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第 五 章

第 五 章. 脂 类 代 谢. Metabolism of Lipid. 脂 类 概 述. 定义. 脂肪和类脂的总称. 分类. 脂肪 (fat) ： 三脂酰甘油 (triacylglycerols,TAG) 或 甘油三酯 (triglyceride, TG). 类脂 (lipoid) ： 胆固醇 (cholesterol, CH)

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Presentation Transcript

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

  2. 脂 类 概 述 定义 脂肪和类脂的总称 分类 脂肪 (fat)：三脂酰甘油 (triacylglycerols,TAG) 或 甘油三酯 (triglyceride, TG) 类脂(lipoid)： 胆固醇 (cholesterol, CH) 胆固醇酯 (cholesterol ester, CE)磷脂 (phospholipid, PL) 鞘脂 (sphingolipids)

  3. 脂类的分类、含量、分布及生理功能

  4. FA 甘油 FA 甘油 FA FA FA Pi X 鞘氨醇 FA 胆固醇 FA 甘油三酯 鞘 脂 甘油磷脂(phosphoglycerides) 胆固醇酯 X = 胆碱、水、乙醇胺、丝氨酸、甘油、 肌醇、磷脂酰甘油等

  5. 饱和脂肪酸 单不饱和脂肪酸 不饱和脂肪酸 多不饱和脂肪酸 游离脂肪酸 自身合成 多数饱和脂酸和单不饱和脂酸 食物供给 必需脂酸

  6. 常 见 的 不 饱 和 脂 酸

  7. 甘油三酯的消化与吸收

  8. 第 一 节 甘油三酯的代谢 Metabolism of Triglyceride

  9. 酮体 活化，-氧化 TAC 氧化供能 乙酰CoA FFA 氧化磷酸化 甘油三酯 脂肪动员 糖酵解或糖异生途径 磷酸二羟丙酮 甘油激酶 3-磷酸甘油 甘油 乙酰CoA NADPH ATP CO2 葡萄糖 软脂酸 甘油二酯途径 3-磷酸甘油

  10. 一、甘油三酯的合成代谢 （一）合成部位 肝脏 、脂肪组织 、小肠为主 （二）细胞定位 内质网 （三）合成原料 主要来自于葡萄糖代谢 （四）基本过程 甘油一酯途径（小肠粘膜细胞） 甘油二酯途径（肝、脂肪细胞）

  11. 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

  12. 肝、肾甘油激酶 ATP ADP * G → 3-磷酸甘油 *

  13. 二、甘油三酯的分解代谢 （一） 脂肪动员 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。

  14. + + + 甘油二酯脂肪酶 FFA FFA 甘油一酯脂肪酶 FFA 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 关键酶 甘 油 • HSL-----激素敏感性甘油三酯脂肪酶

  15. （二）脂酸的β-氧化 部位： 肝、肌最活跃 (脑组织除外) 细胞定位：胞液、线粒体

  16. + CoA-SH 脂酰CoA合成酶 ATP AMP PPi • 脂酸的活化 • —— 脂酰 CoA 的生成（胞液）

  17. 2.脂酰CoA进入线粒体 关键酶

  18. 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 (线粒体) 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

  19. 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

  20. 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

  21. 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ATP 8×12 + 7×3 + 7×2 = 131 净生成ATP 131 – 2 = 129

  22. 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

  23. 羧化酶 （ATP、生物素） CO2 消旋酶 变位酶 5-脱氧腺苷钴胺素 2.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

  24. （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：肝外组织细胞线粒体

  25. 1.酮体的生成

  26. 2.酮体的利用

  27. 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

  28. 3.酮体生成的生理意义 * 是肝脏输出能源的一种形式。尤其是长期饥 饿时的脑组织的重要能源。 * 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。 酮尿 酮症酸中毒

  29. 胰岛素 抑制脂解，脂肪动员 饱 食 脂酸β氧化 进入肝的脂酸 酮体生成 胰高血糖素等 脂解激素 脂肪动员 饥 饿 脂酸β氧化 FFA 酮体生成 4.酮体生成的调节

  30. － 糖代谢 旺盛 FFA主要生成TG及磷脂 乙酰CoA  乙酰CoA羧化酶 + 丙二酰CoA （饱 食） 肉碱脂酰转移酶  脂酸β氧化↓ 酮体生成↓

  31. 三、脂酸的合成代谢 （一）软脂酸的合成 1.合成部位 • 组 织：肝、脂肪为主 • 细胞定位： • 胞液：主要合成16碳的软脂酸（棕榈酸） • 肝线粒体、内质网：碳链延长

  32. G（主要） 乙酰CoA 氨基酸 2.合成原料 乙酰CoA、ATP、HCO3﹣、NADPH、Mn2+ 乙酰CoA主要来源 NADPH的主要来源？

  33. CO2 CO2 苹果酸酶 NADP+ 草酰乙酸 H2O 乙酰CoA NADPH+H+ AMP PPi 柠檬酸合酶 ATP柠檬酸裂解酶 ATP CoA CoA 柠檬酸－丙酮酸循环 线粒体基质 胞液 丙酮酸 丙酮酸 乙酰CoA 线 粒 体 膜 苹果酸 苹果酸 草酰乙酸 柠檬酸 柠檬酸

  34. 总反应式 ATP + HCO3- + 乙酰CoA 丙二酰CoA + ADP + Pi 3.软脂酸合成酶系及反应过程 （1）丙二酰CoA的合成 乙酰CoA羧化酶 (acetyl CoA carboxylase) 限速酶

  35. （2）脂酸合成 从乙酰CoA及丙二酰CoA合成长链脂酸，是一个重复加成过程，每次延长2个碳原子。

  36. * 软脂酸合成酶 • 大肠杆菌 • 有7种酶蛋白（脂肪酰基转移酶、丙二酰CoA酰基转移酶、β酮脂肪酰合成酶、β酮脂肪酰还原酶、β羟脂酰基脱水酶、脂烯酰还原酶和硫酯酶），聚合在一起构成多酶体系。

  37. 高等动物 • 7种酶活性都在一条多肽链上，属多功能酶，由一个基因编码；有活性的酶为两相同亚基首尾相连组成的二聚体。

  38. 三个结构域：底物进入缩合单位、还原单位、 软脂酰释放单位

  39. 酰基载体蛋白(ACP)，其辅基是4´-磷酸泛酰氨基乙硫醇， 是脂酰基载体 ´

  40. 软脂酸合成的总反应 CH3(CH2)14COOH + 7 CO2+ 6H2O + 8HSCoA+ 14NADP+ CH3COSCoA + 7 HOOCH2COSCoA + 14NADPH+H+

  41. （二）脂酸碳链的延长 • 1.内质网脂酸碳链延长酶系 • 以丙二酰CoA为二碳单位供体，由 NADPH+H+ 供氢，可延长至24碳，以18碳硬脂酸为最多。 • 2.线粒体脂酸碳链延长酶系 • 以乙酰CoA为二碳单位供体，由 NADPH+H+ 供氢，可延长至24碳或26碳，以硬脂酸最多。

  42. H++NADH E-FAD Fe2+ Fe2+ 油酰CoA+2H2O NAD+ E-FADH2 Fe3+ Fe3+ 硬脂酰CoA+O2 NADH-cytb5 还原酶 Cytb5 去饱和酶 （三）不饱和脂酸的合成 动物：有Δ4、Δ5、Δ8、Δ9去饱和酶，镶嵌在内质网上，脱氢过程有线粒体外电子传递系统参与。 植物：有Δ9、Δ12、Δ15去饱和酶

  43. 亚 油 酸 的 合 成

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