脂质代谢课件.ppt

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1、第七章第七章 脂脂质代代谢晁耐霞晁耐霞广西广西医医科大科大学学生物化生物化学与学与分子生物分子生物学教研学教研室室女性身体脂肪含量低易不孕女性身体脂肪含量低易不孕 通常来说女性身体应该含有通常来说女性身体应该含有22%-22%-25%25%的脂肪。当这个指标降至的脂肪。当这个指标降至19%19%以下，女以下，女性制造卵子的功能就可能会出现问题。大性制造卵子的功能就可能会出现问题。大多数情况下，由于身体脂肪含量过少而不多数情况下，由于身体脂肪含量过少而不孕的女性只是需要增重，她们通常都能顺孕的女性只是需要增重，她们通常都能顺利地怀上孩子。但是如果你过于肥胖，会利地怀上孩子。但是如果你过于肥胖，会

2、导致不排卵，也会引起不孕。导致不排卵，也会引起不孕。本章主要内容本章主要内容 1.1.脂质的构成、功能及分析脂质的构成、功能及分析2.2.脂质的消化和吸收脂质的消化和吸收3.3.甘油三酯代谢甘油三酯代谢4.4.磷脂代谢磷脂代谢5.5.胆固醇代谢胆固醇代谢6.6.血浆脂蛋白代谢血浆脂蛋白代谢第一节第一节脂质的构成、功能及分析脂质的构成、功能及分析The composition,function and analysis of lipidsu脂肪和类脂总称为脂类；脂肪和类脂总称为脂类；u是一类低溶于水而高溶于有机溶剂、并能是一类低溶于水而高溶于有机溶剂、并能为机体利用的有机化合物。为机体利用的有机

3、化合物。u化学本质是脂肪酸和醇等所组成的酯类及化学本质是脂肪酸和醇等所组成的酯类及其衍生物其衍生物一、脂类概念一、脂类概念二、脂类分类二、脂类分类 脂肪（甘油三酯）脂肪（甘油三酯）脂类脂类类脂类脂甘油磷酯甘油磷酯鞘磷脂鞘磷脂脑苷脂脑苷脂神经节苷脂神经节苷脂磷脂磷脂糖脂糖脂固醇及其酯固醇及其酯三、甘油三酯是甘油的脂酸酯三、甘油三酯是甘油的脂酸酯甘油三酯甘油三酯（triacylglycerol triacylglycerol，TGTG）FAFAFA 甘甘油油 脂肪酸脂肪酸 (fatty acids(fatty acids，FA)FA)甘油甘油FA 甘油三酯(triacylglycerol,TG)是

4、非极性、不溶于水的甘油脂酸三酯。+脂酸组成的种类决定甘油三酯的熔点，随饱和脂酸的链长和数目的增加而升高。四、脂肪酸是脂肪烃的羧酸四、脂肪酸是脂肪烃的羧酸1.脂肪酸（fatty acids）的结构通式为:CH3（CH2）nCOOH 高等动植物脂肪酸碳链长度一般在1420之间2.2.分类分类（1）饱和脂酸的碳链不含双键饱和脂酸以乙酸(CH3-COOH)为基本结构，不同的饱和脂酸的差别在于这两基团间亚甲基(-CH2-)的数目不同。（2）不饱和脂酸的碳链含有一个或一个以上双键多不饱和脂酸(polyunsaturated fatty acid)单不饱和脂酸(monounsaturated fatty a

5、cid)常见的饱和脂酸常见的饱和脂酸惯名惯名系统名系统名碳原子数和双键数碳原子数和双键数分子式分子式月桂酸月桂酸(lauric acid)(lauric acid)n-n-十二烷酸十二烷酸12:012:0CHCH3 3(CH(CH2 2)1010COOHCOOH豆寇酸豆寇酸(myristic acid)(myristic acid)n-n-十四烷酸十四烷酸14:014:0CHCH3 3(CH(CH2 2)1212COOHCOOH软脂酸软脂酸(palmitic acid)(palmitic acid)n-n-十六烷酸十六烷酸16:016:0CHCH3 3(CH(CH2 2)1414COOHCOO

6、H硬脂酸硬脂酸(stearic acid)(stearic acid)n-n-十八烷酸十八烷酸18:018:0CHCH3 3(CH(CH2 2)1616COOHCOOH花生酸花生酸(arachidic acid)(arachidic acid)n-n-二十烷酸二十烷酸20:020:0CHCH3 3(CH(CH2 2)1818COOHCOOH不饱和脂肪酸不饱和脂肪酸惯名惯名系统名系统名碳原子数碳原子数和双键数和双键数簇簇分子式分子式棕榈棕榈(软软)油酸油酸(palmitoleic acid)9-十六碳一烯酸十六碳一烯酸16:1w-7CH3(CH2)5CHCH(CH2)7COOH油酸油酸(olei

7、c acid)9-十八碳一烯酸十八碳一烯酸18:1w-9CH3(CH2)7CHCH(CH2)7COOH异油酸异油酸(Vaccenic acid)反式反式11-十八碳一烯酸十八碳一烯酸18:1w-7CH3(CH2)5CHCH(CH2)9COOH亚油酸亚油酸(linoleic acid)9,12-十八碳二烯酸十八碳二烯酸18:2w-6CH3(CH2)4(CHCHCH2)2(CH2)6COOHa-亚麻酸亚麻酸(a-linolenic acid)9,12,15-十八碳三烯酸十八碳三烯酸18:3w-3CH3CH2(CHCHCH2)3(CH2)6COOHg-亚麻酸亚麻酸(g-linolenic acid)

