【PPT】脂类代谢

脂酸合成酶系
中文名称 脂酰基载体蛋白 乙酰CoA-ACP乙酰转移酶 乙酰转移酶 乙酰 丙二酰CoA-ACP转移酶 转移酶 丙二酰 β-酮脂酰 酮脂酰-ACP合酶 酮脂酰 合酶 β-酮脂酰 酮脂酰-ACP还原酶 酮脂酰 还原酶 β-羟脂酰 羟脂酰-ACP脱水酶 羟脂酰 脱水酶 烯酰-ACP还原酶 还原酶 烯酰 硫酯酶 英文名称 Acyl carrier protein Acetyl-CoA－ACP － transacetylase Malonyl-CoA－ACP transferase － β-Ketoacyl－ACP synthase － β- Ketoacyl－ACP reductase － β-Hydroxyacyl－ACP － dehydratase Enoyl－ACP reductase － Thioesterase 缩写 ACP AT MT KS KR HD ER TE
脂肪动员
• 脂解激素：胰高血糖素、肾上腺素、去甲 脂解激素：胰高血糖素、肾上腺素、 肾上腺素、肾上腺皮质激素和甲状腺素。 肾上腺素、肾上腺皮质激素和甲状腺素。 • 抗脂解激素：胰岛素。 抗脂解激素：胰岛素。
肾上腺素等 受体 G蛋白 蛋 腺苷酸环化酶 ATP cAMP 蛋白激酶A （活性） TG脂肪酶- P 脂 （活性） DG 脂酸 脂酸 TG
• 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 反应不可逆 • 消耗2个~P 消耗 个
2. 脂酰CoA进入线粒体 脂酰 进入线粒体
在肉碱（ 在肉碱（carnitine）的协助下。 ）的协助下。
③再脱氢
NADH+H +
O RC~SCoA
脂酰CoA
O RCOCH2C~SCoA
β-酮脂酰CoA 酮
④硫解
• 脂酸β-氧化的四步反应：脱氢、加水、再 脂酸β 氧化的四步反应 脱氢、加水、 氧化的四步反应： 脱氢、 脱氢、硫解 • 第一次脱氢由FAD 接受；第二次脱氢由 第一次脱氢由 接受； NAD+接受。 接受。 接受 • 脂酸β-氧化产物：乙酰 脂酸β 氧化产物 乙酰CoA 氧化产物：
柠檬酸—丙酮酸循环 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 乙酰CoA
ATP柠檬 柠 酸裂 解酶
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 ）
的合成： ①丙二酰CoA的合成： 丙二酰 的合成
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。 是主要场所。 的胞液中。肝是主要场所。 （2）合成原料 ） • 乙酰 乙酰CoA为主要原料，主要来自葡萄糖。 为主要原料，主要来自葡萄糖。 为主要原料 葡萄糖 • NADPH主要来自磷酸戊糖途径。 主要来自磷酸戊糖途径。 主要来自磷酸戊糖途径 • 还需 还需ATP 、CO2及Mn2+等。
3. 丙酰 丙酰CoA的氧化 的氧化
• 经β-羧化酶及异构酶的作用转变为琥珀酰 羧化酶及异构酶的作用转变为琥珀酰CoA， 羧化酶及异构酶的作用转变为琥珀酰 ， 再经三羧酸循环进行代谢。 再经三羧酸循环进行代谢。
丙酰CoA 丙酰
琥珀酰CoA 琥珀酰
（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 是乙酰乙酸、 羟丁酸和丙酮三者的统称 羟丁酸和丙酮三者的统称。 物。是乙酰乙酸、β-羟丁酸和丙酮三者的统称。
4. 脂肪酸 氧化的能量生成 脂肪酸β-氧化 氧化的能量生成
脂肪酸β-氧化本身 脂肪酸 氧化本身 并不生成能量。只能 并不生成能量。 生成乙酰CoA和供氢 生成乙酰 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。 磷酸化才能生成 。
• 以软脂酸 以软脂酸(16C)为例： 为例： 为例
（二）脂肪酸的β-氧化 脂肪酸的β 氧化
