第五章脂类代谢ppt课件.ppt

第五章 脂类代谢,§1 脂类概述,脂肪 脂类 磷脂 类脂 糖脂 胆固醇 （胆固醇酯） 脂蛋白代谢,甘油磷酯 鞘磷酯,知识点 1,脂类的分类、含量、分布及生理功能,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FA 非必需FA,必须由食物供给 （含两个双键以上） 亚油酸、亚麻酸、 花生四烯酸,机体可自身合成 （饱和、单不饱和）,知识点 2,动物体内重要脂肪酸,习惯名称 系统名称 碳原子数 双键数 族,双键位置,系 系,月桂酸 十二碳脂酸 12 0,肉豆蔻酸 十四碳脂酸 14 0,软脂酸 十六碳脂酸 16 0,硬脂酸 十八碳脂酸 18 0,油酸 十八碳一烯酸 18 1 9 9 -9,亚油酸 十八碳二烯酸 18 2 9,12 6,9 -6,-亚麻酸 十八碳三烯酸 18 3 9,12,15 3,6,9 -3,花生四烯酸 二十碳四烯酸 20 4 5,8,11,14 6,9,12 , 15 -6,鱼油五烯酸 二十碳五烯酸 20 5 5,8,11,14,17 3,6,9,12,15 -3,EPA Eicosapentaenoic acid 二十碳五烯酸 DHA Docosahexaenoic acid 二十二碳六烯酸 DPA Docosapentaenoic acid 二十二碳五烯酸,海洋生物 “ 3A ”,多吃含 -3脂肪酸的鱼类,反 式 脂 肪 酸,2005年的薯条风波尚未平息，2006年薯条又惹起了风波，这次薯条惹的风波是缘于一种叫“反式脂肪酸”的东西。,反式脂肪酸 顺式脂肪酸,食物中的不饱和脂肪酸主要是顺式的，动物脂肪有一小部分是反式的。人们在用化学方法对油进行加工时，有时会通过氢化作用给多不饱和脂肪酸加上氢原子，新加入的氢原子位于两侧，变成了反式脂肪酸，这种人工化合物最典型的代表就是人造奶油或人造黄油。 反式脂肪酸比较稳定，便于保存。反式脂肪酸的性质类似于饱和脂肪酸.,反式脂肪酸对健康有什么危害？,含多不饱和脂肪酸的植物油可以降低人体血液中的胆固醇水平，但是当它们被氢化为反式脂肪酸后，作用却恰恰相反，反式脂肪酸能升高LDL(其水平升高可增加患冠心病的危险），降低HDL（即其水平升高可降低患冠心病的危险），因而增加患冠心病的危险性。,大量食品含有反式脂肪酸,反式脂肪酸在自然食品中含量很少，人们平时食用的含有反式脂肪酸的食品，基本上来自含有人造奶油的食品。 最常见的是烘烤食品（饼干、面包等）、沙拉酱，以及炸薯条、炸鸡块、洋葱圈等快餐食品，还有西式糕点，巧克力派，咖啡伴侣等。 反式脂肪酸的名称不一，一般都在商品包装上标注为“氢化植物油”、“植物起酥油”、“人造黄油”、“人造奶油”、“植物奶油”、“麦淇淋”、“起酥油”或“植脂末”，其中都可能含有反式脂肪酸。,§2 脂类的消化与吸收 Digestion and Absorption of Lipid,脂类的消化,条件 乳化剂（胆汁酸盐)的乳化作用 酶的催化作用,部 位 主要在小肠上段,胆汁酸盐(bile)：,作用：是较强的乳化剂，可增加消化酶对脂类的接触面积，有利于脂类的消化和吸收,消化过程及相应的酶,甘油三酯,产 物,食物中的脂类,2-甘油一酯 + 2 FFA,磷 脂,溶血磷脂 + FFA,胆固醇酯,胆固醇 + FFA,微团 (micelles),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。它 与胰脂酶以1：1的结合. 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。能增加胰脂酶的活性，促进脂肪水解。