8、6,9,12-十八碳三烯酸十八碳三烯酸18:3w-6CH3(CH2)4(CHCHCH2)3(CH2)3COOH花生四烯酸花生四烯酸(arachidonic acid)5,8,11,14-二十碳四烯二十碳四烯酸酸20:4w-6CH3(CH2)4(CHCHCH2)4(CH2)2COOHtimnodonic acid(EPA)5,8,11,14,17-二十碳五二十碳五烯酸烯酸20:5w-3CH3CH2(CHCHCH2)5(CH2)2COOHclupanodonic acid(DPA)7,10,13,16,19-二十二二十二碳五烯酸碳五烯酸22:5w-3CH3CH2(CHCHCH2)5(CH2)4CO

9、OHcervonic acid(DHA)4,7,10,13,16,19-二十二十二碳六烯酸二碳六烯酸22:6w-3CH3CH2(CHCHCH2)6CH2COOH不饱和脂肪酸簇簇母体不饱和脂肪酸母体不饱和脂肪酸结构结构-7软油酸软油酸9-16:1 -9油酸油酸9-18:1 -6亚油酸亚油酸9,12-18:2 -3亚麻酸亚麻酸9,12,15-18:3同簇的不饱和脂酸可由其母体代谢产生，如花生四烯酸可由-6簇母体亚油酸产生。但-3、-6和-9簇多不饱和脂酸在体内彼此不能相互转化。动物只能合成-9及-7系的多不饱和脂酸，不能合成-6及-3系多不饱和脂酸。Company Logo 机体自身不能合成，必须

10、由食物提供多不饱机体自身不能合成，必须由食物提供多不饱和脂酸，是动物不可缺少的营养素，故称为和脂酸，是动物不可缺少的营养素，故称为营养营养必需脂酸必需脂酸，包括亚油酸、亚麻酸和花生四烯酸。，包括亚油酸、亚麻酸和花生四烯酸。营养必需脂酸营养必需脂酸(essential fatty acid)(essential fatty acid)18按结构分类分为顺式脂肪酸和反式脂肪酸2023/1/7192023/1/7此此处添加公司信息添加公司信息202023/1/7此此处添加公司信息添加公司信息21（三）磷脂可分为甘油磷脂和鞘磷脂两类（三）磷脂可分为甘油磷脂和鞘磷脂两类n磷脂（phospholipids

11、）由甘油或鞘氨醇、脂肪酸、磷酸和含氮化合物组成。n分类：X X指与磷酸羟基相连的取代基，包括胆碱、水、指与磷酸羟基相连的取代基，包括胆碱、水、乙醇胺、丝氨酸、甘油、肌醇、磷脂酰甘油等。乙醇胺、丝氨酸、甘油、肌醇、磷脂酰甘油等。FAFAPiX 甘甘油油FA PiX鞘鞘氨氨醇醇甘油磷脂鞘磷脂1.由甘油构成的磷脂称为甘油磷脂组成：组成：甘油、脂酸、磷脂、含氮化合物甘油、脂酸、磷脂、含氮化合物结构：结构：功能：功能：含一个极性头、两条疏水尾，构成生物膜含一个极性头、两条疏水尾，构成生物膜的磷脂双分子层。的磷脂双分子层。X X=胆碱、水、乙醇胺、丝氨酸、甘油、肌醇、磷脂酰甘油等 机体内几类重要的甘油磷脂

12、(cephalin)(lecithin)磷脂酰肌醇磷脂酰肌醇(phosphatidyl inositol)磷脂酰丝氨酸磷脂酰丝氨酸(phosphatidyl serine)心磷脂心磷脂(cardiolipin)2.由鞘氨醇或二氢鞘氨醇构成的磷脂称为鞘磷酯鞘氨醇的氨基通过酰胺键与1分子长链脂酸相连形成神经酰胺(ceramide)，为鞘脂的母体结构。鞘脂鞘脂(sphingolipids)(sphingolipids)含鞘氨醇含鞘氨醇(sphingosine)(sphingosine)或二氢鞘氨醇的脂类。或二氢鞘氨醇的脂类。X X磷脂胆碱磷脂胆碱 、磷脂乙醇胺、磷脂乙醇胺、单糖或寡糖单糖或寡糖按取代

13、基按取代基X X的不同，鞘脂分为：鞘糖酯、鞘磷脂的不同，鞘脂分为：鞘糖酯、鞘磷脂n 胆固醇胆固醇(cholesterol)(cholesterol)结构：结构：固醇共同结构：固醇共同结构：环戊烷多氢菲环戊烷多氢菲（四）胆固醇以环戊烷多氢菲为基本结构动物胆固醇动物胆固醇(27(27碳碳)植物植物(29(29碳碳)酵母酵母(28(28碳碳)二、脂质具有多种复杂的生物学功能（一）甘油三酯是机体重要的能源物质 1g TG=38KJ 1g TG=38KJ1g 1g 蛋白质蛋白质 =17KJ=17KJ1g 1g 葡萄糖葡萄糖 =17KJ=17KJ首先，甘油三酯氧化分解产能多。第二，甘油三酯疏水，储存时不带

