脂类简介

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β-羟脂酰-ACP脱水酶 烯酰-ACP还原酶 硫酯酶
β-Ketoacyl-ACP synthase β- Ketoacyl-ACP reductase
β-Hydroxyacyl-ACP dehydratase Enoyl-ACP reductase Thioesterase
KS KR
HD ER TE
O CH3
AT
CO 2
O CH3 CH2 CH2 C S
C O
CH2
C S HS
HS
O ② 还原
NADP+ ④ 再还原 ER
CH3
CH OH
CH2
O
NADPH + H+
C S HS
KR
NADPH + H+ NADP+
CH3
CH
CH
C S HS
③ 脱水 HD H2O
软脂酸合成的总反应式:
乙酰CoA + 7丙二酰C oA + 14NADPH + 14 H
磷脂酶A2
磷脂
脂酸、溶血磷脂
胆固醇酶
胆固醇酯
脂酸、胆固醇
第三节
甘油三酯代谢
Metabolism of Triglycerides
甘油三酯结构
O O
1
CH2 O C R1 O
R2 C O C H
3
2
CH2 O C R3
Triglyceride (TG) or triacylglycerol (TAG)
ATP
P 脂周蛋白 P
P P P
P HSL
HSL
氧化分解 ATP CO2 清蛋白
HSL FFA TG 甘油 储脂颗粒 脂肪细胞 血液 肌细胞
• 脂解激素:胰高血糖素、肾上腺素、去甲 肾上腺素、肾上腺皮质激素和甲状腺素。
• 抗脂解激素:胰岛素。
肾上腺素等 受体 G蛋白 腺苷酸环化酶 ATP 蛋白激酶A (无活性) cAMP 蛋白激酶A (活性) TG脂肪酶- P (活性) DG 脂酸 脂酸 TG
CH2OH HO C H CH2O P α-磷酸甘油
• 合成部位:肝、脂肪组织及小肠。 • 合成原料:甘油、脂酸主要由糖代谢 提供。 • 合成基本过程: 甘油一酯途径 甘油二酯途径
甘油一酯途径:
• 小肠粘膜细胞利用消化吸收的甘油一酯及 脂酸再合成甘油三酯,称甘油一酯途径。
甘油一酯途径
CH2OH O O 脂酰CoA转移酶 R1 C O C H R1 C O C H CH2OH R2COCoA CH2OH 甘油一酯 HSCoA 甘油二酯 脂酰CoA转移酶 O CH2 O C R2 O CH2 O C R2
1. 酮体的生成
• 部位:肝线粒体 • 原料:乙酰CoA,主要来自脂酸的-氧化。 • 关键酶:HMG CoA合成酶
HSCoA
2CH3COSCoA 硫解酶 乙酰CoA
CH3COCH2COSCoA 乙酰乙酰CoA
CH3COSCoA HSCoA
HMG-CoA合酶
OH HOOCCH 2-C-CH2COSCoA 乙酰CoA CH3 HMG-CoA 裂解酶 CH3COCH2COOH NADH+H+ 乙酰乙酸 β-羟 NAD + 酮体 CO2 丁酸脱氢酶 CH3COCH3 CH3CHOHCH 2COOH 丙酮 β-羟丁酸
中文名称 脂酰基载体蛋白
乙酰CoA-ACP乙酰转移酶 丙二酰CoA-ACP转移酶
英文名称 Acyl carrier protein
Acetyl-CoA-ACP transacetylase Malonyl-CoA-ACP transferase
缩写 ACP
AT MT
β-酮脂酰-ACP合酶 β-酮脂酰-ACP还原酶
Glycerol
甘油三酯代谢概况
合成VLDL 肝 VLDL 储存甘油三酯 脂肪组织 脂肪动员 脂肪酸和甘油 CM CM 合成CM 小肠
利用甘油三酯和 脂肪酸 肌肉、肝、心等
能量
一ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ甘油三酯的分解代谢
(一)脂肪动员 (二)脂肪酸的-氧化 (三)脂肪酸的其他氧化方式 (四)酮体的生成和利用
(一)脂肪动员
③再脱氢
NADH+H +
O RC~SCoA
脂酰CoA
O RCOCH2C~SCoA
β-酮脂酰CoA
④硫解
• 脂酸-氧化的四步反应:脱氢、加水、再 脱氢、硫解 • 第一次脱氢由FAD 接受;第二次脱氢由 NAD+接受。 • 脂酸-氧化产物:乙酰CoA
