第十章脂质代谢

第十章脂质代谢单纯脂质：甘油三酯，蜡。复合脂质：磷脂，糖脂等。衍生脂质：固醇类等。•④脂代谢与人类的某些疾病有关如：冠心病、脂肪肝、胆病、肥胖病等有密切关系，对动物的催肥也有重要的意义。•⑤工业和环保应用。脂质代谢讲授的主要内容:第一节脂质的分解代谢一.甘油三脂的分解代谢㈠.体内甘油三脂的分解：甘油三酯+水脂肪酶甘油+脂肪酸㈡.甘油的代谢甘油三脂、磷脂、重要脂肪酸的分解和合成。脂肪组织缺乏甘油激酶;甘油→血液→肝脏中分解甘油+ATP甘油激酶甘油-3-P+ADP甘油-3-P+NAD+磷酸甘油脱氢酶磷酸二羟丙酮+NADH磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛酵解㈢.脂肪酸的氧化脂肪酸的氧化发生在原核生物的细胞溶胶和真核生物的线粒体基质1、脂肪酸活化RCOO+ATP+HS-COA脂酰—CoA合成酶RCOSCoA+AMP+PPi无机焦磷酸酶(ΔG0)2Pi脂酰¨CCoA合成酶(脂肪酸硫激酶）:依据催化脂肪酸链的长度不同,至少有三种,存在内质网膜或线粒体外膜。•脂肪酸转入线粒体。•线粒体外膜上有脂酰-CoA分子的通道。•短或中长链的脂酰-CoA分子(≤10碳原子)容易渗透通过线粒体内膜。⒉饱和脂肪酸的β-氧化(1)脂酰CoA的α、β脱氢脂酰CoA+FAD脂酰¡ªCoA脱氢酶反式-△2-烯脂酰CoA+FADH2;脂酰-CoA脱氢酶,至少有三种,根据脂酰-CoA碳链长度不同，C4—C8，C8—C12，C8—C16有各自特殊的酶，该酶缺乏,能引起脂肪酸代谢异常。(2)反式烯酰-CoA水化反式-△2-烯酰CoA+H2O烯酰—CoA水合酶L-3-羟脂酰-CoA;反式双键进行催化反应，形成L型。（3）脱氢L-3-羟脂酰-CoA+NAD+L-3-羟脂酰-CoA脱氢酶3-酮脂酰-CoA+NADH;L-3-羟脂酰-CoA脱氢酶只对L型起作用（4）硫解L-3-酮脂酰CoA+CoASH硫解酶乙酰CoA+脂酰-CoA（比原来少2C）小结：β-氧化要点a.脂肪酸只需一次活化,消耗ATP的两个高能磷酸键，在线粒体外。b.进入线粒体基质需肉碱携带（10C，渗透）c.所有的酶都是线粒体酶。d.脱氢（氧化）、水化、脱氢、硫解四步。例软脂酸氧化能量释放软脂酸活化:消耗两分子高能磷酸键β氧化:产生8个乙酰-CoA7分子FADH2,7分子NADH12×8+7×2+7×3¨C2=129ATP问题：硬脂酸氧化产生多少ATP？⒊不饱和脂肪酸的氧化(1)单不饱和脂肪酸:β氧化步骤外,需要烯酰-CoA异构酶催化的双键异构(顺式-反式）(2)多不饱和脂肪酸:β氧化步骤外,需要烯酰-CoA异构酶催化的双键异构及烯酰-CoA还原酶或羟脂酰-CoA差向酶存在争议。⒋奇数碳原子脂肪酸的氧化反刍动物如牛、羊中存在，少见。丙酰-CoA琥珀酰-CoATCA循环5.脂肪酸的α.ω氧化β氧化占比例大，α氧化必不可少。人类若缺乏α氧化，造成体内植烷酸积聚，导致外周神经炎类型的运动失调及视网膜炎症。鼠肝微粒体中ω氧化，中、长链脂肪酸末端CH3氧化两端羧基都能与CoA结合，并进行β氧化，加速了脂肪酸降解速度。⒍酮体肝脏线粒体中乙酰-CoA的去路:①进入柠檬酸循环;②用来合成胆固醇;③出线粒体进入细胞质,重新合成脂肪酸;④转化为乙酰乙酸,D-β-羟丁酸和丙酮，肝脏中酮体的形成;肝脏中合成,肝外组织进行氧化;酮体：乙酰-CoA可生成乙酰乙酸、,D-β-羟丁酸、丙酮三种物质统称为酮体。酮体多了，酸中毒，过高导致昏迷，甚至死亡。二.磷酸甘油脂的分解代谢降解磷酯的酶称为磷酯酶，磷酯酶根据裂解酯键位置不同名称各异。磷酯水解后，脂肪酸进入β氧化，甘油、磷酸进入糖代谢。不同生物中，磷脂分解的途径不同。