生物化学 脂类物质的合成与分解

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血浆水平:0.03~0.5mmol/L(0.3~5mg/dl)
1. 酮体在肝中生成
1)乙酰乙酰硫解酶(thiolase) 2)β-羟-β-甲基戊二酸单酰CoA合成酶
(β-hydroxy-β-methylglutaryl-CoA synthase, HMG-CoA)
3)β- 羟-β-甲基戊二酸单酰CoA裂解酶(HMG-CoA lyase)
2. 酮体在肝外利用
⑴ 酮体是脂肪酸在肝中代谢的正常产物,在正常的情况 下不断有少量酮体在肝中生成及经血输出。
⑵ 酮体是肝向肝外组织输出能源物质的一种重要方式。
在血糖供应不充足的情况下,脑、心、肌主要摄取 血糖氧化供能;在血糖供应严重不足时,脑、心、肌转 换成主要从血中摄取酮体氧化供能,以保证这些重要器 官组织的能量供应及正常生理功能。
Ch
2. 磷脂
无论水解与否在肠壁重新合成完整的分子进入循环系统。
3. 胆固醇
在胆盐的作用下被吸收后重新合成胆固醇酯运输。
第三节 甘油三酯代谢
一. 甘油三酯的分解代谢
㈠ 脂肪动员(脂解作用) 1. 概念:储存在脂肪细胞中的脂肪被脂肪酶逐步水 解为游离脂肪酸及甘油并释放入血供其它组织氧化 利用的过程。
第九章 脂类物质的 合成与分解
第一节 不饱和脂酸的命名及分类 第二节 脂类的消化和吸收 第三节 甘油三酯代谢 第四节 类脂的代谢 第五节 血浆脂蛋白代谢
第一节 不饱和脂肪酸的 命名及分类
脂肪(甘油三酯,TG)
储能供能
(可变脂)
脂类
胆固醇(Ch)及胆固醇酯(CE)
类脂 磷脂(PL)
生物膜组分
糖脂
非必需脂肪酸
第二节 脂类的消化和吸收
一. 消化
部位:主要在小肠上段
过程:
脂肪
胰脂酶、辅脂酶 FA、MG
磷脂
胆汁酸盐 微团 磷脂酶 溶血性磷脂、FA
胆固醇酯
胆固醇酯酶 Ch、FA
二. 吸收
1. 脂肪
中短链FA、甘油
经门静脉入血
含短链FA 的TG
长链FA 粘膜细胞
2-MG
TG
Apo
CM
经淋巴入血
PL
经羟化,再羧化过程。
二. TG的合成
P226
㈠ 软脂酸的生物合成
1. 合成部位:肝、肾、脑、肺、乳腺、脂肪组织等
胞内定位:胞液
2. 合成原料:乙酰CoA,NADPH
ATP、CO2、Mg2+等 3. 反应过程
⑴ 丙二酰CoA的生成:乙酰CoA的羧化。
乙酰CoA羧化酶 *限速酶
乙酰CoA+CO2+ATP
丙二酰CoA+ADP+Pi
乙酰CoA羧化酶包含BC、CT、BCCP三个部分构成
⑵ 缩合—加氢—脱水—再加氢
总反应: 1乙酰CoA+7丙二酰CoA+14NADPH+14H++7ATP+H2O
软脂酸+7CO2+14NADP++8CoASH+7ADP+7Pi
脂肪酸合成酶系:多功能酶
含有两个相同的亚基,每个亚基均有ACP及六种
三羧酸循环
彻底氧化
生成酮体 肝外组织氧化利用
FADH2
2ATP
呼吸链
H2O
NADH + H+
3ATP
呼吸链
H2O
脂酸氧化的能量生成
—— 以16碳软脂酸为例
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
碳原子发生氧化,生成一分子CO2和比原来 少1个碳原子的脂肪酸,这种氧化作用称为脂 肪酸α氧化。 每次脱氢、加氧、脱水、脱羧和脱氢的连续 反应过程。
(2)Stumpf于1956年在植物种子及叶子中发 现,后来也在动物的脑,肝等细胞中发现。
(五)脂肪酸的ω氧化
概念: 脂肪酸的末端甲基(ω端)经氧化
转变为ω-羟脂酸,继而在氧化为α,ω-二羧酸 的过程。
CoASH+ATP
PPi+AMP
乙酰乙酰CoA 硫激酶
(肾、心和脑 的线粒体)
=
OH CH3CHCH2COOH
D(-)-β -羟丁酸
NAD+
NADH+H+
OO CH3CCH2COH
乙酰乙酸
=
琥珀酰CoA转硫酶 (心、肾、脑及骨 骼肌的线粒体)
琥珀酰CoA
=
OO CH3CCH2CSCoA
(乙酰乙酰CoA)
6,9,12
5,8,11,14
6,9,12,15
族 分布
ω-7 广泛 ω-9 广泛 ω-6 植物油 ω-3 植物油 ω-6 植物油 ω-6 植物油
20:5
5,8,11,14,17 3,6,9,12,15 ω-3 鱼油
22:5
7,10,13,16,19
鱼油,
3,6,9,12,15 ω-3

