生物化学——脂代谢.ppt

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1、1第六章第六章 脂肪代谢脂肪代谢l第一节第一节 概述概述l第二节第二节 甘油三酯的合成甘油三酯的合成l第三节第三节 甘油三酯的分解甘油三酯的分解l第四节第四节 磷脂的代谢磷脂的代谢l第五节第五节 胆固醇的代谢胆固醇的代谢l第六节第六节 脂类在体内的转运脂类在体内的转运2第一节 概述一、脂类：脂肪及类脂的总称一、脂类：脂肪及类脂的总称 酯：脂酸与醇结合酯：脂酸与醇结合 脂肪脂肪:甘油三酯甘油三酯（triglyceride） 脂肪酸（脂肪酸（fatty Acids）：带有烃链的羧酸（多）：带有烃链的羧酸（多为为12-24C）类脂类脂:固醇固醇、磷脂磷脂（phosphoglycerides）等）等衍

2、生脂类：衍生脂类： 甘油、脂肪酸及脂溶性维生素等甘油、脂肪酸及脂溶性维生素等结合脂类：糖脂或脂蛋白结合脂类：糖脂或脂蛋白3456l二、不饱和脂肪酸的命名二、不饱和脂肪酸的命名l 饱和脂肪酸饱和脂肪酸：CH3（CH2）nCOOl传统命名：亚油酸、亚麻酸传统命名：亚油酸、亚麻酸l系统命名：系统命名：C原子数原子数和和双键双键的的数量数量及及位置位置 (delta)编码体系：从羧基端编号编码体系：从羧基端编号 亚油酸（盐）：亚油酸（盐）：C18：2， 9，12 或或n编码编码体系：体系：从从甲基碳编号甲基碳编号 亚油酸（盐）：亚油酸（盐）：C18：2， -6，9 7 软油酸（软油酸（ C16：1，

3、-7 ） 油酸（油酸（C18：1， -9） 亚油酸亚油酸 (C18：2， -6，9) : -亚麻酸亚麻酸 (C18:3， -3，6，9) 花生四烯酸花生四烯酸（C20:4， -6，9，12，15 ） DHA：甘二碳六烯酸（：甘二碳六烯酸（C22：6， -3，6，9，12，15 ，18） 8三、脂类的主要功能三、脂类的主要功能l1.细胞的结构成分：细胞的结构成分：膜脂膜脂l2.能量的贮存形式：能量的贮存形式：脂肪脂肪lIn vertebrates：adipocytes store large amounts of triacylglycerols as fat droplets that nea

4、rly fill the cell. lTriacylglycerols are also stored as oils in the seeds of many types of plants,providing energy and biosynthetic precursors during seed germination（发芽）. l 9l Two significant advantages to using triacylglycerols as stored fuels, rather than polysaccharides:l First，oxidation of tria

5、cylglycerols yields more than twice as much energy, gram for gram, as the oxidation of carbohydrates.l Second, the organism that carries fat as fuel does not have to carry the extra weight of water of hydration that is associated with stored polysaccharides (2 g water per gram of polysaccharide).10l

6、3.生理调节作用：激素（性激素）、第二信生理调节作用：激素（性激素）、第二信使（甘油二酯）使（甘油二酯）l4. 共价修饰蛋白质：脂蛋白共价修饰蛋白质：脂蛋白l5.其他重要生理功能：脂溶性其他重要生理功能：脂溶性V；胆汁酸盐；胆汁酸盐（乳化作用）（乳化作用）；l6.保温作用：隔热保温作用：隔热l warm-blooded polar animals：Seals, walruses（海象）, penguins, and others .l warm-blooded hibernating animals ：bears.11 第二节第二节 甘油三酯的合成甘油三酯的合成一、合成的主要部位一、合成的主要

7、部位 肝肝：合成（：合成（ 肝外组织）肝外组织） 脂肪组织脂肪组织：贮存：贮存 小肠小肠：脂肪消化产物再合成：脂肪消化产物再合成二、合成原料二、合成原料 甘油（甘油甘油（甘油-3-磷酸）磷酸） 脂肪酸脂肪酸12三三 、甘油三酯的合成、甘油三酯的合成小肠小肠：甘油一酯途径甘油一酯途径肝、脂肪组织肝、脂肪组织：甘油二酯途径甘油二酯途径1.脂肪酸的活化脂肪酸的活化 HS-CoA+ATP AMP+PPiR-COO- R-CSCoA 脂酰脂酰CoA合成酶合成酶 O132.甘油甘油-3-磷酸的生成磷酸的生成 甘油甘油 甘油甘油-3-磷酸磷酸 磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮 甘油激酶甘油激酶（肝、肾肝、肾） 甘油