14、水分子，占体积小。第三，机体有专门的储存组织脂肪组织。甘油三酯是脂肪酸的重要储存库。甘油二酯还是重要的细胞信号分子。（二）脂肪酸具有多种重要生理功能1.提供必需脂肪酸人体自身不能合成，必须由食物提供的脂肪酸，称为营养必需脂酸(essential fatty acid)，包括：亚油酸（18:2，9,12）亚麻酸（18:3，9,12,15）花生四烯酸（20:4，5,8,11,14）2.2.合成不饱和脂肪酸衍生物合成不饱和脂肪酸衍生物前列腺素（prostaglandin,PG）、血栓烷(thromboxane,TX)、白三烯(leukotrienes,LT)是廿碳多不饱和脂肪衍生物。前列腺素以前列腺

15、酸（prostanoic acid）为基本骨架，有一个五碳环和两条侧链（R1及R2）。花生四烯酸花生四烯酸（20:420:45 5，8 8，1111，1414）前列腺酸前列腺酸PG根据五碳环上取代基和双键位置不同，分 9 型：根据根据R1R1及及R2R2两条侧链中双键数目的多少，两条侧链中双键数目的多少，PGPG又分又分为为1 1、2 2、3 3类，在字母的右下角提示。类，在字母的右下角提示。有有前列腺酸样骨架前列腺酸样骨架，但五碳环为含氧的，但五碳环为含氧的噁烷噁烷代替。代替。n血栓噁烷（thromboxane A2,TX A2）分子中不含前列腺酸骨架有四个双键，三个共轭双键。分子中不含前列

16、腺酸骨架有四个双键，三个共轭双键。(LTB4)n白三烯（leukotrienes，LT）PGEPGE2 2诱发炎症，促局部血管扩张。诱发炎症，促局部血管扩张。PGEPGE2 2、PGAPGA2 2 使动脉平滑肌舒张而降血压。使动脉平滑肌舒张而降血压。PGEPGE2 2、PGIPGI2 2抑制胃酸分泌，促胃肠平滑肌蠕动。抑制胃酸分泌，促胃肠平滑肌蠕动。PGFPGF2 2使卵巢平滑肌收缩引起排卵，使子宫体收缩加强促分娩。使卵巢平滑肌收缩引起排卵，使子宫体收缩加强促分娩。1.PGPG、TX和LT具有很强生物活性2.TX PGF2、TXA2 强烈促血小板聚集，并使血管收缩促血栓形成，PGI2、PGI3

17、对抗它们的作用。TXA3促血小板聚集，较TXA2弱得多。3.LT LTC4、LTD4及LTE4被证实是过敏反应的慢反应物质。LTD4还使毛细血管通透性增加。LTB4还可调节白细胞的游走及趋化等功能，促进炎症及过敏反应的发展。（三）磷脂是重要的结构成分和信号分子1.磷脂是构成生物膜的重要成分磷脂分子具有亲水端和疏水端，在水溶液中可聚集成脂质双层，是生物膜的基础结构。细胞膜中能发现几乎所有的磷脂，甘油磷脂中以磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰丝氨酸含量最高，而鞘磷酯中以神经鞘磷酯为主。各种磷脂在不同生物膜中所占比例不同。磷脂酰胆碱（也称磷脂酰胆碱）存在于细胞膜中，心磷脂是线粒体膜的主要脂质。磷脂双分

18、子层的形成2.磷脂酰肌醇是第二信使的前体磷脂酰肌醇4、5位被磷酸化生成的磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸（phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate，PIP2）是细胞膜磷脂的重要组成，主要存在于细胞膜的内层。在激素等刺激下可分解为甘油二酯（DAG）和三磷酸肌醇（inositol triphosphate，IP3），均能在胞内传递细胞信号。各种磷脂在不同生物膜中所占比例不同。（四）胆固醇是生物膜的重要成分和具有（四）胆固醇是生物膜的重要成分和具有重要生物学功能固醇类物质的前体重要生物学功能固醇类物质的前体n胆固醇是胆固醇是细胞膜的基本结构成分细胞膜的基本结构成分n胆固醇

19、可转化为一些具有重要生物学功能的固胆固醇可转化为一些具有重要生物学功能的固醇化合物醇化合物n可转变为可转变为胆汁酸、类固醇激素及维生素胆汁酸、类固醇激素及维生素D D3 3三、脂质组分的复杂性决定了脂质分析技术的复杂性（一）用有机溶剂提取脂质（二）用层析分离脂质（三）根据分析目的和脂质性质选择分析方法（四）复杂的脂质分析还需特殊的处理 脂质的消化与吸收Digestion and Absorption of Lipids第二节n条件条件 乳化剂（胆汁酸盐、甘油一酯、甘油二酯乳化剂（胆汁酸盐、甘油一酯、甘油二酯等等）的乳化作用；的乳化作用；酶的催化作用酶的催化作用 n部位部位 主要在小肠上段主要在

20、小肠上段一、胆汁酸盐协助脂质消化酶消化脂质胆盐在脂肪消化中的作用胆盐在脂肪消化中的作用乳化乳化 消化酶消化酶 甘油三酯甘油三酯食物中的脂类食物中的脂类2-2-甘油一酯甘油一酯 +2 FFA+2 FFA磷脂磷脂溶血磷脂溶血磷脂 +FFA+FFA磷脂酶磷脂酶A A2 2 胆固醇酯胆固醇酯胆固醇酯酶胆固醇酯酶胆固醇胆固醇 +FFA+FFA 胰脂酶胰脂酶 辅脂酶辅脂酶 微团微团 (micelles)(micelles)消化脂类的酶p辅脂酶（Mr，10 kDa）在胰腺泡以酶原形式存在，分泌入十二指肠腔后被胰蛋白酶从N端水解，移去五肽而激活。p辅脂酶本身不具脂酶活性，但可通过疏水键与甘油三酯结合（Kd，1

