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1、10. 脂质代谢,10.1.1 三酰甘油的酶促水解,储存于脂肪细胞中的脂肪，在3种脂肪酶作用下逐步水解为游离脂肪酸和甘油，释放入血供其它组织利用的过程，称甘油三酯的酶促水解(脂肪动员)。,返回,10.1 脂质的酶促水解,CH,2,O,-,C,-,R,1,R,2,C,-,O,-,CH,CH,2,O,-,P,-,O,X,OH,O,O,O,O,O,O,-,磷脂酶对磷脂的水解,溶血磷脂,磷脂酶A1、A2水解生成溶血磷脂、脂肪酸最终产物：甘油、脂肪酸、磷酸、含氮碱,10.1.2 磷脂的酶促水解,10.1.3 胆固醇的酶促水解,胆固醇酯酶催化,水解生成胆固醇和脂肪酸。,胆固醇酯酶,+CH3-(CH2)nC
2、OOH,脂肪酸,甘油的氧化脂肪酸的-氧化脂肪酸氧化的其他途径酮体代谢,返回,10.2 三酰甘油的分解代谢,甘油溶于水，直接由血液运送至肝、肾、肠等组织。,10.2.1 甘油的氧化,脂肪酸-氧化是在脂酰基,-碳原子上进行脱氢、加水、再脱氢，硫解，并在与-碳原子之间断裂的过程。,此过程是在一系列酶的催化下完成的。脂肪酸必须先在胞液中活化为脂酰CoA，然后进入线粒体-氧化。,10.2.2脂肪酸的-氧化,狗摄入含苯环标记的奇数碳原子脂肪酸时尿液排出马尿酸；摄入含偶数碳原子脂肪酸时尿中排除出苯乙尿酸。说明脂肪酸的分解是每次降解二碳单位的片段。,Knoop的重要发现 :,饱和脂酸氧化分4阶段进行,1脂酸活
3、化为脂酰CoA2脂酰CoA进入线粒体3脂酸经-氧化转变为乙酰CoA4乙酰CoA进入三羧酸循环彻底氧化,位于内质网和线粒体外膜的脂酰CoA合成酶催化脂肪酸与CoA-SH生成活化的脂酰CoA。,RCOOH,+,CoASH,RCOSCoA,脂酰CoA合成酶,ATP,AMP+PPi,Mg2+,H2O,2Pi,反应不可逆,脂肪酸,脂酰CoA,(1)脂肪酸的活化,（2）脂酰CoA进入线粒体（转运）,脂肪酸氧化的酶系存在线粒体基质内，但胞液中活化的长链脂酰CoA（12C以上） 却不能直接透过线粒体内膜，必须与肉碱(carnitine，L-羟-三甲氨基丁酸) 结合成脂酰肉碱才能进入线粒体基质内。,RCO-SC
4、oA,CoA-SH,肉碱脂酰转移酶,由肉碱脂酰转移酶(CAT-和CAT-ll)催化：,脂酰CoA进入线粒体,脂酰CoA进入线粒体基质后， 经脂肪酸-氧化酶系的催化作用，在脂酰基,-碳原子上依次进行脱氢、加水、再脱氢及硫解4步连续反应，使脂酰基在与-碳原子间断裂，生成1分子乙酰CoA和少2个碳原子的脂酰CoA ，,具体步骤如下:,（3）脂酸经-氧化转变为乙酰CoA,-氧化过程,脱氢,加水,再脱氢,硫解,目 录,（4）乙酰CoA进入三羧酸循环彻底氧化,乙酰CoA,肉碱转运载体,线粒体膜,（5）脂肪酸氧化 过程中能量转变, 以16碳软脂酸的氧化为例,活 化：消耗2个高能磷酸键,氧 化：,每轮循环 四
5、个重复步骤：脱氢、水化、再脱氢、硫解 产物：1分子乙酰CoA1分子少两个碳原子的脂酰CoA1分子NADH+H+1分子FADH2,7 轮循环产物：8分子乙酰CoA7分子NADH+H+7分子FADH2,能量计算： 生成ATP： 810 + 72.5+ 71.5=108 净生成ATP： 108 2 = 106,lmol软脂酸在体外彻底氧化成的自由能为 9790kJ。能量利用效率为： 30.541069791x100% = 33.1%,（6）不饱和脂肪酸的氧化,单不饱和脂肪酸的氧化,3顺-十二碳烯酰CoA,2反-十二碳烯酰CoA,多不饱和脂肪酸的氧化,2顺-八碳烯酰CoA,D(-)-羟八碳脂酰CoA,
