • （一）饱和偶数碳脂肪酸的氧化 • （二）饱和奇数碳脂肪酸的氧化 • （三）单不饱和脂肪酸的氧化 • （四）多不饱和脂肪酸的氧化 • （五） α－或ω－氧化

  8. 饱和偶数碳脂肪酸的氧化 • 特点： 脂肪酸氧化从羧基端β- 碳原子开始，每次分解出一个二碳片断。 • 步骤 • 脂肪酸的活化 （细胞质中） • 长链脂酰CoA转运进入线粒体 • β-氧化 （线粒体中）

  9. R-CH2-CH2-COOH+ATP+CoASH R-CH2-CH2-C~ SCoA+AMP + PPi O 2Pi 1.　脂肪酸的活化（细胞溶胶中） 脂酰-CoA合酶

  10. 2.长链脂酰CoA转运进入线粒体——脂肪酸氧化的限速步骤2.长链脂酰CoA转运进入线粒体——脂肪酸氧化的限速步骤 • 催化酶为：肉碱脂酰转移酶Ⅰ和 Ⅱ 酶 Ⅰ：位于线粒体内膜外侧。 酶 Ⅱ：位于线粒体内膜内侧。 • 肉碱一脂酰肉碱移位酶（转位酶） 肉碱 肉毒碱 （ 3-羟基-4-三甲氨基丁酸）

  11. 肉碱作用为载体转移图示 • 丙二酰-CoA抑制肉毒碱脂酰转移酶I的活性。 肉碱脂酰转移酶Ⅱ 脂酰CoA 脂酰肉碱 脂酰CoA 肉碱脂酰转移酶Ⅰ 肉碱一脂酰肉碱移位酶（转位酶）

  12. 3. β-氧化（在线粒体中进行） • 氧化 • 水合 • 氧化 • 断裂

  13. 进入三羧酸循环彻底氧化分解

  14. 电子传递呼吸链 • β-氧化作用 TCA循环

  15. 4.脂肪酸β-氧化过程中的能量转化 • 软脂酸彻底氧化分解生成？个ATP • 计算1mol 14C原子的饱和脂肪酸完全氧化为H2O和CO2的时候可以产生多少molATP? • 硬脂酸？

  16. 脂肪酸β-氧化作用总结 • 脂肪酸仅需1次活化，消耗1ATP的2个高能磷酸键。活化在线粒体外的胞浆中进行。 • 脂酰CoA通过肉碱作为载体进入线粒体基质。这是脂肪酸β-氧化的限速步骤。 • 脂肪酸β-氧化的酶都是线粒体酶，-氧化是氧化、水合、氧化、断裂四个重复步骤。

  17. 新生儿猝死

  18. （二） 奇数碳脂肪酸的β-氧化 • 奇数碳脂肪酸存在于许多植物、海洋生物中。 • 奇数碳脂肪酸β-氧化产生最后产生丙酰CoA。 （动物）丙酰CoA  琥珀酰CoA  进入TCA。 （植物）丙酰CoA  乙酰CoA  进入TCA

  19. （三） 单不饱和脂肪酸的氧化 4 3 1 2 • 烯酰-CoA异构酶 十二碳烯酰CoA

  20. （四） 多不饱和脂肪酸的氧化 241页 • 需两种酶 ①烯酰-CoA异构酶 ②2,4-二烯酰-CoA还原酶

  21. （五）脂肪酸还可发生α－或ω－氧化 • -氧化： • 脱羧，氧化成少一个碳原子的脂肪酸。 • 对降解支链脂肪酸（如植烷酸）有重要作用。 脂肪酸α-羟化酶 β-氧化 降植烷酰辅酶A

  22. 加单氧酶 • -氧化 • 脂肪酸的-碳原子先羟基化，脂肪酸变成-羟脂酸，再氧化成二羧酸，在两端进行-氧化 脱氢酶 脱氢酶

  23. 脂肪酸分解代谢的调节　 • 脂肪酸进入线粒体的调控： 限速酶：肉碱脂酰转移酶I，受丙二酰－CoA抑制。 • 激素对脂肪酸代谢的调节 • 胰高血糖素、肾上腺素使cAMP增高，磷酸化脂肪酶（活化），促进脂肪分解；并抑制乙酰辅酶A羧化酶（磷酸化，使之失活，抑制合成）。 • 胰岛素磷酸化柠檬酸裂解酶和丙酮酸脱氢酶复合体，使之活化，促进脂肪合成

