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1、第第11章章 脂质代谢脂质代谢教学目的：教学目的：1.掌握脂肪酸掌握脂肪酸-氧化途径的生化过程。氧化途径的生化过程。2.掌握脂肪酸的生物合成过程。掌握脂肪酸的生物合成过程。3.了解甘油磷酸脂的生物合成过程。了解甘油磷酸脂的生物合成过程。教学重点：教学重点：脂肪酸脂肪酸-氧化和脂肪酸生物合成的过程。氧化和脂肪酸生物合成的过程。一一 脂肪酸的分解代谢脂肪酸的分解代谢1 脂类的消化脂类的消化 胰腺分泌入十二指肠中消化脂类的酶有：胰胰腺分泌入十二指肠中消化脂类的酶有：胰脂酶、磷脂酶、胆固醇酯酶和辅脂酶等。胰脂酶脂酶、磷脂酶、胆固醇酯酶和辅脂酶等。胰脂酶可水解三酰甘油的可水解三酰甘油的C1和和C3位酯键
2、。胰脂酶依赖于位酯键。胰脂酶依赖于胆汁酸盐的存在，在肠腔中受胆汁酸盐的抑制，胆汁酸盐的存在，在肠腔中受胆汁酸盐的抑制，辅脂酶可解除这种抑制作用。磷脂酶有多种，其辅脂酶可解除这种抑制作用。磷脂酶有多种，其产物为：甘油、脂肪酸、磷酸、胆碱、胆胺等。产物为：甘油、脂肪酸、磷酸、胆碱、胆胺等。2 脂质的吸收脂质的吸收 被消化的脂质类产物，在胆汁酸盐的帮助下，在被消化的脂质类产物，在胆汁酸盐的帮助下，在十二指肠的下部和小肠的上部被吸收。短链十二指肠的下部和小肠的上部被吸收。短链(C14)和和中长链中长链(C610)脂肪酸构成的三酰甘油，经胆汁酸盐乳脂肪酸构成的三酰甘油，经胆汁酸盐乳化后即可吸收。在肠粘膜
3、细胞内被脂酶水解形成脂肪化后即可吸收。在肠粘膜细胞内被脂酶水解形成脂肪酸和甘油，经门静脉进入血液循环。长链脂肪酸酸和甘油，经门静脉进入血液循环。长链脂肪酸(C12以上以上)和和2-甘油一酯进入肠粘膜细胞后，在滑面内质网甘油一酯进入肠粘膜细胞后，在滑面内质网经脂酰经脂酰CoA转移酶作用再合成三酰甘油，再在粗面内转移酶作用再合成三酰甘油，再在粗面内质网与载脂蛋白、磷脂、胆固醇等结合成乳糜微粒经质网与载脂蛋白、磷脂、胆固醇等结合成乳糜微粒经淋巴进入血液循环。被肠粘膜细胞吸收的胆固醇与脂淋巴进入血液循环。被肠粘膜细胞吸收的胆固醇与脂肪酸形成胆固醇脂，经淋巴进入血液。肪酸形成胆固醇脂，经淋巴进入血液。3
4、 血脂血脂1)血脂的含量及组成血脂的含量及组成 血浆中所含的脂质统称为血脂，主要包括：三血浆中所含的脂质统称为血脂，主要包括：三酰甘油及少量二酰甘油和单酰甘油、磷脂、胆固醇酰甘油及少量二酰甘油和单酰甘油、磷脂、胆固醇和胆固醇酯、游离脂肪酸等。和胆固醇酯、游离脂肪酸等。总胆固醇总胆固醇(TC)：是血脂的主要成分之一，主要是血脂的主要成分之一，主要用于合成细胞膜、部分激素和胆汁。正常值用于合成细胞膜、部分激素和胆汁。正常值 3.36 5.18 mmol/L。增高对人体有害。增高对人体有害。甘油三酯甘油三酯(TG)：是血脂的主要成分之一，主要是血脂的主要成分之一，主要参与人体内能量代谢，产生热能。正