6、水化酶,表异构酶,L(+)-羟八碳脂酰CoA,10.2.3脂肪酸氧化的其他途径,（1）奇数碳脂肪酸的氧化,丙酰CoA,D-甲基丙二酰CoA,琥珀酰CoA,L-甲基丙二酰CoA,丙酰CoA羧化酶,甲基丙二酰CoA差向异构酶,甲基丙二酰CoA变位酶,+CO2+H2O+ATP,2、-氧化和-氧化,-氧化：,-氧化：,脂肪酸,-羟脂酸,-酮酸,脂肪酸,脑苷脂、神经节苷脂,返回,10.2.4 酮体的生成和利用,酮体的概念： 脂肪酸在分解代谢过程中生的乙酰乙酸-羟丁酸及丙酮，三者统称酮体。,（1）酮体的生成：,而在肝脏中脂肪酸-氧化生成的乙酰CoA， 有一部分转变成乙酰乙酸、-羟丁酸及丙酮。这三种中间产物
7、统称为酮体(ketonebodies)：,脂肪酸在心肌、骨骼肌等组织中-氧化生成的大量乙酰CoA，通过TCA循环彻底氧化成二氧化碳和H2O。,-羟丁酸约70;乙酰乙酸约30;丙酮含量极微,（肝细胞线粒体中含有活性较强的酮体合成的酶系。脂肪酸在线粒体-氧化生成的乙酰CoA是合成酮体的原料）,酮体的生成场所 ：肝脏,酮体的生成原料 ：乙酰辅酶A,返回,硫解酶,2(CH3 COScoA),CH3 COCH2COScoA,CoASH,CH3 COScoA,羟甲基戊二酰CoA合成酶,COOHCH2COHCH2COSCoA + CoASH| CH3,HMGCoA裂解酶,CH3 COScoA,- 羟丁酸脱氢
8、酶,CO2,（- 羟丁酸）,NADH+H+,NAD+,（HMGCoA）,CH3COCH2COOH,CH3COCH3,CH3,CH,OH,CH2,COOH,酮体的生成,（2）酮体的氧化,酮体在肝脏合成，但肝脏缺乏利用酮体的酶，因此不能利用酮体。酮体生成后进入血液，输送到肝外组织利用。,肝内生酮肝外用,返回,酮体的氧化途径:,琥珀酰CoA,琥珀酸,CoASH+ATP,PPi+AMP,CoASH,琥珀酰CoA转硫酶（心、肾、脑及骨骼肌的线粒体）,乙酰乙酰CoA硫激酶（肾、心和脑的线粒体）,乙酰乙酰CoA硫解酶（心、肾、脑及骨骼肌线粒体）,目 录,酮体的氧化,2乙酰CoA,乙酰乙酰CoA,乙酰CoA,
9、乙酰乙酸,HMGCoA,D(-)-羟丁酸,丙酮,乙酰乙酰CoA,琥珀酰CoA,琥珀酸,酮体的生成和利用,2乙酰CoA,目 录,（3)酮体生成的生理意义,酮体是肝脏输出能源的一种形式。并且酮体可通过血脑屏障，是脑组织的重要能源。酮体利用的增加可减少糖的利用，有利于维持血糖水平恒定，节省蛋白质的消耗。,酮症酸中毒：,在饥饿、高脂低糖膳食及糖尿病时，脂酸动员加强，酮体生成增加。尤其在未控制糖尿病患者，血液酮体的含量可高出正常情况的数十倍，这时丙酮约占酮体总量的一半。酮体生成超过肝外组织利用的能力，引起血中酮体升高，可导致酮症酸中毒。,酮尿：酮症酸中毒时酮体随尿液排出引起酮尿可高达5000mg/24h
10、 尿，正常为125 mg/24h尿。,葡萄糖,10.3.1 甘油-磷酸的生物合成,CH,CH2O-,P,CH2OH,HOCH,CH2OH,+ ATP,甘油激酶(非脂肪细胞),10.3. 脂肪的合成代谢,10.3.2脂肪酸的生物合成,合成部位合成原料合成过程从头合成与氧化比较,返回,在肝、肾、脑、肺、乳腺及脂肪等多种组织的胞浆中均含有脂肪酸合成酶系，肝脏是人体合成脂肪酸的主要部位，其合成能力最强，约比脂肪组织大89倍。,返回,（1）合成原料来源及转运,乙酰CoA 、ATP、NADPH、HCO3-及Mn2+,乙酰CoA的主要来源：,乙酰CoA全部在线粒体内产生，通过柠檬酸-丙酮酸循环 (citra
