12第十一章脂类代谢

= =
βα O
RCOCH2C~SCoA
β酮脂酰CoA 硫解酶
O
CoA-SH
RC~SCoA + CH3CO~SCoA
β酮脂酰CoA 脂酰CoA+乙酰CoA
目录
4. 脂肪酸氧化是机体ATP重要来源
以软脂肪酸为例： 1分子软脂肪酸彻底氧化共生成： 生成ATP： 7×2.5 + 7×1.5 + 8×10 = 108 净生成ATP： 108 – 2 = 106
小肠：介于机体内外脂质间的选择性屏障
➢ 通过屏障脂质过多：体内脂质堆积，发生 疾病 ➢ 通过屏障脂质过少：营养障碍
小肠脂质消化吸收能力的可塑性：脂质能介导 小肠脂质消化吸收能力增加
➢ 保证在摄入增多时食物脂质的消化吸收 ➢ 保障体内能量、必需脂肪酸、脂溶性维生素供应 ➢ 增强机体对食物缺乏环境的适应能力
乙酰CoA、ATP、NADPH+H+、HCO-3 （CO2）及Mn2+等 乙酰CoA需通过柠檬酸-丙酮酸循环转运
目录
胞液
丙酮酸
NADPH+H+ CO2
NADP+
苹果酸酶
苹果酸
线粒体基质
线
丙酮酸
乙酰CoA
CO2
粒 苹果酸
草酰乙酸
体
乙酰CoA
AMP PPi
膜 ATP柠檬酸裂解酶
ATP
CoA 柠檬酸
草酰乙酸
➢ 减少肝细胞向血液释放脂肪。
肾上腺素、生长素
抑制乙酰CoA羧化酶，调节脂肪酸合成。
目录
三、一些多不饱和脂肪酸衍生物具 有重要生理功能
（一）前列腺素、血栓噁烷、白三烯是廿碳 多不饱和脂肪酸衍生物
9 8 6 5 3 1COOH
10
CH3
11 12 14 15 17 19 20
9 10
11
75 13 15
脂酰CoA：变构抑制乙酰CoA羧化酶，抑制 脂肪酸合成
目录
高脂膳食和脂肪动员：
使细胞内脂酰CoA增多，别构抑制乙酰CoA羧化酶， 抑制脂肪酸合成
进食糖类食物：糖代谢加强
➢ NADPH+H+及乙酰CoA供应增多，有利于脂肪酸合成 ➢ 细胞内ATP增多，抑制异柠檬酸脱氢酶，导致柠檬酸
和异柠檬酸蓄积并从线粒体渗至胞液，变构激活乙酰 CoA羧化酶，脂肪酸合成增加
目录
（三）β-氧化是脂肪酸分解的基本形式
1. 脂肪酸活化为脂酰CoA 部位：线粒体外
= =
O
脂酰CoA合成酶
RCH2CH2C-OH
脂 肪 酸 CoA-SH ATP AMP PPi
O
RCH2CH2C~SCoA 脂 酰~SCoA
目录
2. 脂酰CoA进入线粒体
目录
3. 脂酰CoA分解产生乙酰CoA、FADH2和NADH
OH
2类
COHO C3H
3类
OH
9
1113 15
OH OH PGF1α
COH O CH3
OH
9 65
CH3
13 15
OH OH PGF2α
COH O CH3
目录
血栓噁烷也是廿碳不饱和脂肪酸的衍生物，它有前列腺 酸样骨架但又不相同，分子中的五碳环为含氧的噁烷所 取代。
白三烯是不含前列腺酸骨架的廿碳多不饱和脂肪酸衍 生物，有4个双键，所以在LT字母的右下方标以4。
目录
2、线粒体脂肪酸延长途径以乙酰CoA为二碳单位供 体
由线粒体脂肪酸延长酶系催化
由NADPH+H+供氢
通过缩合、加氢、脱水和再加氢（与β-氧化逆反 应基本相似 ）反应，每轮延长2个碳原子，可延 长至24或26个碳原子，但仍以18碳硬脂肪酸最 多
目录
（三）不饱和脂肪酸合成需多种去饱和酶催化
目录
CH2OH CHOH
脂酰CoA 转移酶
O CH2O-C-R1
CHOH
=
脂酰CoA 转移酶
CH2O- Pi R1COCoA CoA
CH2O- Pi R2COCoA CoA
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3 - 磷酸甘油
1-酯酰-3 - 磷酸甘油
=
O CH2O-C-R1
O CHO-C-R2
CH2O- Pi
磷脂酸
=
磷脂酸磷 酸酶
Pi
柠檬酸合酶
H2O
柠檬酸 CoA
柠檬酸-丙酮酸循环
目录
3. 软脂肪酸合成反应过程 （1）乙酰CoA需先转化成丙二酸单酰CoA 由乙酰CoA羧化酶（acetyl CoA carboxylase）催化
ATP
酶-生物素 + HCO3¯
酶-生物素-CO2 + 乙酰CoA
总反应式
ATP + HCO3- + 乙酰CoA
目录