• 部位：肝及肌肉最活跃。 部位：肝及肌肉最活跃。 • 步骤： 步骤： 脂酸的活化——脂酰 脂酰CoA的生成 脂酸的活化 脂酰 的生成 脂酰CoA进入线粒体 进入线粒体 脂酰 脂酸的β 氧化 脂酸的β-氧化 脂酸氧化的能量生成
1. 脂酸的活化——脂酰 脂酸的活化 脂酰CoA的生成 的生成 脂酰
CoA CoA SHCoA
SHCoA
• 肉碱脂酰转移酶Ⅰ是限速酶，脂酰CoA进 肉碱脂酰转移酶Ⅰ是限速酶，脂酰 进 入线粒体是脂酸β 氧化的主要限速步骤。 氧化的主要限速步骤 入线粒体是脂酸β-氧化的主要限速步骤。
3. 脂酸的β-氧化 脂酸的β 氧化
• 脂酸在线粒体内进行的氧化分解是从脂酰 基羧基端β 碳原子开始的 故称为β 氧化 碳原子开始的， 氧化。 基羧基端β-碳原子开始的，故称为β-氧化。
（三）脂肪酸的其他氧化方式 脂肪酸的其他氧化方式
1. 不饱和脂酸的氧化 • 在线粒体中进行β-氧化； 在线粒体中进行β 氧化 氧化； • 还需△3-顺→△2-反烯脂酰 反烯脂酰CoA异构酶和 还需△ 顺 △ 反烯脂酰 异构酶和 表构酶。 表构酶。 2. 过氧化酶体脂酸的氧化：脂酸氧化酶 过氧化酶体脂酸的氧化：
HMG-CoA合酶 合
OH HOOCCH2-C-CH2COSCoA 乙酰CoA CH3 HMG-CoA 裂解酶 CH3COCH2COOH NADH+H+ 乙 酰乙酸 β-羟 羟 NAD+ 酮体 CO2 丁酸脱 氢酶 CH3COCH3 CH3CHOHCH2COOH 丙酮 β-羟丁酸 羟
2. 酮体的利用
蛋白激酶A （无活性）
TG脂肪酶 脂 （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 甘油直接运至肝、 肠等组织。主要在肝、 进行糖异生 糖异生。 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， 脂肪细胞及骨骼肌等组织因甘油激酶活性很低， 等组织因甘油激酶活性很低 故不能很好利用甘油。 故不能很好利用甘油。
琥 珀酸氧 化呼 吸链 β -氧化 氧 活化 + 8乙酰CoA + 7FADH2 + 7NADH +7H 软 脂酸 乙 软脂酰CoA -2 7次 次 TAC NADH氧化呼吸链 氧
• 7×2+7×3+8×12-2 =129 × × × • 1分子软脂酸氧化共生成 分子软脂酸氧化共生成129分子 分子ATP。 分子软脂酸氧化共生成 分子 。
第五章
脂 类 代 谢
Lipid Metabolism
The biochemistry and molecular biology department of CMU
脂类（ 脂类（lipids）是一类不溶于水而易 ） 溶于有机溶剂， 溶于有机溶剂，并能为机体利用的有机化 合物。 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
CH3
CH3
ACP KS
HS C S
O
O OOC CH2
MT
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
软脂酸（16C） ） 饱和脂 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ酸 硬脂酸（18C） ） 脂肪 酸 非 必需 脂肪酸
油酸（18:1） ） 亚油酸（18:2） ） 不 饱和 脂肪酸 必 需脂肪 酸 亚麻酸（18:3） ） 花生四烯酸（20:4） ）
• 储存在脂肪细胞中的脂肪，被脂肪酶逐步水解为 储存在脂肪细胞中的脂肪， 游离脂肪酸和甘油， 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 脂肪动员。 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 在脂肪动员中， 限速酶，它受多种激素的调控，因此称为激素敏 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）。 感性脂肪酶（ ）