4. 脂肪酸β-氧化的能量生成
脂肪酸β-氧化本身 并不生成能量。只能 生成乙酰CoA和供氢 体,它们必须分别进 入三羧酸循环和氧化 磷酸化才能生成ATP。
R3COCoA
O R1 C O C H O CH2 O C R3 甘油三酯
HSCoA
甘油二酯途径:
• 肝细胞、脂肪细胞主要以糖代谢产物为原 料按此途径合成甘油三酯。
磷酸二羟丙酮 (肝、脂肪组织) 甘油激酶 甘油 ATP (肝、肾、肠) G
CH2OH HO C H CH2O P ADP α-磷酸甘油
2. 酮体的利用
• 肝外组织利用(肝中缺乏利用酮体的酶)
琥珀酰CoA 琥珀酸 琥珀酰 CoA转硫酶 乙酰乙酸 硫激酶 AMP+PPi
β -羟丁酸
乙酰乙酸
乙酰乙酰CoA
2乙酰CoA
HSCoA ATP
3. 酮体生成的生理意义
• 酮体是肝脏输出能源物质的一种形式。在 长期饥饿时,是脑和肌肉的主要能源物质。
第五章
脂 类 代 谢
Lipid Metabolism
The biochemistry and molecular biology department of CMU
脂类(lipids)是一类不溶于水而易 溶于有机溶剂,并能为机体利用的有机化 合物。
脂肪:甘油三酯 脂类 类脂 胆固醇 胆固醇酯 磷脂 糖脂 储能和供能 细胞的膜结构组分
二、 甘油三酯的合成代谢
(一)脂酸的合成代谢 (二)甘油三酯的合成代谢
(一)脂酸的合成代谢
1. 软脂酸的合成
2. 脂酸碳链的加长
3. 不饱和脂酸的合成
1. 软脂酸的合成
(1)合成部位 肝、肾、脑、肺、乳腺及脂肪等组织 的胞液中。肝是主要场所。 (2)合成原料 • 乙酰CoA为主要原料,主要来自葡萄糖。 • NADPH主要来自磷酸戊糖途径。 • 还需ATP 、CO2及Mn2+等。
• 以软脂酸(16C)为例:
琥珀酸氧化呼吸链 β -氧化 活化 软脂酸 8乙酰CoA + 7FADH2 + 7NADH +7H+ 软脂酰CoA -2 7次 TAC NADH氧化呼吸链
• 7×2+7×3+8×12-2 =129 • 1分子软脂酸氧化共生成129分子ATP。
(三)脂肪酸的其他氧化方式
TG脂肪酶 (无活性) 甘油 脂酸 MG
脂肪动员产物的去向
• 甘油直接运至肝、肾、肠等组织。主要在肝、肾 进行糖异生。 • 脂肪细胞及骨骼肌等组织因甘油激酶活性很低, 故不能很好利用甘油。
磷酸二 HO C H 甘油激酶 α -磷酸甘油 羟丙酮 CH2 O P CH2 OH 肝 (肝、肾、肠) 脱氢酶 甘油 α -磷酸甘油 糖酵解 糖异生
1. 不饱和脂酸的氧化
• 在线粒体中进行-氧化;
• 还需△3-顺→△2-反烯脂酰CoA异构酶和 表构酶。 2. 过氧化酶体脂酸的氧化:脂酸氧化酶
3. 丙酰CoA的氧化
• 经-羧化酶及异构酶的作用转变为琥珀酰CoA, 再经三羧酸循环进行代谢。
丙酰CoA
琥珀酰CoA
(四)酮体的生成和利用
酮体是脂酸在肝分解氧化时特有的中间代谢产 物。是乙酰乙酸、-羟丁酸和丙酮三者的统称。
HO C H CH2 OH
ATP
ADP
CH2 OH
NAD+
NADH+H +
脂肪酸在血中由清 蛋白运输。主要由 心、肝、骨骼肌等 摄取利用。
(二)脂肪酸的-氧化
• 部位:肝及肌肉最活跃。
• 步骤: 脂酸的活化——脂酰CoA的生成 脂酰CoA进入线粒体 脂酸的-氧化 脂酸氧化的能量生成
1. 脂酸的活化——脂酰CoA的生成
脂酰CoA
肉碱 肉碱
脂酰CoA
SHCoA
脂酰肉碱 脂酰肉碱
SHCoA
肉碱脂酰转移酶Ⅰ
• 肉碱脂酰转移酶Ⅰ是限速酶,脂酰CoA进 入线粒体是脂酸-氧化的主要限速步骤。
3. 脂酸的-氧化
• 脂酸在线粒体内进行的氧化分解是从脂酰 基羧基端-碳原子开始的,故称为-氧化。
FAD O β α RCH2CH2C~SCoA 脂酰CoA
2. 脂酸碳链的加长
内质网 长链脂酸的前体 二碳单位的供体 酰基载体 终产物 软脂酰CoA 丙二酰CoA HSCoA 18C~24C 线粒体 软脂酰CoA 乙酰CoA HSCoA 18C~26C
3. 不饱和脂酸的合成
• 只能合成单不饱和脂酸 • 部位:内质网 • 酶:去饱和酶
(二)甘油三酯的合成代谢