5、常值参与人体内能量代谢，产生热能。正常值0.23 1.70 mmol/L，增高对人体有害。，增高对人体有害。低密度脂蛋白低密度脂蛋白(LDL-C)：是胆固醇含量最多的一是胆固醇含量最多的一种脂蛋白，其主要的功能是将胆固醇转运到肝外组种脂蛋白，其主要的功能是将胆固醇转运到肝外组织细胞，是首要的致动脉粥样硬化性即冠心病、脑织细胞，是首要的致动脉粥样硬化性即冠心病、脑中风等疾病的脂蛋白。正常值中风等疾病的脂蛋白。正常值3.12 mmol/L。增高。增高对人体有害。对人体有害。高密度脂蛋白高密度脂蛋白(HDL-C):主要功能是将胆固醇从主要功能是将胆固醇从周围组织细胞转运到肝脏，将过多的胆固醇代谢及周
6、围组织细胞转运到肝脏，将过多的胆固醇代谢及排泄，以维持血浆正常胆固醇水平。被誉为抗动脉排泄，以维持血浆正常胆固醇水平。被誉为抗动脉粥样硬化的血浆脂蛋白，是冠心病的保护因子。正粥样硬化的血浆脂蛋白，是冠心病的保护因子。正常值常值0.91 2.19 mmol/L，增高对人体有益。，增高对人体有益。2)血脂的来源和去路血脂的来源和去路 血脂主要来源于食物中的脂肪及储存脂血脂主要来源于食物中的脂肪及储存脂肪，部分由糖类或某些氨基酸转变而来。肪，部分由糖类或某些氨基酸转变而来。血脂的去路是一部分储存于体内，以备血脂的去路是一部分储存于体内，以备必要时使用；一部分作为构成非肝组织的组必要时使用；一部分作为
7、构成非肝组织的组织脂；一部分进入肝脏为肝脂；还有一部分织脂；一部分进入肝脏为肝脂；还有一部分分泌入肠管或由皮肤排出体外。分泌入肠管或由皮肤排出体外。4 甘油三酯甘油三酯(脂肪脂肪)的酶促水解的酶促水解 生物体动用体内的贮脂，或高等动物从食物生物体动用体内的贮脂，或高等动物从食物中摄取脂肪时，都要将其进行酶促水解，生成甘中摄取脂肪时，都要将其进行酶促水解，生成甘油和脂肪酸，才能被细胞吸收利用。催化脂肪水油和脂肪酸，才能被细胞吸收利用。催化脂肪水解的酶称脂肪酶。根据对底物的专一性，分为三解的酶称脂肪酶。根据对底物的专一性，分为三酯酰甘油脂肪酶、二酯酰甘油脂肪酶和一酯酰甘酯酰甘油脂肪酶、二酯酰甘油脂
8、肪酶和一酯酰甘油脂肪酶。分别对甘油三酯依次进行水解，最终油脂肪酶。分别对甘油三酯依次进行水解，最终生成甘油和三分子脂肪酸。生成甘油和三分子脂肪酸。R2-C-O-C-HOCH2-O-C-R3OCH2-O-C-R1O三酯酰甘油 脂肪酶HO-C-R3OR2-C-O-C-HOCH2-OHCH2-O-C-R1O甘油三酯甘油二酯甘油二酯甘油一酯CH2-OH二酯酰甘油 脂肪酶HO-C-R1OR2-C-O-C-HOCH2-OHCH2-O-C-R1OR2-C-O-C-HOCH2-OH甘油甘油一酯CH2-OHCH2-OHR2-C-O-C-HO单酯酰甘油 脂肪酶HO-C-R2OCH2-OHCH2-OHHO-C-H5