,辅脂酶,脂类的吸收,部 位 十二指肠下段及空肠上段,方式,中链及短链脂酸构成的TG,乳化,吸收,脂肪酶,甘油 + FFA,门静脉,血循环,肠粘膜 细胞,长链脂酸及2-甘油一酯,肠粘膜细胞（酯化成TG）,胆固醇及游离脂酸,肠粘膜细胞（酯化成CE）,淋巴管,血循环,乳糜微粒(chylomicron CM),TG、CE、PL,+,载脂蛋白(apo) B48、C、A、A,溶血磷脂及游离脂酸,肠粘膜细胞（酯化成PL）,CM,食物脂肪(外源性),合成脂肪(内源性),CM,VLDL,FFA,动 员 FFA,* FFA: 游离脂肪酸 * CM: 乳糜微粒,甘油三酯的消化与吸收,§3 甘油三酯的代谢,一、甘油三酯的合成代谢,二、甘油三酯的分解代谢,三、脂酸的合成代谢,四、多不饱和脂肪酸的重要衍生物,TG结构,CH2O CH CH2O,HO,OC(CH2)nCH3,H,HO,H,H3C (CH2)nCO,OH,OC(CH2)nCH3,HO,MG monoglyceride,DG diglyceride,TG Triglyceride,获称“全世界最胖人”的墨西哥男子曼努埃尔·乌里韦在成功减重200多公斤后的照片,吉尼斯世界纪录大全今年记录乌里韦为“世界最胖男子”。他体重在2006年一度达到大约560公斤。 他当过汽车配件商，因过重无法走路，几年来只能在床上度日，由亲友照料饮食起居。 索利斯今年3月9日过38岁生日。当时想出门庆祝，迫于无法行走，只能躺在一张特制滑轮铁床上，靠叉车把床运到一辆拖车上，才得以出门。 不料，途中车上撑遮阳伞的杆卡撞上立交桥。乌里韦血压值大降，只得听从医生建议转头回家。生日庆祝计划随之取消。,脂 肪,甘油 脂肪酸,乙酰CoA,脂肪的分解代谢,一、甘油三酯的合成代谢,1反应起始物 FA、甘油,知识点 3,1. 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）,合成原料：,活化形式：,3-磷酸甘油,脂酰 CoA,甘油,脂酸,一、甘油三酯的合成代谢,1反应起始物 FA、甘油 2合成场所 肝、脂肪组织、小肠 内质网,知识点3,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。,合成部位,肝 脏：肝内质网合成的TG，组成VLDL入血。,小肠粘膜：利用脂肪消化产物再合成脂肪。,一、甘油三酯的合成代谢,1反应起始物 FA、甘油 2合成场所 肝、脂肪组织、小肠 内质网 3反应条件 CoA-SH、 ATP 4反应过程 . MG 途径 (小肠粘膜细胞）,MG途径,CoASH + RCOOH RCOCoA,脂酰CoA合成酶,ATP AMP+PPi,（小肠粘膜细胞）,一、甘油三酯的合成代谢,1反应起始物 FA、甘油 2合成场所 肝、脂肪组织、小肠 内质网 3反应条件 CoA-SH、 ATP 4反应过程 MG途径、 DG途径 . MG 途径 (小肠粘膜细胞） . DG途径 ( 肝、脂肪细胞）,DG 途 径,（ 肝、脂肪细胞）,* 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。,CH,CH,2,2,OH,OH,CH,CH,2,2,OH,OH,CHOH,CHOH,甘油,Pi,Pi,CH,CH,2,2,O,O,-,-,CH,CH,2,2,OH,OH,CHOH,CHOH,3-磷酸甘油,知识点 4,§3 甘油三酯的代谢,一、甘油三酯的合成代谢,二、甘油三酯的分解代谢,脂肪的动员 脂肪酸的氧化分解（-氧化） 酮体的生成和利用,二、甘油三酯的分解代谢,概念： 脂肪细胞中的脂肪，被脂肪酶水解为FFA和甘油并入血,供其它组织利用的过程。 条件： 饥饿、交感神经兴奋,脂肪的动员,脂肪动员的基本过程,脂肪动员的调节,脂肪分解成游离脂酸及甘油后释放入血。,游离脂酸不溶于水，与清蛋白结合运送至心、肝、骨骼肌等摄取利用。,清蛋白,脂肪酸,甘油三酯,蛋白激酶,甘油三酯 脂肪酶,甘油,脂肪酸转运蛋白,-氧化,三羧酸循环,激素,受体,腺苷酸环化酶,甘油溶于水，可以在血液中直接运送至肝、肾、肠等组织。,人类清蛋白结合7分子软脂酸示意图,甘油的代谢,知识点6,思 考 题,计算1mol甘油通过有氧氧化彻底分解成CO2和H2O，共产生多少molATP？,脂肪的动员 脂肪酸的氧化分解（-氧化）,二、甘油三酯的分解代谢,1. 反应起始物 FA 2. 合成场所 胞液、线粒体 肝、肌肉最活跃 （RBC，脑组织不能进行 ） 3. 