11、te pyruvate cycle)出线粒体。,乙酰CoA,氨基酸,G（主要）,柠檬酸穿梭系统：,（2）乙酰CoA羧化成丙二酰CoA,乙酰CoA羧化酶 (acetyl CoA carboxylase)是脂酸合成的限速酶，存在于胞液中，其辅基是生物素，Mn2+是其激活剂。,乙酰CoA羧化酶也受磷酸化、去磷酸化的调节，可被一种依赖于AMP的蛋白激酶磷酸化而失活。,（3）软脂酸合成,从乙酰CoA及丙二酰CoA合成长链脂酸，是一个重复加成过程，每次延长2个碳原子。,各种生物合成脂酸的过程基本相似。,软脂酸合成酶,大肠杆菌的脂肪酸合成酶系：有7种酶蛋白（脂肪酰基转移酶、丙二酰CoA酰基转移酶、酮脂肪酰合
12、成酶、酮脂肪酰还原酶、羟脂酰基脱水酶、脂烯酰还原酶和硫酯酶），酰基载体蛋白(ACP)，聚合在一起构成多酶体系。,酰基载体蛋白(ACP)，其辅基是4-磷酸泛酰氨基乙硫醇，是脂酰基载体。,1. 乙酰CoAACP转酰基酶 2. -酮脂酰ACP合酶 3. 丙二酰CoAACP转酰基酶 4. -酮脂酰ACP还原酶 5. -羟脂酰ACP脱水酶 6. 烯脂酰ACP还原酶,ACPSH ：ACP磷酸泛酰巯基乙胺上的SH（中央巯基）,CysSH：-酮脂酰ACP合酶上半胱氨酸的SH（外围巯基）,软脂酸的合成总图,目 录,目 录,软脂酸合成的总反应式：,CH3COSCoA +7 HOOCH2COSCoA + 14NAD
13、PH+H+,CH3(CH2)14COOH + 7 CO2 + 6H2O + 8HSCoA + 14NADP+,（4）脂肪酸碳链的延长, 软脂酰CoA或软脂酸生成后，可在光滑内质网及线粒体经脂肪酸碳链延长酶系的催化作用下，形成更长碳链的饱和脂肪酸。,延长途径,线粒体延长途径：，乙酰CoA只是NADPH2 作为供氢体参与第二次还原反应。,光滑内质网延长途径：与从头合成类似，只是辅酶A作为酰基载体，丙二酰辅酶A提供二碳单位。,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,（5）不饱和脂肪酸的合成,亚 油 酸 的 合 成,在饱和脂
14、肪酸中引入双键（加氧酶）,脂肪酸合成与氧化比较,返回,合成部位,以肝、脂肪组织及小肠为主， 其中肝的合成能力最强。,返回,10.3.3 三酰甘油的合成,甘油二酯途径,10.4磷脂的代谢,磷脂（含磷酸的脂类）,甘油磷脂,鞘磷脂,磷脂酰胆碱（卵磷脂）磷脂酰乙醇胺（脑磷脂）,甘油磷脂的结构,极性的头部,疏水的尾部,卵磷脂,脑磷脂,甘油磷脂合成过程,10.5 胆固醇代谢,10.5.1胆固醇合成,乙酰辅酶A,NADPH（供氢）,ATP（供能）,18,16,36,1胆固醇,原料：,部位：肝脏（小肠）胞液、内质网,第一阶段：甲羟戊酸（MVA）的合成第二阶段：鲨烯的合成（30C）第三阶段：胆固醇的生成（27C
15、）,HMG-CoA还原酶(关键酶）,胞液,内质网,10.5.2胆固醇的酯化,细胞内胆固醇的酯化,脂酰胆固醇脂酰转移酶,胆固醇 胆固醇酯,2. 血浆中胆固醇的酯化,(卵磷脂胆固醇脂酰转移酶,10.4.3 胆固醇的转化,转变为胆汁酸转变为类固醇激素转变为Vit D3,肾上腺皮质激素,性激素,10.4.4 胆固醇的排泄,H,肠道细菌还原,大部分胆固醇,胆汁酸,肝,肠,胆汁酸的肠肝循环,小部分胆固醇：,胆固醇,粪固醇 排泄,1、脂肪是如何分解和合成的？2、什么是-氧化？1mol硬脂酸彻底氧化可净产生多少ATP？3、脂肪酸除-氧化途径外，还有哪些氧化途径？5、酮体是如何产生和氧化的？为什么肝脏产生的酮体要在肝外组织才能被利用？6、脂肪酸是如何进行生物合成的？7、甘油在生物体内是怎样进行分解和合成的？8、试以磷酯酰胆碱为例叙述其合成。9、胆固醇生成的原料、关键酶，胆固醇可转变为哪些具有生理活性的物质。,复习题,