22:6 4,7,10,13,16,19 3,6,9,12,15,18 ω-3 鱼油
OH
油、肌醇、磷脂酰
甘油等
鞘磷脂

氨 FA 醇 Pi X
鞘糖脂

氨 FA 醇糖
P223
脂肪酸 CH3-CH2-CH2-(CH2)n-CH2-CH2-COOH
α,β,ω
CH3-(CH2)m-CH = CH-(CH2)nCOOH 不饱和脂酸的分类
• 单不饱和脂酸 • 多不饱和脂酸
含2个或2个以上双键的不饱和脂酸
端) β-C氧化断裂产生乙酰CoA的反应过程。每次
β-氧化包括脱氢、加水、脱氢、硫解四步连续反应。 ⑵ 具体反应 ⑶ 能量计算
1. 脂酸的活化
P235
—— 脂酰 CoA 的生成(胞液)
= =
O RCH2CH2C-OH
脂肪酸
+ CoA-SH
脂酰CoA合成酶
ATP AMP PPi
O
RCH2CH2C~SCoA 脂 酰~SCoA
CoA
=
O CH2O-C-R1
O CHO-C-R2
CH2O- Pi
磷脂酸
=
磷脂酸 磷酸酶
Pi
=
O CH2O-C-R1
O CHO-C-R2
=
酯酰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
多不饱和脂酸的重要衍生物
CH3-(CH2)5-CH2 = CH2-(CH2)6-CH2-COOH CH3-(CH2)7-CH2 = CH2-(CH2)6-CH2-COOH
常 见 的 不 饱 和 脂 酸 P222
习惯名
软油酸 油酸 亚油酸 α-亚麻酸 γ-亚麻酸 花生四烯酸 timnodonic
clupanodonic
cervonic
习惯名
系统名
简写符号
软脂酸 十六烷酸
16:0
硬脂酸 十八烷酸
18:0
油酸
9-十八碳烯酸
18:1∆9
亚油酸 α-亚麻酸 γ-亚麻酸
9,12-十八碳二烯酸 9,12,15-十八碳三烯酸 6,9,12-十八碳三烯酸
18:2∆9,12 18:3∆9,12,15 18:3∆6,9,12
必需脂肪酸——维持人体正常功能所必需的、 体内不能自行合成而必需由食物提供的(不饱 和)脂肪酸,包括亚油酸、亚麻酸及花生四烯 酸等。
前列腺素 ( Prostaglandin, PG) 血栓噁烷 ( thromboxane, TX) 白 三 烯 ( leukotrienes, LT)
(一)结构及命名
PG ➢ 具二十碳的不饱和脂酸,以前列腺酸为基本骨架 ➢ 具一个五碳环和两条侧链
9 8 6 5 3 1COOH
10
CH3
11 12 14 15 17 19 20
另外,除红细胞外其它各组织也可水解脂肪。
㈡ 脂肪酸的β-氧化
部位:除脑以外的大多数组织,以肝及肌肉最活跃
CH3-(CH2)n- CH2 - CH2-COOH
1. 脂肪酸的活化——脂酰CoA 的生成
部位:胞液
2. 脂酰CoA进入线粒体
肉碱及酶的作用 脂肪酸β-氧化的限速步骤
3. 脂肪酸的β-氧化 线粒体 ⑴ 概念:脂酰基(脂肪酸)在线粒体内的氧化分解是在其(羧基
系统名
十六碳一烯酸 十八碳一烯酸 十八碳二烯酸 十八碳三烯酸 十八碳三烯酸
廿碳四烯酸 廿碳五烯酸
(EPA)
廿二碳五烯酸 (DPA)
廿二碳六烯酸 (DHA)
碳原子及 双键数
16:1 18:1 18:2 18:3 18:3 20:4
双键位置
△系
n系
9
7
9
9
9,12
6,9
9,12,15
3,6,9
6,9,12
FA1
FA2
FA3
TG
DG
MG
甘油
TG脂肪酶
DG脂肪酶
MG脂肪酶
2. 激素敏感脂肪酶(HSL)——脂肪水解的限速酶 是甘油三酯脂肪酶,其活性受到多种激素的调节, 故称为HSL。
脂解激素——能促进脂肪动员的激素,如:肾上腺素、
胰高血糖素、ACTH、TSH等。
抗脂解激素——抑制脂肪动员,对抗脂解激素作用的 激素。如:胰岛素、前列腺素E2等。
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
㈢ 酮体的生成及利用
酮体——脂肪酸在肝脏中不完全氧化分解时产生的中 间产物,包括乙酰乙酸、β-羟丁酸、丙酮三种物质。
酶活性
六种酶名称:乙酰转移酶
丙二酰转移酶
β-酮脂酰合成酶 β-酮脂酰还原酶 β-羟脂酰脱水酶 烯酰还原酶
4. 脂肪酸碳链的增长及不饱和脂肪酸的合成(P 231)
5. 脂肪酸合成的调节 1)代谢物的调节作用
高脂食物(-) 高糖食物(+)
2)激素调节:
胰岛素(+) 胰高血糖素 肾上腺素 生长素
(-)
㈡ 甘油三酯的生物合成
* 脂酰CoA合成酶(acyl-CoA synthetase) 存在于内质网及线粒体外膜上
2. 脂酰CoA 进入线粒体
关键酶
3. 脂酸的β氧化
O
=
脱氢
RCH2CH2C~SCoA
脂酰CoA
FAD
脱氢酶
FADH2
β αO
=
RCH=CHC~SCoA
加水
⊿2--烯脂酰CoA 水化酶
H2O
再脱氢 硫解
β
αO
百度文库
=
琥珀酸
=
CoASH
O 2 CH3CSCoA
乙酰乙酰CoA硫解 酶(心、肾、脑及 骨骼肌线粒体)
3. 酮症(尿酮症、血酮症)及酮症酸中毒
肝中酮体的生成量超过肝外组织的利用率。
(四)甘油的氧化分解(甘油激酶)
甘油→磷酸甘油→磷酸二羟丙酮→→→
(四)脂肪酸的α氧化
胞液 P237
⑴ 概念: 脂肪酸在一些酶的催化下,其α
(固定脂)
* 胆固醇(cholesterol)基本结构
环戊烷多氢菲
12 H 13 17
11 C
1
H 10
H
D 16
2 A
9 8 14 15
H
H
3
B7
5
4
6
动物胆固醇(27碳)
甘油磷脂 O
O H2C O C (CH2)m CH3
H3C (CH2)n C O CH
O
X = 胆碱、水、乙
H2C O P O X 醇胺、 丝氨酸、甘
=
RCHOHCH2C~SCoA
L(+)-β羟脂酰
NAD+
CoA脱氢酶
NADH+H+
βα O
=
RCOCH2C~SCoA
β酮脂酰CoA 硫解酶
CoA-SH
O
=
RC~SCoA + CH3CO~SCoA
脂酰CoA 反⊿2-烯酰CoA L(+)-β羟脂酰CoA β酮脂酰CoA 脂酰CoA+乙酰CoA
乙酰CoA
9 10
11
75 13 15
3 1COOH R1
CH3 R2 17 19 20
花生四烯酸 (20:4△5,8,11,14)
前列腺酸
PG根据五碳环上取代基和双键位置不同,分 9 型
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。
1.合成部位 肝*、肠、脂肪组织
2.合成原料
脂肪合成的直接原料是甘油(α-磷酸甘油)和脂 肪酸(脂酰CoA),它们主要来自糖代谢。
1. 糖酵解途径
+2H