9、 甘油的代谢甘油的代谢 在甘油激酶的作用下，甘油被在甘油激酶的作用下，甘油被ATP磷酸化成磷酸化成-磷酸甘油，再脱氢成磷酸二羟丙酮，可进入糖酵解途磷酸甘油，再脱氢成磷酸二羟丙酮，可进入糖酵解途经进一步分解，也可逆糖酵解途经合成葡萄糖。经进一步分解，也可逆糖酵解途经合成葡萄糖。CH2OHCHOHCH2OHATPADPNAD+NADH甘油甘油-磷酸甘油磷酸甘油磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮甘油激酶甘油激酶磷酸甘油磷酸甘油脱氢酶脱氢酶CH2OCHOHCH2OHPPCH2OCH2OHCO6 脂肪酸的氧化分解脂肪酸的氧化分解1)饱和脂肪酸的饱和脂肪酸的氧化降解氧化降解 -氧化是脂肪酸分解的主要代谢途径，该途氧
10、化是脂肪酸分解的主要代谢途径，该途径的酶系在线粒体基质中。每次径的酶系在线粒体基质中。每次-氧化降解由脱氧化降解由脱氢、加水、脱氢、硫解四步反应组成。在细胞汁中，氢、加水、脱氢、硫解四步反应组成。在细胞汁中，脂肪酸需要先经酶促活化成为脂酰脂肪酸需要先经酶促活化成为脂酰CoA，然后转运，然后转运至线粒体基质，进入至线粒体基质，进入-氧化降解途径。氧化降解途径。在细胞汁中，脂肪酸由脂酰在细胞汁中，脂肪酸由脂酰CoA合成酶催化，由合成酶催化，由 ATP 供能，与供能，与CoA反应生成代谢活泼的脂酰反应生成代谢活泼的脂酰CoA。脂酰脂酰CoA合成酶多存在于内质网和线粒体外膜合成酶多存在于内质网和线粒体
11、外膜上，主要有：乙酰上，主要有：乙酰CoA合成酶，辛酰合成酶，辛酰CoA合成合成酶，十二脂酰酶，十二脂酰CoA合成酶。合成酶。RCH2C SCoAOATP AMP+PPiMg2+脂酰脂酰 CoA合成酶合成酶RCH2CHSCoAOOH+脂酰脂酰 CoA脂肪酸脂肪酸肉碱肉碱脂酰肉碱脂酰肉碱脂酰肉碱脂酰肉碱肉碱肉碱脂酰脂酰CoACoACoA脂酰脂酰CoAE1E2E3E1：肉毒碱酰基：肉毒碱酰基 转移酶转移酶。E2：转位酶。：转位酶。E3：肉毒碱酰基：肉毒碱酰基 转移酶转移酶。细胞质一侧细胞质一侧线粒体基质一侧线粒体基质一侧 在细胞液中合成的脂酰在细胞液中合成的脂酰CoA不能自由穿过线粒不能自由穿过线
12、粒体内膜进入线粒体。肉毒碱可作为载体将脂酰基转体内膜进入线粒体。肉毒碱可作为载体将脂酰基转运至线粒体内。运至线粒体内。脂酰脂酰CoA的的,-脱氢作用：脱氢作用：此反应由脂酰此反应由脂酰CoA脱氢酶催化，生成脱氢酶催化，生成2-反式烯脂酰反式烯脂酰CoA。R C H2CC SC oAOHCH脂酰脂酰CoA2-反式烯脂酰反式烯脂酰CoA RCH2CH2C SCoAOCH2脂酰脂酰CoA脱氢酶脱氢酶FADFADH2 脂酰脂酰CoA-氧化降解发生在线粒体内室基质中。氧化降解发生在线粒体内室基质中。每次由每次由4种酶接连催化的种酶接连催化的4步反应组成。步反应组成。线粒体基质中至少有三种脂酰线粒体基质中