  24. 四、酮体代谢 • 酮体：在肝脏中脂肪酸经-氧化生成的乙酰CoA，部分转变为乙酰乙酸、羟丁酸和少量丙酮，这三种物质统称为酮体。 • 产生部位：肝脏线粒体 • 酮体的利用：肝外组织 丙酮 乙酰乙酸 -羟丁酸

  25. 脂肪酸 ↓ 乙酰CoA ↓ 乙酰乙酰CoA ↓ β–氧化 肝 脏 D--羟丁酸 肝外组织 乙酰乙酸 TCA 乙酰乙酰CoA β-羟-β-甲基戊二酸单酰CoA （HMG-CoA） ↓ 乙酰CoA 乙酰乙酸 β-羟丁酸 丙酮 CO2 血中酮体 ATP H2O 酮体 1.酮体的合成和利用 利用 合成 肝内生酮肝外用 β-羟丁酸脱氢酶 丙酮 硫解酶 乙酰CoA 丙酮酸 HMG-CoA合酶 乙酰CoA 硫解酶 HMG-CoA裂解酶 自动脱羧 β-羟丁酸脱氢酶

  26. 2.酮体生成的生理意义 • 是肝脏输出能源的一种形式。 • 是长期饥饿情况下、脑、骨骼、心肌等组织的主要的供能物质。

  27. 3.酮体过量的危害 • 酮体有毒，呈酸性。正常时，酮体在血液中浓度很高时可导致酸中毒。 • 酮血症 当人体患有糖尿病，糖类物质利用受阻或长期不能进食，机体所需能量不能从糖的氧化取得，于是大量动用脂肪提供能量，脂肪酸大量氧化，生成的酮体超过了肝外组织所能利用的限度，导致血液中酮体堆积，含量升高，临床上称为酮血症。 • 酮尿症 发生酮血症的同时，在尿液中有大量的酮体出现，称酮尿症。

  28. 脂肪 脂肪酸 甘油 -氧化 磷酸C3化合物 糖 丙酮酸 乙酰辅酶A 乙酰乙酰辅酶A 乙酰乙酸 乙酸 TCA -羟丁酸 丙酮 脂肪分解总览

  29. 第二节　脂肪合成代谢 一 脂肪酸的合成 二 脂肪的合成

  30. 一、脂肪酸的合成 • 十六碳以下饱和脂肪酸的合成 • 饱和脂酸的碳链延长途径 • 不饱和脂肪酸的合成 • 脂肪酸合成的调节

  31. （一）十六碳以下饱和脂肪酸的合成--软脂酸的合成　（一）十六碳以下饱和脂肪酸的合成--软脂酸的合成　 • 合成部位：在肝脏胞液中。 • 所需碳源： • 乙酰CoA（引物） • 丙二酰 CoA （构成脂肪酸二碳单位的直接来源） • 线粒体内乙酰辅酶A转运到胞液 • 与反应有关的酶： • 乙酰－CoA羧化酶(限速酶) • 脂肪酸合酶复合体 • 脂肪酸合成

  32. CH3－C－S－CoA ＋ ATP＋ HCO3－ O O－－C－CH2－C－S－ CoA ＋ ADP＋ Pi ＋ H＋ 丙二酰辅酶A的形成 O 乙酰CoA羧化酶 • 限速步骤 O

  33. 柠檬酸合酶 乙酰CoA 柠檬酸 柠檬酸 柠檬酸裂解酶 乙酰CoA 草酰乙酸 草酰乙酸 苹果酸脱氢酶 脂肪酸合成 苹果酸 苹果酸 丙酮酸羧化酶 苹果酸酶 丙酮酸 丙酮酸 线粒体内乙酰辅酶A转运到胞液---------三羧酸转运体系 细胞溶胶 线粒体

  34. 脂肪酸合酶复合体 • 酰基载体蛋白（ACP） • 在脂肪酸合成中作为脂酰基的载体。 • ACP的丝氨酸残基上结合一个磷酸泛酰巯基乙胺 ，其末端的-SH是携带脂酰基的功能部位。 • ACP在脂肪酸合成酶复合体中，与其他几种酶分子结合在一起。 • 6种酶(动物中7种)