21、10-7mol/L）、通过氢键与胰脂酶结合（分子比为1:1；Kd值为510-7mol/L），将胰脂酶锚定在乳化微团的脂-水界面，使胰脂酶与脂肪充分接触，发挥水解脂肪的功能。p辅脂酶还可防止胰脂酶在脂-水界面上变性、失活。p辅脂酶是胰脂酶发挥脂肪消化作用必不可少的辅助因子。n辅脂酶脂脂肪肪与与类类脂脂的的消消化化产产物物，包包括括甘甘油油一一酯酯、脂脂酸酸、胆胆固固醇醇及及溶溶血血磷磷脂脂等等以以及及中中链链脂脂酸酸(6C(6C10C)10C)及及短短链链脂脂酸酸(2C(2C4C)4C)构构成成的的的的甘甘油油三三酯酯与与胆胆汁汁酸酸盐盐，形形成成混混合合微微团团(mixed(mixed mic

22、elles)micelles)，被肠粘膜细胞吸收。，被肠粘膜细胞吸收。消化的产物十二指肠下段及空肠上段。十二指肠下段及空肠上段。中链及短链脂酸构成的中链及短链脂酸构成的TG TG 乳化乳化 吸收吸收 脂肪酶脂肪酶 甘油甘油 +FFA +FFA 门静脉门静脉 血循环血循环肠粘膜肠粘膜 细胞细胞 二、吸收的脂质经再合成进入血循环n吸收部位n吸收方式长链脂酸及长链脂酸及2-甘油一酯甘油一酯肠粘膜细胞肠粘膜细胞（酯化成（酯化成TG）胆固醇及游离脂酸胆固醇及游离脂酸肠粘膜细胞肠粘膜细胞（酯化成（酯化成CE）淋巴管淋巴管血循环血循环乳糜微粒乳糜微粒(chylomicron,CM)TG、CE、PL +载脂蛋

23、白(apo)B48、C、A、A 溶血磷脂及游离脂酸溶血磷脂及游离脂酸肠粘膜细胞肠粘膜细胞（酯化成（酯化成PL）CoA+CoA+RCOOH RCOOH RCORCOCoA CoA 脂酰脂酰CoA合成酶合成酶ATP ATP AMP PPiAMP PPi 酯酰酯酰CoA 转移酶转移酶 CoA R2COCoA R3COCoA CoA 酯酰酯酰CoA 转移酶转移酶n甘油一酯途径甘甘油油三三酯酯的的消消化化与与吸吸收收 三、脂质消化吸收在维持机体脂质平衡中具有重要作用 体内脂质过多，尤其是饱和脂肪酸、胆固醇过多，在肥胖、高脂血症（hyperlipidemia）、动脉粥样硬化（atherosclerosis

24、）、2型糖尿病（type 2 diabetes mellitus,T2DM）、高血压和癌症等发生中具有重要作用。小肠被认为是介于机体内、外脂质间的选择性屏障。脂质通过该屏障过多会导致其在体内堆积，促进上述疾病发生。Company Logo小肠的脂质消化、吸收能力具有很大可塑性。脂质本身可刺激小肠、增强脂质消化吸收能力。这不仅能促进摄入增多时脂质的消化吸收，保障体内能量、必需脂肪酸、脂溶性维生素供应，也能增强机体对食物缺乏环境的适应能力。小肠脂质消化吸收能力调节的分子机制可能涉及小肠特殊的分泌物质或特异的基因表达产物，可能是预防体脂过多、治疗相关疾病、开发新药物、采用膳食干预措施的新靶标。甘油三

25、酯的代谢 Metabolism of Triglyceride第三节l甘油三酯的合成代谢甘油三酯的合成代谢l脂肪酸的合成代谢脂肪酸的合成代谢l甘油三酯的分解代谢甘油三酯的分解代谢 脂肪动员脂肪动员 甘油进入糖代谢甘油进入糖代谢 脂酸的脂酸的氧化氧化 脂酸的其他氧化方式脂酸的其他氧化方式 酮体的生成和利用酮体的生成和利用本节主要内容n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。一、不同来源脂肪酸在不同器官以不完一、不同来源脂肪酸在不同器官以不完全相同的途径合成甘油三酯全相同的途径合成甘油三酯 n肝脏：肝内质网合成的TG，组成VLDL入血。n小肠粘膜：利用脂肪消化产

26、物再合成脂肪。（一）合成主要场所甘油和脂酸主要来自于葡萄糖代谢甘油和脂酸主要来自于葡萄糖代谢CMCM中的中的FFAFFA（来自食物脂肪）（来自食物脂肪）1.1.甘油一酯途径（小肠粘膜细胞）甘油一酯途径（小肠粘膜细胞）2.2.甘油二酯途径（肝、脂肪细胞）甘油二酯途径（肝、脂肪细胞）（二）合成原料（三）合成基本过程 CoA+CoA+RCOOHRCOOH RCORCOCoA CoA 脂酰脂酰CoACoA合成酶合成酶ATP AMP ATP AMP PPiPPi 酯酰酯酰CoACoA 转移酶转移酶 CoA R R2 2COCOCoA R R3 3COCOCoA CoA CoA CoA 酯酰酯酰CoACo