反应条件 CoA-SH、 FAD、NAD+、肉碱 4. 反应过程 活化、转移、-氧化、三羧酸循环 5. 产能计算 6. 限速反应、限速酶- 肉碱脂酰转移酶,-氧化的反应历程,知识点 7,（1） 脂酸的活化 脂酰 CoA 的生成（胞液）,知识点8,（2）脂酰CoA进入线粒体,载体肉碱 ( L- 羟 - - 三甲氨基丁酸 ) 功能：运载脂酰CoA进入线粒体 机理： 肉碱脂酰转移酶 FA分解限速酶 （内膜外侧） 肉碱脂酰转移酶同工酶（内膜内侧）,知识点9,疼痛性肌肉痉挛,先天性CAT缺乏的幼儿易患疼痛性肌肉痉挛，这种人双生子为多，由于CAT缺乏，使骨骼肌不能正常利用FA，一般情况下能正常生活，但在饥饿、运动、高脂肪膳食就会使患者发生疼痛性肌肉痉挛，年龄稍大一点，就易疲劳和身体耐力差。只是因为不能从FA的氧化中获得足够的能量供肌肉做功，FA以TG的形式储存，在肌肉中发现脂肪泡，从而发展为严重的肌肉功能损伤。,1. 反应起始物 FA 2. 反应场所 胞液、线粒体 肝、肌肉最活跃 （RBC，脑组织不能进行 ） 3. 反应条件 CoA-SH、 FAD、NAD+、肉碱 4. 反应过程 活化、转移、-氧化、三羧酸循环,-氧化的反应历程,Franz Knoop (1875-1946) 德国生化学家,1904年，F.Knoop设计了一个极富创造性的实验，推导出脂肪酸的-氧化学说。,-氧化的发现,他用苯基标记的脂酸喂狗,CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2COOH,分析尿液,发现如喂偶数碳的脂酸，尿中排出的代谢物均为苯乙酸；如喂标记奇数碳的脂酸则尿中发现的代谢物均为苯甲酸。由此证实脂酸的氧化是以两个碳原子为断裂单位的-氧化。,苯乙酸,苯甲酸,据此他提出脂肪酸在体内的氧化分解是从羧基端-碳原子开始，每次氧化降解生成一分子乙酸和一个少了2个碳的脂肪酸，即“-氧化学说”。这是同位素示踪技术未建立前颇有创造性的实验。以后用酶学及同位素标记等技术证明，他的设想是正确的。,苯甲酸 马尿酸 苯丙酸 CO-NHCH2COOH 苯乙酸 苯乙尿酸 苯丁酸 -CH2CO-NHCH2COOH,-氧化学说,NH2CH2COOH,A. L. Lehninger 美国生化学家 19481951年，与其合作者E. Kennedy将脂肪酸-氧化、三羧酸循环及ATP的合成定位于线粒体。,-氧化的场所,（3）.-氧化的反应过程,脂酰CoA在线粒体的基质中进行氧化分解。每进行一次-氧化，需要经过脱氢、水化、 再脱氢和硫解四步反应，同时释放出1分子乙酰CoA。反应产物是比原来的脂酰CoA减少了2个碳的新的脂酰CoA。如此反复进行，直至脂酰CoA全部变成乙酰CoA。,脂酰CoA,乙酰CoA,FADH2,NADH,三羧酸循环,10ATP,电子传递链,脱氢 加水 再脱氢 硫解,.,1.5ATP,2.5ATP,知识点10,RCH2CHCHCSCoA,H,H,第一步：脱氢,反2烯酰CoA,O,FAD,FADH2,脂酰CoA脱氢酶,+,脂酰CoA,),(,H2O,OH,H,2烯酰水化酶,L(+) -羟脂酰CoA,第二步：加水,RCH2CHCHCSCoA,O,反2稀酰CoA,-羟脂酰CoA脱氢酶,NADH,+,+,H+,第三步：再脱氢,L(+) -羟脂酰CoA,RCH2C,O,O,H,H,( ),NAD,-酮脂酰CoA,CH2CSCoA,RCH2C,O,O,-酮脂酰CoA,CH CSCoA,第四步：硫解,-酮脂酰CoA硫解酶,乙酰CoA,2,3,SCoA,脂酰CoA （少2C）,脱氢,加水,再脱氢,硫解,脂酰CoA,L(+)-羟脂酰CoA,酮脂酰CoA,脂酰CoA+乙酰CoA,肉碱转运载体,线粒体膜,1. 反应起始物 FA 2. 合成场所 胞液、线粒体 肝、肌肉最活跃 （RBC，脑组织不能进行 ） 3. 反应条件 CoA-SH、 FAD、NAD+、肉碱 4. 反应过程 活化、转移、-氧化、三羧酸循环 5. 