8、甘油-3-磷酸磷酸脱氢脱氢酶酶143.甘油三酯的合成甘油三酯的合成 甘油甘油-3-磷酸磷酸脂酰脂酰CoA 1-脂酰脂酰-3-磷酸甘油磷酸甘油 1-脂酰脂酰-3-磷酸甘油磷酸甘油脂酰脂酰CoA 磷脂酸磷脂酸 磷脂酸磷脂酸 1，2甘油二酯甘油二酯 磷脂酸磷酸酶磷脂酸磷酸酶 1，2甘油二酯甘油二酯脂酰脂酰CoA 甘油三酯甘油三酯 酶：酶：脂酰脂酰CoA转移酶转移酶 磷脂酸磷酸酶磷脂酸磷酸酶1516四、脂肪酸的合成（四、脂肪酸的合成（P116)（一）器官：（一）器官：肝肝、脂肪、乳腺、脑等、脂肪、乳腺、脑等 区域：区域：胞液胞液（but in the Chloroplasts stroma of Pl

9、ants）（二）原料（二）原料 ：乙酰乙酰CoA、 NADPH+H+、 HCO3-l 消耗消耗ATP（三）产物：主要为（三）产物：主要为C16饱和脂肪酸饱和脂肪酸17（四）乙酰（四）乙酰CoA的转运的转运l1.柠檬酸丙酮酸转运系统柠檬酸丙酮酸转运系统l 线粒体线粒体 胞质胞质 2.共共5步反应：步反应： l柠檬酸合成酶柠檬酸合成酶 l柠檬酸裂解酶柠檬酸裂解酶 （消耗（消耗1ATP ）l苹果酸苹果酸脱氢酶脱氢酶（消耗消耗1NADH+H+)l苹果酸酶苹果酸酶（生成（生成NADPH+H+ ）l丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶（消耗（消耗1ATP) 1819lCitrate :lThe precursor o

10、f cytosolic acetyl-CoA l an allosteric activator of acetyl-CoA carboxylase（乙酰乙酰CoA羧化酶羧化酶 ).20（五）合成过程1、乙酰乙酰CoA+CO2+ATP 丙二酸单酰丙二酸单酰CoA+ADP+Pil 乙酰乙酰CoA羧化酶羧化酶 (生物素生物素)：关键酶关键酶l 消耗消耗1 ATPl 合成一分子合成一分子16c的棕榈酸需要的棕榈酸需要7分子分子丙二酸单酰丙二酸单酰CoA212、脂肪链的合成、脂肪链的合成l脂肪酸合酶（二聚体）脂肪酸合酶（二聚体）: 多功能酶多功能酶（ 哺乳类哺乳类-7种种酶活性）酶活性） 22乙酰转移

11、酶（乙酰转移酶（AT)转酰基酶转酰基酶(MT)酮脂酰酮脂酰合成酶合成酶(KS)酮脂酰酮脂酰还原酶还原酶(KR)羟脂酰羟脂酰脱水酶脱水酶(HD)，烯脂酰烯脂酰还原酶还原酶(ER)硫解酶硫解酶(TE)23酰基载体蛋白：酰基载体蛋白：ACP辅基：辅基：4-磷酸泛酰磷酸泛酰氨基氨基乙硫醇乙硫醇24乙酰转移酶（乙酰转移酶（AT)转酰基酶转酰基酶(MT)酮脂酰酮脂酰合成酶合成酶(KS)酮脂酰酮脂酰还原酶还原酶(KR)羟脂酰羟脂酰脱水酶脱水酶(HD)，烯脂酰烯脂酰还原酶还原酶(ER)硫解酶硫解酶(TE)25（1） 乙酰乙酰CoA+E 乙酰乙酰-E+CoA 乙酰转移酶（乙酰转移酶（AT) 26丙二酸单酰丙二酸