27、A 转移酶转移酶甘油一酯途径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。甘油激酶（肝、肾）ATPADP甘油二酯途径甘油二酯途径 酯酰酯酰CoACoA转移酶转移酶 CoA R1COCoA 酯酰酯酰CoACoA 转移酶转移酶 CoA R2COCoA 磷脂酸磷脂酸磷酸酶磷酸酶Pi 酯酰酯酰CoACoA 转移酶转移酶 CoA R3COCoA 二、内源性脂肪酸的合成需先合成软脂酸再加工延长二、内源性脂肪酸的合成需先合成软脂酸再加工延长组组 织：织：肝（主要）肝（主要）、肾、脑、肺、乳腺及脂肪等组织、肾、脑、肺、乳腺及脂肪等组织亚细胞：亚细胞：胞液胞液-主要合成主要合成1616碳

28、的软脂酸（棕榈酸）碳的软脂酸（棕榈酸）肝线粒体、内质网肝线粒体、内质网-碳链延长碳链延长1.1.合成部位合成部位（一）软脂酸的合成nNADPHNADPH的来源的来源:磷酸戊糖途径（主要来源磷酸戊糖途径（主要来源）胞液中异柠檬酸脱氢酶及苹果酸酶催化的反应胞液中异柠檬酸脱氢酶及苹果酸酶催化的反应乙酰乙酰CoACoA、ATPATP、HCOHCO3 3-、NADPHNADPH、MnMn2+2+2.合成原料n乙酰乙酰CoACoA的主要来源的主要来源:乙酰乙酰CoACoA全部在线粒体内产生，通过全部在线粒体内产生，通过 柠檬酸柠檬酸-丙酮酸循环丙酮酸循环(citrate pyruvate cycle)(c

29、itrate pyruvate cycle)出线粒体。出线粒体。乙酰CoA 氨基酸氨基酸 Glc（主要）丙酮酸丙酮酸 草酰乙酸草酰乙酸柠檬酸柠檬酸柠檬酸柠檬酸草酰乙酸草酰乙酸 苹果酸苹果酸 丙酮酸丙酮酸基质基质胞液胞液乙酰乙酰CoA CoA CoA CoA COCO2 2 H H2 2O O ATP+CoA ATP+CoA ADP+Pi+ADP+Pi+乙酰乙酰CoA CoA NADNADNADH+HNADH+H+COCO2 2+NADPH+H+NADPH+H+NADPNADP+葡萄糖葡萄糖 线粒体线粒体内膜内膜柠檬酸合酶柠檬酸合酶柠檬酸裂解酶柠檬酸裂解酶苹果酸脱氢酶苹果酸脱氢酶苹果酸酶苹果酸酶

30、丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶柠檬酸-丙酮酸循环（1 1）乙酰）乙酰CoACoA羧化成丙二酰羧化成丙二酰CoACoA（关键步骤）（关键步骤）丙二酰丙二酰CoACoA+ADP +Pi +ADP +Pi 乙酰乙酰CoACoA+ATP+HCO+ATP+HCO3 3-乙酰乙酰CoACoA羧化酶羧化酶关键酶关键酶生物素生物素ATP+HCOATP+HCO3 3-ADP+PiADP+PiEnz-BiotinEnz-BiotinEnz-Biotin-COOEnz-Biotin-COO-H3C-C-S-CoAO-OOC-CH2-C-S-CoAO3.脂肪酸合酶及反应过程Company Logo乙酰CoA羧化酶(acet

31、yl CoA carboxylase)是脂肪酸合成的关键酶，其辅基是生物素，Mn2+是其激活剂。其活性受别构调节和磷酸化、去磷酸化修饰调节。（2 2）脂酸合成）脂酸合成从乙酰CoA及丙二酸单酰CoA合成长链脂肪酸，是一个重复加成过程，每次延长2个碳原子。各种生物合成脂肪酸的过程基本相似。酰基载体蛋白（酰基载体蛋白（ACPACP）乙酰基转移酶（乙酰基转移酶（ATAT）-酮脂酰合酶（酮脂酰合酶（KSKS）丙二酸单酰转移酶丙二酸单酰转移酶 （MTMT）-酮脂酰还原酶（酮脂酰还原酶（KRKR）脱水酶（脱水酶（HDHD）烯脂酰还原酶（烯脂酰还原酶（ERER）大肠杆菌脂肪酸合酶复合体（有有7 7种酶蛋白种

32、酶蛋白）聚合在一起构成聚合在一起构成多酶体系多酶体系其辅基是4-磷酸泛酰氨基乙硫醇,是脂酰基载体。酰基载体蛋白(ACP)Company Logo哺乳类动物脂肪酸合酶（脂肪酸合酶（7 7种酶蛋白与脂酰基载体蛋白）种酶蛋白与脂酰基载体蛋白）l脂肪酸合成酶系脂肪酸合成酶系-有有7 7种酶蛋白：种酶蛋白：乙酰基转移酶（乙酰基转移酶（ATAT）丙二丙二酸单酰转移酶（丙二丙二酸单酰转移酶（MTMT）-酮脂肪酰合酶（酮脂肪酰合酶（KSKS）-酮脂肪酰还原酶（酮脂肪酰还原酶（KRKR）-羟脂酰基脱水酶（羟脂酰基脱水酶（HDHD）脂烯酰还原酶（脂烯酰还原酶（ERER）硫酯酶（硫酯酶（TETE）7 7种酶活性都在