二、吸收的脂质经再合成进入血液循环
甘油三酯的再合成
2脂酰CoA ＋
2-甘油一酯
脂酰CoA转移酶
甘油三酯
目录
CM的组装
➢甘油三酯 ➢Apo B48、C、AI、AIV ➢磷脂 ➢胆固醇
CM经小肠黏膜细胞分泌进入淋巴道 → 血循环→全身各组织器官
目录
三、脂质消化吸收在维持机体脂质 平衡中具有重要作用
脱氢 加水
O
=
RCH2CH2C~SCoA
脂酰CoA
FAD
脱氢酶
FADH2
β αO
=
RCH=CHC~SCoA
△ 2--烯脂酰CoA 水化酶
H2O
β
αO
=
RCHOHCH2C~SCoA
脂酰CoA 反△ 2-烯酰CoA L(+)-β羟脂酰CoA
再脱氢 硫解
L(+)-β羟脂酰 CoA脱氢酶
NAD+ NADH+H+
目录
目录
目录
目录
脂质消化吸收过程
乳化 ：胆汁酸盐、甘油三酯、胆固醇酯等与脂质消化酶→ 细小的微团
酶解 胰脂酶＋辅脂酶：甘油三酯→2-甘油一酯＋脂肪酸 胆固醇酯酶：胆固醇酯→胆固醇＋脂肪酸 胰磷脂酶A2：磷脂→脂肪酸＋溶血磷脂
吸收 中链脂肪酸（6~10C）及短链脂肪酸（2~4C）形成的 甘油三酯 ：直接吸收，经门静脉进入血液循环 长链脂肪酸（12~26C）、2-甘油一酯、胆固醇和溶血 磷脂等：进入肠黏膜细胞
顺式△2烯脂酰CoA的β-氧化：能水化，但形成的 D(-)-β-羟脂酰CoA不能被线粒体β-氧化酶系识别， 需在D(-)-β-羟脂酰CoA表构酶（epimerase）催化 下，将右旋异构体的D(-)-β-羟脂酰CoA转变为左 旋异构体L(+)-β-羟脂酰CoA，才能继续进行β-氧 化。
目录
2. 长链脂肪酸需先在过氧化酶体氧化成较短碳 链脂肪酸
O
O
O
R1
R1
R2
R2
A
B
C
9
O
R1
O
O
11
R2 O
G
OH
R1
R1
R2
R2
O
D
9
R1
R2
11
OH H
O R1
R2 OH E
O
OH R2
I
OH R1 R2
OH F COOH
目录
根据其R1及R2两条侧链中双键数目的多少，PG又分为1， 2，3类，在字母的右下角标示。
R1
COHO
R2
C3H
OH
1类
COHO C3H
ADP+Pi
酶-生物素-CO2 酶-生物素 + 丙二酰CoA
丙二酰CoA + ADP + Pi
目录
（2）软脂肪酸由 缩合、还原、 脱水、再还原4 步基本反应经7 次循环合成
目录
软脂肪酸合成的总反应式：
CH3COSCoA
+
7 HOOCH2COSCoA
+
14NADPH+H+
CH3(CH2)14COOH
➢以脂酰CoA酯化甘油一酯合成甘油三酯
= == ==
=
CH2OH O
CHO-C-R1
脂酰CoA 转移酶
CH2OH R2COCoA CoA
O CH2O-C-R2
O CHO-C-R1
脂酰CoA 转移酶
CH2OH R3COCoA CoA
O CH2O-C-R2
O CHO-C-R1
O CH2O-C-R3
目录
3.甘油二酯途径以3-磷酸甘油为起始物 ➢在肝细胞及脂肪细胞进行 ➢以脂酰CoA先后酯化3-磷酸甘油及甘油 二酯合成甘油三酯
➢ 肝脏合成能力最强 ➢ 甘油三酯合成在细胞液中完成
（二）甘油和脂肪酸是合成甘油三酯的基本原料
目录
（三）甘油三酯合成有甘油一酯和 甘油二酯两条途径
1.脂肪酸活化成脂酰CoA
脂肪酸 +
CoA-SH
脂酰CoA合成酶
Mg2+
ATP
AMP
脂酰CoA ＋
PPi
目录
2.甘油一酯途径以甘油一酯为起始物
➢在小肠黏膜细胞进行
目录
2.胰岛素是调节脂肪酸合成的主要激素
胰岛素
➢ 诱导乙酰CoA羧化酶、脂肪酸合成酶、ATP柠檬酸裂解酶等合成，促进脂肪酸合成。
➢ 促进脂肪酸合成磷脂酸，增加脂肪合成。 ➢ 增加脂肪组织脂蛋白脂酶活性，增加脂肪组
织对血液甘油三酯脂肪酸摄取，促使脂肪组 织合成脂肪贮存。
目录
胰高血糖素
➢ 增加蛋白激酶A活性，使乙酰CoA羧化酶磷酸化 降低活性，抑制脂肪酸合成。
O
O OH
血栓噁烷A2
COOH CH3
O
11 9 7 5 3
12 10 8 6 4 2
13
16 18 20
CH3
14 15 17 19
COOH
白三烯A4(LTA4)
目录
（二）PG、TX和LT均以花生四烯酸为 合成原料
（三）PG、TX和LT具有很强生物活性 目录