12、单酰CoA +ACP 丙二酰丙二酰-ACP+CoA 酰基转移酶酰基转移酶(MT)27酮脂酰合成酶酮脂酰合成酶(KS)酮脂酰还原酶酮脂酰还原酶(KR)2）缩合）缩合-加氢加氢-脱水脱水-加氢加氢的的反应反应乙酰乙酰乙酰乙酰-ACP-羟脂酰羟脂酰ACP丙二酰丙二酰-ACP28羟脂酰脱水酶羟脂酰脱水酶(HD), ,烯脂酰还原酶烯脂酰还原酶(ER)反式丁烯酰反式丁烯酰-ACP丁酰丁酰-ACP-羟脂酰羟脂酰ACP29酮脂酰合成酶（酮脂酰合成酶（KS)3031The simple condensation of two acyl groups (two acetyl-CoA molecules, for

13、example) is highly endergonic.The use of activated malonyl groups rather than acetyl groups is what makes the condensation reactions thermodynamically favorable.323）重复）重复缩合、加氢、脱水、加氢缩合、加氢、脱水、加氢的合成过程，的合成过程，重复一次，增加一个二碳单位重复一次，增加一个二碳单位l4) H2O棕榈酰棕榈酰-ACP 棕榈酸棕榈酸HS- ACP 硫解酶硫解酶33lAll the reactions in the synt

14、hetic process are catalyzed by a multienzyme complex, fatty acid synthase.lAlthough the details of enzyme structure differ in prokaryotes such as Escherichia coli and in eukaryotes, the four-step process of fatty acid synthesis is the same in all organisms. 34l2.合成合成1分子棕榈酸共消耗：分子棕榈酸共消耗：8乙酰乙酰CoA，15（8+

15、7）ATP, 14NADPH+H+353.合成的调节合成的调节 乙酰乙酰CoA羧化酶是关键酶羧化酶是关键酶(1)变构调节变构调节 ： 激活剂激活剂-柠檬酸柠檬酸、异柠檬酸异柠檬酸 抑制剂抑制剂-脂酰脂酰CoA（饥饿、高脂肪膳食（饥饿、高脂肪膳食 ) 棕榈酰棕榈酰CoA(2)激素调节下的共价修饰：激素调节下的共价修饰： 蛋白质磷酸酶蛋白质磷酸酶2A 磷酸化（失活）磷酸化（失活） 去磷酸化（有活性）去磷酸化（有活性） 蛋白激酶蛋白激酶 胰岛素胰岛素：激活乙酰：激活乙酰CoA羧化酶（羧化酶（蛋白质磷酸酶蛋白质磷酸酶2A被被激活激活 ）l 胰高血糖素胰高血糖素、肾上腺素和生长激素肾上腺素和生长激素：抑

16、制乙酰：抑制乙酰CoA羧化酶（羧化酶（蛋白激酶被激活蛋白激酶被激活 ） 36 糖原合成酶活性的调节糖原合成酶活性的调节 磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶PP1PP1 糖原合成酶糖原合成酶b b 糖原合成酶糖原合成酶a a （磷酸化，低活性）（磷酸化，低活性） 糖原合成酶激酶糖原合成酶激酶 （去磷酸化，高活性去磷酸化，高活性） 37l（3）诱导调节）诱导调节 调节调节乙酰乙酰CoA羧化酶羧化酶的合成的合成l高糖膳食：高糖膳食：乙酰乙酰CoA羧化酶羧化酶合成合成l胰岛素：胰岛素：乙酰乙酰CoA羧化酶羧化酶合成合成384、碳链的延长和去饱和、碳链的延长和去饱和（1）脂肪酸碳链的延长：肝细胞）脂肪酸碳链的延长：肝细胞 脂酸碳链延长酶系脂酸碳链延长酶系 1）内质网内质网（18C,24C)： 二碳供体二碳供体：丙二酰：丙二酰CoA, 还原氢还原氢：NADPH+H+ 酰基载体酰基载体：辅酶辅酶A 2）线粒体（）线粒体（18C,26C) ：乙酰乙酰- CoA ， NADPH+H+ 反应：反应： 缩和缩和-加氢加氢-脱水脱水-再加氢再加氢39（2）去饱和：滑面型内质网）去饱和：滑面型内质网 去饱和酶去饱和酶（4