33、一条多肽链种酶活性都在一条多肽链上，属多功能酶，由一个基上，属多功能酶，由一个基因编码；有活性的酶为两相因编码；有活性的酶为两相同亚基首尾相连组成的二聚同亚基首尾相连组成的二聚体体三个结构域：三个结构域：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。n哺乳类动物脂肪酸合酶底物进入缩合单位还原单位软脂酰释放单位KS乙酰乙酰CoA丙二酸单酰丙二酸单酰CoA乙酰乙酰CoA羧化酶羧化酶HCO3-ATP ADPACPHSCoA丙二酸单酰丙二酸单酰CoA-CoA-ACPACP转移酶转移酶丙二酸单酰丙二酸单酰ACPACPHSCoA乙酰乙酰CoA-CoA-

34、ACPACP转移酶转移酶乙酰乙酰ACP-酮脂酰合成酶酮脂酰合成酶ACP+CO2-酮丁酰酮丁酰ACPD-羟丁酰羟丁酰ACP,-烯丁酰烯丁酰ACP丁酰丁酰ACP软脂酸软脂酸软脂酰软脂酰ACPNADP+NADPH+H+-酮脂酰酮脂酰ACP还原酶还原酶H2O-羟脂酰羟脂酰ACP水化酶水化酶NADP+NADPH+H+烯脂酰烯脂酰ACP还原酶还原酶H2OACP硫酯酶硫酯酶再再经经6轮轮循循环环软脂酸合成过程n软脂酸合成的总反应软脂酸合成的总反应:CH3COSCoA +7 HOOCH2COSCoA +14NADPH+H+CH3(CH2)14COOH+7 CO2 +6H2O+8HSCoA+14NADP+以丙二

35、酸单酰CoA为二碳单位供体，由 NADPH+H+供氢经缩合、加氢、脱水、再加氢等一轮反应增加2个碳原子，合成过程类似软脂酸合成，但脂酰基连在CoASH上进行反应，可延长至24碳，以18碳硬脂酸为最多。1.脂肪酸碳链在内质网中的延长（二）软脂酸延长在内质网和线粒体内进行以以乙乙酰酰CoACoA为为二二碳碳单单位位供供体体，由由 NADPH+HNADPH+H+供供氢氢，过过程程与与-氧氧化化的的逆逆反反应应基基本本相相似似，需需-烯烯酰酰还还原原酶酶，一一轮轮反反应应增增加加2 2个个碳碳原原子子，可延长至可延长至2424碳或碳或2626碳，以硬脂酸最多。碳，以硬脂酸最多。2.2.脂肪酸碳链在线粒

36、体中的延长脂肪酸碳链在线粒体中的延长棕榈油酸（棕榈油酸（16:1,16:1,9 9）油酸（油酸（18:1,18:1,9 9）亚油酸（亚油酸（18:2,18:2,9 9、1212）-亚麻酸（亚麻酸（18:3,18:3,9 9、1212、1515）花生四烯酸（花生四烯酸（20:4,20:4,5 5、8 8、1111、1414）自身合成自身合成 从食物摄取从食物摄取 人体含有的不饱和脂酸主要有：人体含有的不饱和脂酸主要有：动物：有4、5、8、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（三）不饱和脂酸的合成需多种去饱和酶催化H H+NADH +NA

37、DH NADNAD+FeFe2+2+FeFe3+3+FeFe2+2+FeFe3+3+油酰油酰CoA+2HCoA+2H2 2O O 硬脂酰硬脂酰CoA+OCoA+O2 2 NADH-cytbNADH-cytb5 5 还原酶还原酶去饱和酶去饱和酶 CytbCytb5 5 e-e-内质网9去饱和酶及电子传递系统示意图亚亚油油酸酸的的合合成成1.代谢物改变原料供应量和乙酰CoA羧化酶活性调节脂肪酸合成乙酰乙酰CoACoA羧化酶的别构调节物羧化酶的别构调节物抑制剂：软脂酰抑制剂：软脂酰CoACoA及其他长链脂酰及其他长链脂酰CoA CoA 激活剂：柠檬酸、异柠檬酸激活剂：柠檬酸、异柠檬酸（四）脂肪酸合成

38、受代谢物和激素调节进食糖类而糖代谢加强，NADPH及乙酰CoA供应增多，异柠檬酸及柠檬酸堆积，有利于脂酸的合成。大量进食糖类也能增强各种合成脂肪有关的酶活性从而使脂肪合成增加。2.2.胰岛素是调节脂肪酸合成的主要激素胰岛素是调节脂肪酸合成的主要激素胰高血糖素胰高血糖素 肾上腺素肾上腺素生长素生长素脂肪酸合成 TGTG合成合成 +脂肪酸合成 胰岛素 乙酰CoA羧化酶、脂肪酸合酶、ATP-柠檬酸裂解酶、脂蛋白脂酶+TG合成Company Logo胰高血糖素：胰高血糖素：激活激活AMPKAMPK，使之，使之磷酸化而失活磷酸化而失活胰岛素：胰岛素：通过磷蛋白磷酸酶，使之通过磷蛋白磷酸酶，使之去磷酸化而