  35. 脂肪酸合酶复合体图示 磷酸泛酰巯基乙胺

  36. KS ACP MT AT SH KR ER HD E.coli 中脂肪酸合成酶复合体 ③β-酮酰-ACP合酶（缩合） ②丙二酰-CoA:ACP转酰酶（装载） ①乙酰-CoA:ACP转酰酶（启动） ④β-酮酰-ACP还原酶（还原） ⑥β-烯酰-ACP还原酶 （还原） ⑤β-羟酰-ACP脱水酶（脱水）

  37. 脂肪酸合成 • 脂肪酸碳链的延伸由脂肪酸合酶复合体催化 • 脂肪酸合酶复合体催化缩合、还原、脱水、还原四步反应。这四步反应构成一个循环。在脂肪酸合成过程，每经过一个循环，脂酰链延伸2个碳原子。

  38. 缩合 还原 脱水 还原 脂肪酸合酶 ① 乙酰-ACP ①乙酰-CoA:ACP转酰酶 ②丙二酰-CoA:ACP转酰酶 ③β-酮酰ACP合酶 ④β-酮酰ACP还原酶 ⑤β-羟酰ACP脱水酶 ⑥β-烯酰ACP还原酶 ⑦软脂酰-ACP硫酯酶 乙酰合酶 ② 丁酰-ACP 丙二酰ACP ⑥ ③ 乙酰乙酰-ACP ④ β-烯丁酰-ACP ⑤ β-羟丁酰-ACP

  39. （二）饱和脂酸的碳链延长途径---硬脂酸的合成（二）饱和脂酸的碳链延长途径---硬脂酸的合成 • 长链饱和脂肪酸由软脂酸合成 • 线粒体 　软脂酰CoA + 乙酰CoA  硬脂酸 • 内质网 　软脂酰CoA + 丙二酸单酰CoA  硬脂酸 缩合、还原、脱水、还原； NADPH提供H

  40. 脂肪酸延长与脂肪酸降解的比较 降解 延长

  41. （三）不饱和脂肪酸的合成 • 不饱和脂肪酸由软脂酸、硬脂酸合成 脂酰辅酶A去饱和酶

  42. 柠檬酸裂解酶 丙酮酸 丙酮酸脱氢酶复合体 乙酰CoA羧化酶 （四）脂肪酸合成的调节 柠檬酸 1. 柠檬酸和软脂酰CoA分别是乙酰CoA羧化酶的变构激活剂和反馈抑制剂。 胰岛素引发磷酸化（活化） 乙酰辅酶A 2. 乙酰CoA羧化酶可通过激素进行磷酸化－去磷酸化的共价修饰调节。 胰高血糖素、肾上腺素引发磷酸化（失活） 丙二酰辅酶A 3. 中间产物丙二酰CoA抑制脂肪酸β－氧化，避免无效循环。 软脂酰辅酶A

  43. 脂肪酸的合成过程是β氧化过程的逆过程吗？ • 反应地点不同 合成反应在肝脏胞液中进行（超过16C的在内质网或者线粒体中合成），氧化反应在线粒体中进行 • 酰基载体不同 合成反应的酰基载体是ACP,β-氧化中是辅酶A • 加入和减去的碳单位不同 合成反应中是丙二酰ACP， β-氧化中是乙酰辅酶A • 反应中的酶不同 • 辅酶不同 • 能量需求和放出能量不同

  44. 二、脂肪的生物合成 • 甘油磷酸二酯途径： 甘油首先要磷酸化 • 单酸甘油酯途径 甘油不需磷酸化

  45. α-磷酸甘油 ① ①脂酰CoA转酰酶 2HS-CoA 磷脂酸 H2O ② 磷酸酶 ② Pi 二酰甘油 ③ ③ 二酰甘油转酰酶 HS-CoA 三酰甘油 1.甘油磷酸二酯途径 甘油-3-磷酸脱氢酶 ① 脂酰CoA转酰酶 NAD 糖酵解中 磷酸二羟丙酮 NADH

  46. －O－C－R1 O 2.单酸甘油酯途径 • 肠壁、肾、肝这些组织的细胞中进行 • 对甘油不必事先进行磷酸化 • 催化酶为单酸甘油酯转酰基酶.

  47. 糖代谢和脂代谢的关系 • 脂－糖 • 脂→甘油→磷酸二羟丙酮→糖代谢 • 脂→偶数碳脂肪酸→乙酰CoA→糖代谢 • 脂→奇数碳脂肪酸→丙酰CoA→乙酰CoA或者琥珀酰CoA→糖代谢 • 糖－脂 • 糖→磷酸二羟丙酮→磷酸甘油 • 糖→乙酰CoA→脂肪酸

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