产能计算,-氧化的反应历程,活 化：消耗2个高能磷酸键,氧 化每轮循环的产物：,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,脂酸氧化的能量生成 以16碳软脂酸的氧化为例,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 8×10 + 7×2.5 + 7×1.5 = 108 净生成ATP 108 2 = 106,知识点 11,软脂酸与葡萄糖在体内氧化产生ATP的比较,软脂酸 葡萄糖,以mol 计 106 ATP 32 ATP 以100g计 50.4 ATP 21.1 ATP 能量利用效率 33% 33%,1. 反应起始物 FA 2. 合成场所 胞液、线粒体 肝、肌肉最活跃 （RBC，脑组织不能进行 ） 3. 反应条件 CoA-SH、 FAD、NAD+、肉碱 4. 反应过程 活化、转移、-氧化、三羧酸循环 5. 产能计算 6. 限速反应、限速酶- 肉碱脂酰转移酶,-氧化的反应历程,1. 不饱和脂酸的氧化,反2-烯酰CoA,3顺-2反烯酰CoA 异构酶,氧化,其它脂酸的氧化,亚油酰CoA （9顺，12顺）,3次氧化,十二碳二烯脂酰CoA （3顺，6顺）,十二碳二烯脂酰CoA （2反，6顺）,3顺,2反-烯脂酰 CoA异构酶,2次氧化,亚油酸的氧化,八碳烯脂酰CoA （2顺）,D(+)-羟八碳脂酰CoA,L(-)-羟八碳脂酰CoA,4 乙酰CoA,4次氧化,-羟脂酰CoA 表构酶,烯脂酰CoA 水化酶,奇数碳脂酸,CH3CH2COCoA,琥珀酰CoA,TAC,2.奇数碳原子脂肪酸的氧化,丙酰CoA,脂肪的动员 脂肪酸的氧化分解（-氧化） 酮体的生成和利用,二、甘油三酯的分解代谢,酮体的生成及利用,酮体：酮体是脂酸在肝分解氧化时特有 的中间代谢物,知识点 12,乙酰乙酸,-羟丁酸,（2/3）,（1/3）,酮体的生成,1. 反应起始物 乙酰CoA 2. 反应场所 肝 线粒体 3. 反应条件 NADH 4. 反应过程 3分子乙酰CoA缩合 裂解 5. 关键酶 HMGCoA 合酶,知识点 13,（脂酸-氧化）,酮体的生成,酮体的利用,反应场所： 心、肾、脑、骨骼肌 （肝外组织）线粒体 肝内生酮 肝外用,知识点 14,酮体的利用,丙酮的去路,2乙酰CoA,乙酰乙酰CoA,乙酰CoA,乙酰乙酸,HMGCoA,D(-)-羟丁酸,丙酮,乙酰乙酰CoA,琥珀酰CoA,琥珀酸,酮体的生成、利用总示意图,2乙酰CoA,酮体代谢的特点和意义,特点： 肝内生酮，肝外利用。 生理意义： 1. 是肝输出能源的一种形式。 2.是脑组织、肌肉的重要能源。尤其在长期饥饿、糖供不足时供能。,知识点15,正常人空腹时血中酮体水平不高，维持在0.030.5mmol/L。 但在饥饿、高脂低糖膳食及糖尿病时，脂酸大量动员供能，血中酮体水平可分别高达正常水平40倍和80倍之多，势必超出肝外组织氧化利用能力。 酮体中占绝大部分的羟丁酸和乙酰乙酸均为酸性较强的物质，引起酮症性酸中毒。,酮血症 酮尿症 （ketosis）,酮体调节,饥饿 糖供能 胰高血糖素 激素敏感脂肪酶活性 脂动员 FA氧化酮体 酮症（酮血症、酮尿症） 代谢性酸中毒,cAMP-蛋白激酶系统,激素对生酮作用的调节,葡萄糖,甘油三酯,FFA,脂酰CoA,CPTO,脂酰CoA,乙酰CoA,HMGCoA,HMGCoA合成酶,酮 体,丙酮酸,乙酰CoA,HSL,胰岛素,胰高血糖素,线粒体膜,线粒体基质,胞 液,TCA,脂肪酸,认识糖尿病,什么是糖尿病？,糖尿病（Diabetes mellitus)是以持续高血糖为其基本生化特征的一种综合病症。 病人无法有效利用血液里的葡萄糖，而造成血糖过高，甚至尿中有糖的现象，而且也会影响到蛋白质和脂类的代谢障碍，因而有糖尿病种种症状出现。,我国疾病十大死因,卫生部对全国30个市和78个县进行的统计数据表明，城市居民死亡原因构成中居前10位者分别为： 1. 恶性肿瘤 2. 脑血管病 3. 心脏病 4. 呼吸系统疾病 5. 损伤及中毒 6. 糖尿病 7. 内分泌营养和代谢疾病 8. 泌尿生殖系统疾病 9. 精神障碍 10. 