39、复活去磷酸化而复活n乙酰CoA羧化酶的共价调节：3.3.脂肪酸合酶可作为药物治疗的靶点脂肪酸合酶可作为药物治疗的靶点脂肪酸合酶（复合体组分）在很多肿瘤高表达。动物研究证明，脂肪酸合酶抑制剂可明显减缓肿瘤生长，减轻体重，是极有潜力的抗肿瘤和抗肥胖的候选药物。甘油三酯合成代谢概况甘油三酯合成代谢概况葡萄糖葡萄糖糖异生途径糖异生途径乙酰乙酰CoACoANADPHNADPHATPATPCOCO2 2有氧氧化有氧氧化磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径3-3-磷酸磷酸甘油甘油糖酵解途径糖酵解途径软脂酸软脂酸甘油二酯途径甘油二酯途径甘油甘油三酯三酯3-3-磷酸磷酸甘油甘油磷酸二羟磷酸二羟丙酮丙酮甘油三酯分解代谢概况甘

40、油三酯分解代谢概况甘油甘油三酯三酯脂肪动员脂肪动员FFAFFA甘油甘油活化，活化，-氧化氧化乙酰乙酰CoACoA氧化供能氧化供能TCATCA氧化磷酸化氧化磷酸化3-3-磷酸磷酸甘油甘油甘油激酶甘油激酶磷酸二羟磷酸二羟丙酮丙酮乳酸乳酸+ATP+ATP糖酵解糖酵解葡萄糖葡萄糖糖异生途径糖异生途径乙酰乙酰CoACoANADPHNADPHATPATPCOCO2 2有氧氧化有氧氧化磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径3-3-磷酸磷酸甘油甘油糖酵解途径糖酵解途径软脂酸软脂酸甘油二酯途径甘油二酯途径酮体酮体三、甘油三酯氧化分解产生大量三、甘油三酯氧化分解产生大量ATPATP供机体需要供机体需要甘油三酯甘油三酯甘油甘油脂

41、肪酸脂肪酸脂肪酶脂肪酶 指储存在脂肪细胞中的脂肪，在肪脂酶作用下逐步水解释放FFA及甘油供其他组织氧化利用的过程。（一）甘油三酯分解代谢从脂肪动员开始甘油甘油MGMG脂肪酶脂肪酶DGDG脂肪酶脂肪酶TGTG脂肪酶脂肪酶FAFAMGMGFAFADGDGFAFATGTG1 12 23 3关键酶是关键酶是 甘油三酯脂肪酶甘油三酯脂肪酶 脂肪动员的限速酶是甘油三酯脂肪酶，其活性受脂肪动员的限速酶是甘油三酯脂肪酶，其活性受到多种激素的调节，故称为到多种激素的调节，故称为激素敏感脂肪酶激素敏感脂肪酶(hormone-(hormone-sensitive triglyceride lipase,HSL)se

42、nsitive triglyceride lipase,HSL)。脂解激素脂解激素能能促促进进脂脂肪肪动动员员的的激激素素，如如胰胰高高血血糖糖素素、肾肾上上腺腺素、促肾上腺皮质激素、素、促肾上腺皮质激素、促甲状腺激素等。促甲状腺激素等。抗脂解激素因子抗脂解激素因子 抑制脂肪动员，如胰岛素、前列腺素抑制脂肪动员，如胰岛素、前列腺素E E2 2、烟酸等。、烟酸等。脂解激素脂解激素 与与 抗脂解激素因子抗脂解激素因子脂肪动员过程脂肪动员过程脂解激素脂解激素-受体受体G蛋白蛋白ACATPcAMPPKA+HSLa(无活性无活性)HSLb(有活性有活性)TG甘油二酯甘油二酯（DG）甘油一酯甘油一酯甘甘油

43、油FFAFFAFFA甘油二酯脂肪酶甘油二酯脂肪酶甘油一酯脂肪酶甘油一酯脂肪酶u HSL-激素敏感性甘油三酯脂肪酶激素敏感性甘油三酯脂肪酶 l脂肪动员的结果是生成脂肪动员的结果是生成三分子三分子的的自由脂肪酸自由脂肪酸（free fatty acid,free fatty acid,FFAFFA）和）和一分子一分子的的甘油甘油。l甘油可在血液循环中自由转运，而脂肪酸进入甘油可在血液循环中自由转运，而脂肪酸进入血液循环后须与血液循环后须与清蛋白清蛋白结合成为复合体再转运。结合成为复合体再转运。l脂肪动员生成的甘油主要转运至脂肪动员生成的甘油主要转运至肝肝再磷酸化为再磷酸化为3-3-磷酸甘油后进行代

44、谢。磷酸甘油后进行代谢。(二二)、甘油的氧化分解、甘油的氧化分解甘油甘油-磷酸甘油磷酸甘油甘油甘油激酶激酶ATPATPADPADP 注注 肝、肾、小肠中富含甘油激酶，故可大量利用甘油；肝、肾、小肠中富含甘油激酶，故可大量利用甘油；而肌肉、脂肪组织中此酶活力甚低、故难以利用甘油。而肌肉、脂肪组织中此酶活力甚低、故难以利用甘油。磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮FADFADFADHFADH2 2乳酸乳酸氧化供能氧化供能H H2 2O O、COCO2 2、ATPATP糖异生糖异生G G、GnGn合成合成TGTG再利用再利用磷酸甘油脱氢酶（线粒体）磷酸甘油脱氢酶（线粒体）(三三)、脂肪酸的氧化分解、脂肪酸的氧化