13、至少有三种脂酰CoA脱氢酶：脱氢酶：丁酰丁酰CoA脱氢酶脱氢酶 催化催化 C4C6脂酰脂酰CoA的脱氢反应的脱氢反应 辛酰辛酰CoA脱氢酶脱氢酶 催化催化C6C14脂酰脂酰CoA的脱氢反应的脱氢反应 十六酰十六酰CoA脱氢酶脱氢酶 催化催化C6C18 脂酰脂酰CoA的脱氢反应。的脱氢反应。2-反反-烯脂酰烯脂酰CoA水合反应：水合反应：2-反反-烯脂酰烯脂酰CoA由烯脂酰水合酶催化加水，生成由烯脂酰水合酶催化加水，生成L(+)-羟脂羟脂酰酰CoA。该酶只能催化该酶只能催化2 不饱和脂酰不饱和脂酰CoA水化，但无立体水化，但无立体异构专一性。也能催化异构专一性。也能催化2-顺顺-烯脂酰烯脂酰Co
14、A水合反应。水合反应。RCH2CH2CSCoAOOHCHH2OH2O烯脂酰烯脂酰CoACoA水合酶水合酶2-反反-烯脂酰烯脂酰CoAL(+)-羟脂酰羟脂酰CoA RCH2CC SCoAOHCH -羟脂酰羟脂酰CoA脱氢反应脱氢反应:L(+)-羟脂酰羟脂酰CoA由由-羟脂酰羟脂酰CoA脱氢酶催化脱氢生成脱氢酶催化脱氢生成-酮脂酰酮脂酰CoA。该酶需该酶需NAD+作辅酶，专一性强，不能催化作辅酶，专一性强，不能催化D-型型底物反应，底物反应，但可作用于碳链长短不同的但可作用于碳链长短不同的L-型底物。型底物。RCH2CH2OCC SCoAONAD+NADHL(+)-羟脂酰羟脂酰CoA-酮脂酰酮脂酰
15、CoAL(+)-羟脂酰羟脂酰CoA脱氢酶脱氢酶RCH2CH2CSCoAOOHCH -酮脂酰酮脂酰CoA的硫解作用的硫解作用:-酮脂酰酮脂酰CoA由由硫解酶催化，与硫解酶催化，与CoASH发生硫醇解反应，生成和发生硫醇解反应，生成和原来少原来少2个碳原子的脂酰个碳原子的脂酰CoA。RCH2CH2OCC SCoAO+RCH2C SCoAOCH3C SCoAOCoASH硫解酶硫解酶-酮脂酰酮脂酰CoA脂酰脂酰CoA乙酰乙酰CoA 经过上述经过上述脱氢脱氢(FADH2)、水合水合、脱氢脱氢(NAD 2H)、硫解硫解四步反应，四步反应，完成一次完成一次-氧化降解氧化降解，生成，生成一个一个乙酰乙酰CoA
16、、1个个 FADH2和和1个个NAD 2H。1个个软脂酸软脂酸(C16)分子经分子经7次次-氧化，可完全降解生成氧化，可完全降解生成8个乙酰个乙酰CoA、7个个FADH2和和7个个NAD 2H。脂肪酸活化脂肪酸活化(在细胞质中在细胞质中)脂肪酸脂肪酸脂酰脂酰CoA(1)脱氢脱氢脂酰脂酰CoA,-烯脂酰烯脂酰CoA(2)水合水合，-烯脂酰烯脂酰CoAL-羟脂酰羟脂酰CoAL-羟脂酰羟脂酰CoA(3)脱氢脱氢-酮脂酰酮脂酰CoA-酮脂酰酮脂酰CoA(4)硫解硫解脂酰脂酰CoA-氧化氧化(在线粒体中在线粒体中)-氧化产生的乙酰氧化产生的乙酰CoA经经TCA循环和呼吸链循环和呼吸链完全降解可产生完全降解可产生12个个ATP，FADH2和和NAD 2H经呼吸链氧化磷酸化分别生成经呼吸链氧化磷酸化分别生成2个和个和3个个ATP。1次次-氧化可产生氧化可产生17个个ATP。一个软脂酸分子，经一个软脂酸分子，经-氧化完全降解产生的氧化完全降解产生的ATP数量为：数量为：17 7+12=131 个个ATP 或或 12 8+5 7=131个个ATP 补偿脂肪酸活化消耗的补偿脂肪酸活化消耗的1个个ATP，相