神经系统疾病,我国糖尿病发病率约10,最新糖尿病流行病学调查初步统计结果显示，涉及15个省4.4万名20岁以上成年人中，糖尿病患病率已超过10%，而上世纪90年代该调查结果还不到4%，现在比当时增长了1倍多。 糖尿病发病人群呈现年轻化趋势，年龄在30-60岁的中年男性发病率已高于女性，且增长速度最快。我国的糖尿病患者的人数仅次于印度居世界第二位。,糖尿病分类,1979年美国糖尿病学会提出目前通用的糖尿病分类与命名法，将糖尿病分为 ： 第型(胰岛素依赖型)糖尿病 第型(非胰岛素依赖型)糖尿病 其他情况所引起的糖尿病 葡萄糖耐受不良和妊娠性糖尿病,初期完全没症状，血糖上升比较高時，出现【吃】得多、【喝】得多、【尿】得多,三 多,多吃,多喝,多尿,糖尿病的症状,幼年型糖尿病,15岁前发病 突然发病 病情较严重 完全没有任何的胰岛素,原因不明,成年型糖尿病,40岁以后 胰岛素不足 体型肥胖（青蛙型） 发病过程缓慢 遗传 肥胖,糖尿病的长期并发症,血管病变,肾脏病变,神经病变,眼睛病变,易受感染,糖尿病合并症患病率高问题严重,2007年糖尿病学会对30省市住院病人调查： 合并高血压，心、脑血管病患者 60% 合并肾病、眼病患者各占 34% 成为糖尿病人主要致残、致死原因,血管病变,无法利用葡萄糖 转而利用脂肪为能量来源,血管硬化 高血压 中风,高血脂,肾衰竭,易感染 再发性肾盂肾炎,肾动脉病变 肾衰竭,肾脏病变,眼睛病变, 白内障, 视力模糊,失 明,足部缺血,间歇跛行、疼痛感,足部冰冷 缺血性坏死,截肢,末稍神经病变,手、脚 痛、针刺 失去痛觉 伤口不易愈合、感觉差,常见且难以治疗,皮肤 泌尿生殖道 肺,感染症： 膀胱炎、伤口感染、败血症,无法根治（虽然糖尿病的前期和自然发展、即病程还不明确，但预后似乎非常好 ） 可由饮食、运动和药物配合控制 血糖略为偏高时，先以饮食与运动控制；若无法有效控制，则予药物治疗。,糖尿病该怎么治疗？可以根治吗？,三位荧光蛋白研究先驱获 2008年诺贝尔化学奖,凭借在绿色荧光蛋白质(GFP)研究领域取得的重要成就，3名科学家上周最终问鼎诺贝尔化学奖，他们分别是马丁·查尔菲(Martin Chalfie)、钱永健(Roger Y. Tsien)和下村修(Osamu Shimomura)。 这种蛋白为生物与医学实验带来革命，它发出的荧光像一盏明灯，帮助研究人员照亮生命体在分子层面和细胞层面的诸多反应。,由于绿色荧光蛋白用紫外线一照就发出鲜艳绿光，研究人员将绿色荧光蛋白基因插入动物、细菌或其他细胞的遗传信息之中，让其随着这些需要跟踪的细胞复制，可“照亮”不断长大的癌症肿瘤、跟踪阿尔茨海默氏症对大脑造成的损害、观察有害细菌的生长，或是探究老鼠胚胎中的胰腺如何产生分泌胰岛素的细胞。,打个比方，绿色荧光蛋白就仿佛是伊拉克战争中跟随美军做“嵌入”式报道的记者，让旁观生物学反应的研究人员像在电视旁追踪战争进程的观众一般，通过“现场直播”了解事件进展。绿色荧光蛋白基因也因此被归入“报道基因”范畴。 瑞典皇家科学院公报将绿色荧光蛋白的发现和改造与显微镜的发明相提并论：“绿色荧光蛋白在过去的10年中成为生物化学家、生物学家、医学家和其他研究人员的引路明灯成为当代生物科学研究中最重要的工具之一。”,3位诺贝尔奖得主第一次分离出的荧光基因，就是从下面照片中的这种水晶水母体内获得的,会发光的老鼠 图片中的小老鼠是1997年7月在大阪大学降生的，它们是第一种能够在夜里发光的哺乳动物。研究人员可利用荧光老鼠研究胎儿发育。,脑内连接 展现了大脑内的连接，图片中美丽的“彩虹”就是神经系统网络,两只荧光猪 这两只荧光猪诞生于中国黑龙江省哈尔滨东北农业大学的实验室。它们的发光本领并不是转基因技术的直接产物，而是从其经过基因改造的母亲那里遗传而来。,发红光的猫 由韩国研究人员2007年晚些时候打造，能够在紫外线下发出红光。某些情况下，这些荧光蛋白基因可用作一种分子开关，触发其它细胞活动。,法国实验室诞生的荧光兔“阿尔巴”(Alba)。阿尔巴是在转基因技术帮助下拥有这种荧光基因的。,荧 光 鱼,§3 甘油三酯的代谢,一、甘油三酯的合成代谢,二、甘油三酯的分解代谢,三、脂酸的合成代谢,三 、脂酸的合成代谢,软脂酸的合成 脂肪酸碳链的延长 不饱和脂肪酸的合成,软脂酸的合成,1. 