45、分解 饱和偶数碳原子脂肪酸的氧化分解饱和偶数碳原子脂肪酸的氧化分解（氧化）氧化）脂肪酸的脂肪酸的氧化氧化脂肪酸的脂肪酸的氧化氧化不饱和不饱和脂肪酸脂肪酸的氧化的氧化奇数碳原子奇数碳原子脂肪酸脂肪酸的氧化的氧化组组 织：除脑组织外织：除脑组织外,大多数组织均可进行，大多数组织均可进行，其中肝、肌肉最活跃。其中肝、肌肉最活跃。亚细胞：胞液、线粒体亚细胞：胞液、线粒体 部部 位位 饱和偶数碳原子脂肪酸的氧化分解1 1、脂肪酸的活化、脂肪酸的活化-脂酰脂酰CoACoA的生成（的生成（胞液胞液）2 2、脂酰、脂酰CoACoA转运至线粒体（转运至线粒体（限速步骤限速步骤）3 3、脂肪酸的、脂肪酸的-氧化氧

46、化4 4、彻底氧化分解（、彻底氧化分解（产能产能）饱和偶数碳原子脂肪酸氧化分解的过程饱和偶数碳原子脂肪酸氧化分解的过程1.1.脂肪酸的活化脂肪酸的活化 脂酰脂酰 CoA CoA 的生成的生成（胞液胞液）脂酰脂酰CoA合成酶合成酶 ATPAMPPPin脂酰脂酰CoACoA合成酶位于内质网及线粒体合成酶位于内质网及线粒体外膜外膜上。上。n活化消耗了两个高能磷酸键。活化消耗了两个高能磷酸键。n活化的结果提高了脂肪酸的代谢活性。活化的结果提高了脂肪酸的代谢活性。+CoA-SH CoA-SH n在在线线粒粒体体外外生生成成的的长长链链脂脂酰酰CoACoA需需进进入入线线粒粒体体基基质质才才能能被被氧氧化

47、化分分解解，此此过过程程必必须须要要由由肉碱肉碱(肉毒碱肉毒碱,carnitine),carnitine)来携带脂酰基。来携带脂酰基。2.2.脂酰脂酰CoACoA转运至线粒体转运至线粒体n其中，其中，肉碱脂肪酰转移酶肉碱脂肪酰转移酶(carnitine acyl(carnitine acyl transferase)transferase)是脂肪酸是脂肪酸-氧化的关键酶。氧化的关键酶。n活化的脂酰活化的脂酰CoACoA必须进入线粒体内才能进行氧化代谢。必须进入线粒体内才能进行氧化代谢。n十碳脂肪酸及以下的中、小碳链脂肪酸被活化后，十碳脂肪酸及以下的中、小碳链脂肪酸被活化后，可可直接进入线粒体直

48、接进入线粒体内膜进行氧化。内膜进行氧化。关键酶关键酶 3 3、脂肪酸的、脂肪酸的-氧化氧化 概念概念：脂酰辅酶脂酰辅酶A A进入线粒体后，逐步氧化分解，进入线粒体后，逐步氧化分解，其每次氧化过程都发生在脂酰基的其每次氧化过程都发生在脂酰基的-碳原子碳原子上，上，故称故称-氧化氧化。R-CHR-CH2 2-CH-CH2 2-CO-CO SC SCO OA A-氧化过程由四个连续的酶促反应组成：氧化过程由四个连续的酶促反应组成：脱氢脱氢 水化水化 再脱氢再脱氢 硫解硫解 -氧化循环的反应过程氧化循环的反应过程脱氢脱氢脂脂酰酰CoA脱氢酶脱氢酶 R-CHR-CH2 2-CHCH2 2-CH-CH2

49、2-COSCoA-COSCoAFADFAD FADH2R-CHR-CH2 2-CH=CHCH=CH-COSCoA-COSCoA硫解硫解硫硫解解酶酶-2C-2CCHCH3 3-COSCoA-COSCoAHSCoAHSCoA水化水化水水化化酶酶 HH2 2OOR-CHR-CH2 2-CH(OH)-CHCH(OH)-CH2 2-COSCoA-COSCoA再脱氢再脱氢L-羟脂酰羟脂酰CoA脱氢酶脱氢酶R-CHR-CH2 2-CO-CHCO-CH2 2-COSCoA-COSCoANADH+H+NADNAD+肉肉碱碱转转运运载载体体线线粒粒体体膜膜脂酰脂酰CoA脱氢酶脱氢酶L(+)-羟脂酰羟脂酰CoA脱氢

50、酶脱氢酶NAD+NADH+H+2-反烯脂酰反烯脂酰CoA水化酶水化酶H2OFADFADH2-酮脂酰酮脂酰CoA硫解酶硫解酶CoA-SH脂酰脂酰CoA合成酶合成酶ATPCoASHAMPPPiH2O呼吸链呼吸链 2ATP H2O 呼吸链呼吸链 3ATP TAC -氧化循环过程在氧化循环过程在线粒体基质线粒体基质内进行；内进行；-氧化循环由脂肪酸氧化酶系催化，反应氧化循环由脂肪酸氧化酶系催化，反应不可逆；需要需要FAD，NAD+，CoA为辅助因子；为辅助因子；每循环一次，生成每循环一次，生成1分子FADH2，1分子NADH，1分子乙酰CoA和1分子减少两个碳原子的脂酰CoA。脂肪酸脂肪酸-氧化循环的