• 必需脂肪酸:机体必需但自身又不能合成或合成 量不足,必须从植物油中摄取的脂肪酸叫必需脂 肪酸。包括亚油酸、亚麻酸和花生四烯酸。
第二节
脂类的消化和吸收
Digestion and Absorption of Lipids
参与脂类消化的主要酶类

胰脂酶、辅脂酶
作用的脂类
甘油三酯
消化产物
脂酸、2-甘油一酯
柠檬酸—丙酮酸循环
线粒体 内膜 乙酰CoA 柠檬酸 草酰乙酸 胞液 柠檬酸
ATP柠檬 酸裂解酶
乙酰CoA
草酰乙酸
NADH + H+ NAD+
苹果酸脱氢酶
苹果酸
苹果酸
苹果酸酶 CO2 NADP+ NADPH + H+
丙酮酸
丙酮酸
(3)合成过程
①丙二酰CoA的合成:
胰高血糖素 ATP 乙酰CoA + HC O - + H 3
• 在胞液中进行
O R C O Fatty acid + HSCoA ATP AMP + PPi O Mg2+ R C acyl-CoA S CoA synthetase acyl-CoA
• 反应不可逆 • 消耗2个~P
2. 脂酰CoA进入线粒体
在肉碱(carnitine)的协助下。
胞液 膜间隙 线粒体 肉碱脂酰转移酶Ⅱ
第一节
不饱和脂酸的命名及分类
The Naming and Classification of Unsaturated Fatty Acids
常见的脂肪酸
饱和脂肪酸 脂肪酸 软脂酸(16C) 硬脂酸(18C) 非必需脂肪酸
油酸(18:1) 不饱和脂肪酸 亚油酸(18:2) 必需脂肪酸 亚麻酸(18:3) 花生四烯酸(20:4)
+
胰岛素
ADP + Pi Mn
2+
乙酰CoA羧化酶 (生物素)
丙二酰CoA
柠檬酸、异柠檬酸
长链脂酰CoA
• 乙酰CoA羧化酶是脂酸合成的限速酶。
②脂酸的合成 • 脂酸合成酶系:在高等动物,脂肪酸合成 酶系是一个多功能酶的二聚体。每个亚基 含有一个酰基载体蛋白(ACP)的核心和 七种酶的活性部位。
脂酸合成酶系
• 正常血酮体含量为0.03~0.5mmol/L。在长 期饥饿、糖尿病或供糖不足情况下,肝内 生成酮体超过肝外利用能力时,会导致血 中酮体升高。
脂肪酸 酮体 肾 氨基酸 乙酰CoA TAC CO2 酮体 (尿中排出) 酮体
血液
肝外组织
脂肪酸 葡萄糖

脂肪酸 肺 葡萄糖 酮体 氨基酸
乙酰CoA
TAC 丙酮 (呼出) CO2
• 储存在脂肪细胞中的脂肪,被脂肪酶逐步水解为 游离脂肪酸和甘油,并释放入血以供其它组织细 胞氧化利用,该过程称为脂肪动员。 • 在脂肪动员中,脂肪细胞内的甘油三酯脂肪酶是 限速酶,它受多种激素的调控,因此称为激素敏 感性脂肪酶(HSL)。
脂肪动员
脂解激素 AC 受体 G蛋白 cAMP PKA 脂酸转运体
FADH2
脂酰CoA脱氢酶
O α RCH=CHC~SCoA
β 反△ 2 -烯酰CoA H2O ②加水
①脱氢
2
△ -烯酰CoA水化酶 β α
O RCHOHCH2C~SCoA
L(+) β-羟脂酰CoA 乙酰CoA CH3CO~SCoA L(+) β-羟脂酰CoA 脱氢酶 HSCoA β-酮脂酰CoA硫解酶 β α NAD +
+
+ + 7 CO2 + 14 NADP + 8 HSCoA + 6 H2O 软脂酸
1分子乙酰CoA先后与7分子丙二酰CoA在脂酸合成 酶系的分子上依次重复进行缩合、还原、脱水和再 还原的过程。每重复一次碳链延长2个碳原子。
脂肪酸合成与β -氧化的区别
β-氧化 部位 中间产物 酶 循环的单位 主要辅酶 线粒体内 酯酰 CoA 独立的酶 乙酰 CoA NAD+ & FAD 脂肪酸合成 胞浆 与 ACP 上的 SH 连接 多酶复合体 丙二酰 CoA NADPH
CH3
CH3
ACP 的巯基 KS 的巯基
HS C S
O
O OOC CH2
MT
C
S
HS
CoA
CoA
C S O
CoA
AT HS
HS HS
CoA
O OOC CH2 C S CH3 C S
O
O CH3 (CH2)14 C O
O CH3 CH2 CH2
(7 次循环后) TE H2O
HS C S
① 缩合 KS
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