反应起始物 乙酰CoA,知识点 17,NADPH的来源,磷酸戊糖途径（主要来源）,胞液中异柠檬酸脱氢酶及苹果酸酶催化的反应,乙酰CoA的主要来源,乙酰CoA,氨基酸,G（主要）,软脂酸的合成,1. 反应起始物 乙酰CoA 2. 反应场所 肝（主要） 脂肪组织等 胞液 主要合成16碳的软脂酸 3. 反应条件 ATP、HCO3- 、NADPH 4. 反应过程 5. 限速酶及调节 6. 脂肪酸分解代谢与合成代谢的重要区别,知识点 17, 乙酰CoA从线粒体进入胞液 柠檬酸-丙酮酸循环 乙酰CoA羧化生成丙二酰CoA FA的合成,线 粒 体 膜,胞液,线粒体基质,丙酮酸,丙酮酸,苹果酸,草酰乙酸,柠檬酸,柠檬酸,乙酰CoA,苹果酸,柠檬酸丙酮酸循环, 乙酰CoA从线粒体进入胞液 柠檬酸-丙酮酸循环 乙酰CoA羧化生成丙二酰CoA,乙酰CoA羧化生成丙二酰CoA,乙酰CoA 丙二酰CoA CO2 、生物素 、 ATP,乙酰CoA羧化酶 (acetyl CoA carboxylase) 是脂酸合成的限速酶，存在于胞液中，其辅基是生物素，Mn2+是其激活剂。,知识点 18, 乙酰CoA从线粒体进入胞液 柠檬酸-丙酮酸循环 乙酰CoA羧化生成丙二酰CoA FA的合成,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。,各种生物合成脂酸的过程基本相似。,大肠杆菌 七种酶蛋白聚集在一起，含酰基载体蛋白（ACP)，形成多酶复合体。,软脂酸合成酶,哺乳类动物 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。,软脂酸合成酶,三个结构域：底物进入缩合单位、还原单位、 软脂酰释放单位,其辅基是4´-磷酸泛酰氨基乙硫醇， 是脂酰基载体。,´,酰基载体蛋白脂酰基载体 Acyl carrier protein ACP ACP-SH,酰 基 转 移,硫 解,脂酸合成酶系,1乙酰CoA,+,7丙二酰CoA,重复加成,软脂酸,(C16),脂酸合成概况,软脂酸的合成过程,* 底物进入,乙酰CoA,E1- 半胱-S-乙酰基,丙二酰CoA,E2-泛-S-丙二酰基 （ACP）,软脂酸 合成酶,乙酰基 （第一个）,丙二酰基,脱氢 加水 再脱氢 硫解,* 转 位,丁酰基由E2-泛-SH（ACP上)转移至 E1-半胱-SH（CE上）,经过7轮循环反应，每次加上一个丙二酰基，增加两个碳原子，最终释出软酯酸。,软 脂 酸 的 生 物 合 成,图 5-9,软脂酸的合成,1. 反应起始物 乙酰CoA 2. 反应场所 肝（主要） 脂肪组织等 胞液 主要合成16碳的软脂酸 3. 反应条件 ATP、HCO3- 、NADPH 4. 反应过程 5. 限速酶及调节,1. 代谢物的调节作用,乙酰CoA羧化酶的别构调节物 抑制剂：软脂酰CoA及其他长链脂酰CoA 激活剂：柠檬酸、异柠檬酸,进食糖类而糖代谢加强，NADPH及乙酰CoA供应增多，有利于脂酸的合成。,限速酶及调节,乙酰CoA羧化酶的共价修饰 胰高血糖素：激活PKA，使之磷酸化而失活 胰岛素：通过磷蛋白磷酸酶，使之去磷酸化而复活,软脂酸的合成,1. 反应起始物 乙酰CoA 2. 反应场所 肝（主要） 脂肪组织等 胞液 主要合成16碳的软脂酸 3. 反应条件 ATP、HCO3- 、NADPH 4. 反应过程 5. 限速酶及调节 6. 脂肪酸分解代谢与合成代谢的重要区别,脂肪酸分解代谢与合成代谢的区别,三 、脂酸的合成代谢,软脂酸的合成 脂肪酸碳链的延长,脂酸碳链的延长,三 、脂酸的合成代谢,软脂酸的合成 脂肪酸碳链的延长 不饱和脂肪酸的合成,不饱和脂酸的合成,动物：有9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9、12、15 去饱和酶,不饱和脂肪酸的合成,+H2O,§3 甘油三酯的代谢,一、甘油三酯的合成代谢,二、甘油三酯的分解代谢,三、脂酸的合成代谢,四、多不饱和脂肪酸的重要衍生物,四、多不饱和脂肪酸的重要衍生物,前列腺素(PG)、血栓素(TX)及白三烯(LT),这三种物质总称为类二十烷，主要是二十碳四烯酸衍生的代谢物。