酶 胰脂酶、辅脂酶 胰脂酶、 作用的脂类 甘油三酯 消化产物 脂酸、2-甘油一酯 脂酸、
磷脂酶A 磷脂酶A2 胆固醇酶
磷脂
脂酸、 脂酸、溶血磷脂
胆固醇酯
脂酸、 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
FAD O β α RCH2CH2C~SCoA 脂酰CoA
FADH2
脂酰CoA脱氢酶 脱
O α RCH=CHC~SCoA
β -烯 反 △2烯酰CoA H2O ②加水
①脱氢
2
烯 水 △ -烯酰CoA水化酶
O β α RCHOHCH2C~SCoA
L(+) β-羟脂酰CoA 羟 乙酰CoA CH3CO~SCoA L(+) β -羟脂酰CoA 羟 脱氢酶 HSCoA β-酮脂酰CoA硫解酶 酮 硫 β α NAD +
3
2
CH2 O C R3
Triglyceride (TG) or triacylglycerol (TAG)
Glycerol
甘油三酯代谢概况
一、甘油三酯的分解代谢
（一）脂肪动员 （二）脂肪酸的β-氧化 脂肪酸的β 氧化 （三）脂肪酸的其他氧化方式 脂肪酸的其他氧化方式 （四）酮体的生成和利用
（一）脂肪动员
1. 酮体的生成
• 部位：肝线粒体 部位： • 原料：乙酰CoA，主要来自脂酸的β-氧化。 原料：乙酰 脂酸的β 氧化。 ，主要来自脂酸的 氧化 • 关键酶：HMG CoA合成酶 关键酶： 合成酶
HSCoA
2CH3COSCoA 硫解 酶 乙酰CoA
CH3COCH2COSCoA 乙酰乙酰CoA
CH3COSCoA HSCoA
• 必需脂肪酸：机体必需但自身又不能合成或合成 必需脂肪酸： 量不足， 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。 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
磷酸二 α -磷酸甘油 羟丙酮 甘 油 激酶 磷 CH2 O P CH2 OH 肝 （ 肝 、 肾、 肠 ） 脱氢酶 甘油 α -磷酸甘油 磷 糖 酵解 糖异 生
H HO C H CH2 OH
ATP
ADP
CH2 OH
NAD+
NADH+H +
HO C
脂肪酸在血中由清 蛋白运输。 蛋白运输。主要由 心、肝、骨骼肌等 摄取利用。 摄取利用。
胰 高血糖 素 ATP
+ 乙酰CoA + HCO3- + H
胰岛 素
ADP + Pi Mn2+ 丙二酰CoA
乙酰CoA羧化酶 羧 （生 物素 ）
柠檬 酸、 异柠檬 酸
长链脂酰CoA
• 乙酰 乙酰CoA羧化酶是脂酸合成的限速酶。 羧化酶是脂酸合成的限速酶。 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 脂酸合成酶系：在高等动物， 酶系是一个多功能酶的二聚体。 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（ 含有一个酰基载体蛋白（ACP）的核心和 ） 七种酶的活性部位。 七种酶的活性部位。
• 肝外组织利用（肝中缺乏利用酮体的酶） 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 转 乙酰乙酸 硫激酶 AMP+PPi
β -羟丁酸 羟
乙酰 乙酸
乙酰乙酰CoA
2乙酰CoA 乙
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 酮体是肝脏输出能源物质的一种形式。 长期饥饿时，是脑和肌肉的主要能源物质。 长期饥饿时，是脑和肌肉的主要能源物质。 • 正常血酮体含量为0.03~0.5mmol/L。在长 。 正常血酮体含量为 期饥饿、糖尿病或供糖不足情况下， 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， 生成酮体超过肝外利用能力时，会导致血 中酮体升高。 中酮体升高。