磷酸二羟丙酮
α-磷酸甘油
2. 有氧氧化
合成

乙酰CoA
脂酰CoA
3. 由食物消化吸收的甘油和FA;由体内原有TG分解产生的甘 油及FA也可作原料。
3.合成过程
(1) 甘油一酯途径 小肠粘膜细胞
(2) 甘油二酯途径 肝细胞、脂肪细胞
HS-CoA + RCOOH
脂酰CoA合成酶
RCOCoA
ATP
AMP PPi
= == ==
=
CH2OH O
CHO-C-R1
酯酰CoA 转移酶
CH2OH R2COCoA CoA
O CH2O-C-R2
O CHO-C-R1
酯酰CoA 转移酶
CH2OH R3COCoA CoA
O CH2O-C-R2
O CHO-C-R1
O CH2O-C-R3
CH2OH CHOH
酯酰CoA 转移酶
O CH2O-C-R1
CHOH
=
酯酰CoA 转移酶
CH2O- Pi R1COCoA 3 - 磷酸甘油
CoA CH2O- Pi R2COCoA 1-酯酰-3 - 磷酸甘油
不饱和脂酸命名
标示脂酸的碳原子数即碳链长度和双键的位置。
•△编码体系 从脂酸的羧基碳起计算碳原子的顺序
•ω或n编码体系 从脂酸的甲基碳起计算其碳原子顺序
哺乳动物不饱和脂酸按ω(或n)编码体系分类
族 ω-7(n-7) ω-9(n-9) ω-6(n-6) ω-3(n-3)
母体脂酸 软油酸(16:1,ω-7) 油酸(18:1,ω-9) 亚油酸(18:2,ω-6,9) α-亚麻酸(18:3,ω-3,6,9)
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