当细胞受到外界刺激时，细胞膜中的磷脂酶A2等被激活，使磷脂水解释放出花生四烯酸，然后在一系列酶的作用下合成PG ,TX 和LT它们几乎参与了所有细胞代谢活动，并且与炎症、免疫、过敏、心血管疾病等重要病理过程有关。在调节细胞代谢上具有重要作用。,前列腺素 血栓素 白三烯,多不饱和FA （20C）,30年代瑞典人，人精液中收缩平滑肌的物质,73年 Hamberg由血小板中提取,79年 Samulsson从白细胞中分离,一、前列腺素（ PG ostaglandin）,二十碳的不饱和脂酸，以前列腺酸为基本骨架 有一个五碳环和两条侧链,PG根据五碳环上取代基和双键位置不同，分 9 型,A,D,H,F,1 类 2 类 3 类,OH,OH,PGF1 PGF2,根据R1及R2两条侧链中双键数目的多少， PG又分为1、2、3类，在字母的右下角提示。,（二） 血栓素（TXA2 Thromdoxane A2）,有前列腺酸样骨架，但五碳环为含氧的噁烷代替。,(LTB4),（三）白三烯（LT）,前列腺素、血栓恶烷、白三烯比较对照表,§3 甘油三酯的代谢,一、甘油三酯的合成代谢,二、甘油三酯的分解代谢,三、脂酸的合成代谢,四、多不饱和脂肪酸的重要衍生物,甘 油 脂肪酸,§4 磷 脂 的 代 谢, Pi 含氮物,甘油磷 脂,功能：含一个极性头、两条疏水尾，构成生物膜的磷脂双分子层。,知识点 19,磷脂双分子层的形成,一、甘油磷脂的代谢 二、鞘磷脂的代谢,磷 脂的 代 谢,一、甘油磷脂的代谢 1. 种类、结构 2. 合成代谢 3. 甘油磷脂的降解,表5-3 体内几种重要的甘油磷脂,C R3,CH2O OCH CH2O,-C - R1,R2-C -,O,O,O,TG,O P OH OH,磷脂酸,X,磷脂,胆碱,磷脂酰胆碱,胆胺,磷脂酰胆胺,丝氨酸,磷脂酰丝氨酸,磷脂酰甘油,二磷脂酰甘油,甘油,肌醇,磷酯酰肌醇,磷脂酰甘油,H2,OCH2CH2N,(CH3)3,Phosphatidylcholine PC 卵磷脂,Phosphatidylethanolamine PE 脑磷脂,磷 脂 酰,磷 脂 酰,OCH2CH2N,一、甘油磷脂的代谢 1. 种类、结构 2. 合成代谢,甘油磷脂的合成代谢,1.反应起始物 甘油、 FA、Pi、Ser、 乙醇胺、胆碱、肌醇 2. 反应场所 全身各组织 内质网 肝、肾、肠等组织最活跃 3. 反应条件 ATP、CTP 4. 反应阶段 DG-合成途径 （卵磷脂、脑磷脂的合成） CDP-DG合成途径 5.重要关联物 PA DG,知识点 20,DG-合成途径- 脑磷脂、卵磷脂的合成,1. PA的合成 2. CDP-乙醇胺、CDP-胆碱的合成 3. 脑磷脂、卵磷脂的合成,1. 磷 脂 酸 的 合成,DG-合成途径- 脑磷脂、卵磷脂的合成,1. PA的合成 2. CDP-乙醇胺、CDP-胆碱的合成,HOCH2CH2NH2,HOCH2CH2N+(CH3)3,3 S-腺苷蛋氨酸,乙醇胺,胆 碱,乙醇胺激酶,磷酸乙醇胺,CTP:磷酸乙醇胺 胞苷转移酶,CDP-OCH2CH2NH2,胆碱激酶,CTP:磷酸胆碱胞苷转移酶,CDP-OCH2CH2N+（CH3）3,CDP-乙醇胺,CDP-胆碱,丝氨酸,2. CDP-乙醇胺和CDP-胆碱的合成,知识点21,DG-合成途径- 脑磷脂、卵磷脂的合成,1. PA的合成 2. CDP-乙醇胺、CDP-胆碱的合成 3. 脑磷脂、卵磷脂的合成,3. 脑磷脂和卵磷脂的生成,磷脂酸,甘油二酯,转移酶,CDP-乙醇胺,CMP,CDP-胆碱,CMP,磷脂酰乙醇胺 PE （脑磷脂 ）,磷脂酰胆碱 PC （卵磷脂 ）,磷酸酶,葡萄糖,3-磷酸甘油,2RCOSCoA,磷脂酸,甘油二酯,CDP-乙醇胺,CMP,CDP-胆碱,CMP,磷脂酰乙醇胺 PE （脑磷脂 ）,磷脂酰胆碱 PC （卵磷脂 ）,DG合成途径,葡萄糖,3-磷酸甘油,2RCOSCoA,磷脂酸,CDP- 甘油二酯,磷脂酰肌醇,磷脂酰甘油 （心磷脂）,CDP-DG途径,肌醇CMP,磷脂酰甘油CMP,丝氨酸CMP,磷脂酰丝氨酸,甘油磷脂的合成代谢,1.