四、甘油三酯分解氧化产生大量ATP 供机体需要
脂肪细胞： 缺乏甘油激酶，不能直接利用甘油合成甘油 三酯。
目录
二、内源性脂肪酸由脂酰CoA在脂 肪酸合酶体系催化下合成
（一）软脂肪酸由乙酰CoA在脂肪酸合成 酶系催化下合成
1. 合成部位 ⑴组织： 肝（主要） 脂肪等 ⑵亚细胞：胞液（主要合成16碳的软脂肪酸) 肝线粒体，内质网（碳链延长）
目录
2. 合成原料
目录
（二）甘油经转变为甘油-3-磷酸后被利用
•甘油溶于水，直接由血液运送至肝、肾、肠等组织。
CH2OH HO CH
CH2OH 甘油
ATP
ADP
甘油激酶(肝、肾、肠)
CH2OH HO CH
CH2O P
3-磷酸甘油
NAD+ NADH+H+ 磷酸甘油脱氢酶
CH2OH C=O CH2O P
磷酸二羟丙酮
酵解途径
+
7 CO2
+
6H2O
+
8HSCoA
+
14NADP+
目录
（二）软脂肪酸延长可在内质网和线粒体进行
1.内质网脂肪酸延长途径以丙二酸单酰CoA为二碳 单位供体 由内质网脂肪酸延长酶系催化 NADPH+H+供氢 通过缩合、加氢、脱水及再加氢等反应，每轮 延长2个碳原子，可将脂肪酸延长至24碳，但以 18碳硬脂肪酸最多
1.植物 含△9，△12及△15去饱和酶，能合成△9 以
上多不饱和脂肪酸 2.人体
缺乏△9以上去饱和酶，只能合成软油酸和 油酸等单不饱和脂肪酸，多不饱和脂肪酸只 能从食物（特别植物油脂）摄取
目录
（四）脂肪酸合成受代谢物和激素调节
1.代谢物通过改变原料供应量和乙酰CoA羧化酶活 性调节脂肪酸合成
ATP、NADPH+H+及乙酰CoA：脂肪酸合成 原料，能促进脂肪酸合成
3 1COOH R1
CH3 R2 17 19 20
花生四烯酸 (20:4，△5,8,11,14)
前列腺酸
目录
根据五碳环上取代基团和双键位置不同，PG分为9型，分 别命名为PGA、B、C、D、E、F、G、H及I，体内PGA、 E及F较多。PGI2是带双环的PG，除五碳环外，还有一个含 氧的五碳环，因此又称为前列腺环素（prostacyclin）。
软脂肪酸在体内氧化的能量利用效率为： 6656/9791×100＝68％
目录
软脂肪酸与葡萄糖在体内氧化产生ATP的比较
软脂肪酸
葡萄糖
以1mol计
106 ATP
32 ATP
以100g计
41.4 ATP
17.8ATP
能量利用效率
33%
33%
目录
（四）不同的脂肪酸还有不同的氧化方式
1. 不饱和脂肪酸β-氧化需转变构型 因双键位置不同，不饱和脂肪酸β-氧化产
=
O CH2O-C-R1
O CHO-C-R2
=
脂酰CoA 转移酶
CH2OH R3COCoA CoA
== =
O CH2O-C-R1
O CHO-C-R2
O CH2O-C-R3
1，2-甘油二酯
甘油三酯
目录
直接利用甘油合成甘油三酯因组织而异
肝、肾等组织： 含甘油激酶，能催化游离甘油磷酸化生成3 甘油-3-磷酸，供甘油三酯合成。
（一）甘油三酯分解代谢从脂肪动员开始
脂肪动员（fat mobilization）是指储存在脂 肪细胞中的脂肪在脂肪酶的作用下，逐步水 解，释放出游离脂肪酸和甘油供其他组织细 胞氧化利用的过程。
甘油三酯 （脂肪细胞）
甘油＋脂肪酸 （供全身各组织细胞利用）
目录
激素敏感性脂肪酶（hormone sensitive lipase, HSL） ➢催化的反应：甘油三酯→甘油二酯＋脂肪酸 ➢脂肪动员的限速酶 ➢对多种激素敏感
目录
小肠脂质消化吸收能力调节的可能机制
➢ 脂质刺激小肠黏膜细胞多基因表达谱协调变化 ➢ 小肠黏膜细胞分泌一些物质，调节脂质消化吸收能力
目录
第二节 甘油三酯代谢
Metabolism of Triglycerides
目录
一、不同组织/器官以不完全相同 的途径合成甘油三酯
（一）肝脏、脂肪组织及小肠是甘油三酯 合成的主要场所
生顺式△3烯脂酰CoA或顺式△2烯脂酰CoA，阻 止β-氧化继续进行。
目录
顺式△3烯脂酰CoA的β-氧化：在线粒体特异△3顺 →△2反烯脂酰CoA异构酸（△3-cis→△2-trans enoyl-CoA isomerase）催化下，将△3顺式烯脂酰 CoA转变为△2反式构型，使β-氧化继续进行。