反应起始物 甘油、 FA、Pi、Ser、 乙醇胺、胆碱、肌醇 2. 反应场所 全身各组织 内质网 肝、肾、肠等组织最活跃 3. 反应条件 ATP、CTP 4. 反应阶段 DG-合成途径 （卵磷脂、脑磷脂的合成） CDP-DG合成途径 5.重要关联物 PA DG,PA,5. 重要关联物 PA,DG,CDP-DG,PC、PE、 TG,PI、PS、PG、心磷脂,CTP,H2O,DG,PC,PE,3 SAM,TG,第二信使,重要关联物 DG,一、甘油磷脂的代谢 1. 种类、结构 2. 合成代谢 3. 甘油磷脂的降解,3. 甘油磷脂的降解,根据磷脂酶作用的特异性不同，分为磷脂酶A1、A2、B、（催化溶血磷脂水解）C、D。 终产物是甘油、脂肪酸、磷酸化合物。,体内存在的磷脂酶催化甘油磷脂水解的过程。,知识点22,蝰蛇、五步蛇和烙铁头等的蛇毒中含有磷脂酶A。它们能将血浆中的卵磷脂进行水解转变为溶血卵磷脂。可使红细胞大量溶解产生溶血。,溶血磷脂：是一类具有较强表面活性的物质。能使红细胞及其它细胞膜破裂，引起溶血或细胞坏死。,甘油磷脂的降解,磷脂酶 (PLA),一、甘油磷脂的代谢 二、鞘磷脂的代谢,磷 脂 的 代 谢,鞘脂的化学组成及结构,二、鞘 磷 酯 的 代 谢,鞘脂的化学结构通式,脂肪酸,鞘 胺 醇,H,CO(CH2)22CH3,鞘 脂,鞘磷脂、鞘糖脂的化学结构,CO(CH2)22CH3,X=磷酸胆碱 神经鞘磷酯,X=半乳糖 半乳糖脑苷脂,鞘 脂,§5 胆固醇的代谢,一、胆固醇的结构、分布、及 生理功能 二、胆固醇的合成 三、胆固醇在体内的变化与排泄,环戊烷多氢菲,A,B,C,D,1,2,3,4,5,6,7,8,9,1,0,1,1,1,2,1,3,1,4,1,5,1,6,1,7,胆固醇结构平面式,Cholesterol Ch,胆固醇酯,Cholesterol ester CE,谷固醇,麦角固醇,* 胆固醇的生理功能,是生物膜的重要成分，对控制生物膜的流动性有重要作用；,是合成胆汁酸、类固醇激素及维生素D等生理活性物质的前体。,知识点23,胆固醇在体内含量及分布,含量： 约140 克,分布：广泛分布于全身各组织中 大约 ¼ 分布在脑、神经组织 肝、肾、肠等内脏、皮肤、脂肪组织中也较 多, 肌肉组织含量较低。 肾上腺、卵巢等合成类固醇激素的腺体含量较高,存在形式：游离胆固醇、胆固醇酯,胆汁酸 0.4g/天,体内合成,食物,胆 固 醇 140g,肠道 0.6g/天,0.3g0.5g,1g/天,尿、皮肤 0.14g/天,内脏、蛋黄 奶油、肉,§5 胆固醇的代谢,一、胆固醇的结构、分布、及 生理功能 二、胆固醇的合成,二、胆固醇的合成,1. 反应起始物 乙酰CoA NADPH,1分子胆固醇,18乙酰CoA + 36ATP + 16(NADPH+H+),葡萄糖有氧氧化,葡萄糖经磷酸戊糖途径,乙酰CoA通过柠檬酸-丙酮酸循环出线粒体,合成原料,二、胆固醇的合成,1. 反应起始物 乙酰CoA NADPH 2. 反应场所 肝、小肠 （肝70%80%, 小肠10%） 胞液 、内质网,知识点23,组织定位：除成年动物脑组织及成熟红细胞外，几乎全身各组织均可合成，以肝、小肠为主。 细胞定位：胞液、滑面内质网,合成部位,二、胆固醇的合成,1. 反应起始物 乙酰CoA NADPH 2. 反应场所 肝、小肠 （肝70%80%, 小肠10%） 胞液 、内质网 3. 反应条件 ATP 4. 反应阶段,知识点23,. 从3分子乙酰CoA合成甲羟戊酸（MVA） . 6分子MVA结合生成C30的化合物鲨烯 . 鲨烯环化合成胆固醇,反 应 阶 段,反 应 过程,二、胆固醇的合成,1. 反应起始物 乙酰CoA NADPH 2. 反应场所 肝、小肠 （肝70%80%, 小肠10%） 胞液 、内质网 3. 反应条件 ATP 4. 反应阶段 5. 关键酶及调控,乙酰CoA 乙酰CoA 乙酰CoA 乙酰乙酰CoA HMG-CoA C2