如卵磷脂代谢：第二节脂质的合成一.脂肪酸的来源:食物来源，脂类分解生成脂肪酸，脂肪酸合成。二.脂肪酸的合成脂肪酸的合成不是降解的逆过程，合成与分解的部位不同。㈠.软脂酸的生物合成脂肪酸合成主要场所:细胞溶胶,肝脏组织,脂肪组织和乳腺组织为主;植物种子和果实等器官。合成的原料:脂肪酸氧化,丙酮酸氧化脱羧等生成的乙酰CoA(线粒体),乙酰CoA不能透过线粒体内膜进入细胞溶胶,三羧酸转运体系。⒉丙二酸单酰CoA的形成原核生物:三种蛋白复合体。（1）生物素羧基载体蛋白(BCCP),生物素的载体,生物素与该蛋白的赖氨酸残基的ε-氨基共价相连,形成生物胞素。（2）生物素羧化酶,催化形成羧基生物素。（3）转羧酶,催化将羧化生物素的活性羧基转移给乙酰-CoA。真核生物哺乳类和鱼类:二聚体,生物素羧化酶,转羧酶和生物素羧基载体在同一条多肽链上.3.脂肪酸合酶与合成过程催化脂肪酸的合成,至少具有六种酶活性和一个酰基载体蛋白;因有机体的种类不同存在不同的结构和装配差异.（1）酰基载体蛋白(ACP):辅基为磷酸泛酰巯基乙胺,末端巯基与反应中间物酯化,将中间物从一个反应中心转移到另一个反应中心。（4）β-酮脂酰ACP合成酶催化乙酰基(脂酰基)与丙二酸酰基缩合.（5）β-酮脂酰ACP还原酶β-酮基还原成β-羟基.NADPH为还原剂。乙酰乙酰ACPβ-羟丁酰ACP（6）β-羟脂酰ACP脱水酶催化β-脂酰ACP脱水,产生双键，脱水产物反式β-羟丁酰ACPα，β丁烯酰ACP（7）烯脂酰ACP还原酶催化双键还原，二次还原。α，β丁烯酰ACP丁酰ACP反复进行到16碳（软脂酸）脂肪酸合酶植物和大肠杆菌七种多肽链.其中六种酶和一种载体蛋白ACP,构成多酶复合体。酵母菌ACP和六种酶活性结构组成,位于两个多功能的多肽链上.ACP与β-酮脂酰合成酶,β-酮脂酰还原酶位于一条多肽链上;其余四种酶位于另一条多肽链上.动物:脂肪酸合酶由两个相同的亚基组成,每个亚基包括ACP及七种酶(软脂酰-ACP硫脂酶，它催化最后生成的软酯酰-ACP水解，转化为软脂酸和ACP)。多肽链折叠成独特的形式，形成不同的酶活性和ACP功能区1~7。软脂酰合成中能量消耗:ATP=7,NADPH=14思考题：比较真核生物软脂酸合成与降解的不同。㈡.脂肪酸碳链的延长脂肪酸的合成只能到16C软脂酸,继续延长碳链由两个酶系经两条途径在不同细胞部位完成。线粒体脂肪酸延长酶系:脂肪酸降解的逆反应,前三个酶与β氧化相同，第四个酶烯酰CoA还原酶代替脂酰CoA脱氢酶，使用了还原剂NADPH，降解用FAD为氧化剂。内质网脂肪酸延长酶系：与脂肪酸合成酶相似，软脂酰-CoA以丙二酸单酰-CoA为二碳单位的供体,可合成硬脂酸。软脂酰-CoA+丙二酸单酰-CoA硬脂酰-CoA㈢.碳链的去饱和脂肪酰-CoA去饱和酶,哺乳动物体内缺少在C9位以上引进双键的酶。软脂酸→棕榈酸;硬脂酸→油酸㈣.脂肪酸降解和合成的调节自身调控(别构调控,竞争);激素调控(共价修饰);基因表达调控(酶量)（1）丙二酰-CoA:别构调节肉碱酰基转移酶I,浓度高抑制酶活性,抑制脂肪酸的分解代谢;促进脂肪酸的合成代谢。（2）激素:胰高血糖素和肾上腺素,磷酸化激活三酯酰甘油脂肪酶活性,促进分解,游离脂肪酸浓度升高;胰岛素引起去磷酸化,降低游离脂肪酸的浓度。（3）心脏脂肪酸氧化的调节:乙酰CoA抑制硫解酶的活性;NADH影响3-羟脂酰-CoA脱氢酶活性,降低β氧化。在心脏中的β-氧化的调节发生于氧化循环后程的酶，与一般代谢途径的调节发生于起始行程有所不同。2、脂肪酸合成的调节:柠檬酸,乙酰CoA;软脂酰-CoA;胰岛素;胰高血糖素,肾上腺素酶量调控三.甘油三脂的合成合成前体:脂酰CoA和3-P-甘油及磷酸二羟丙酮。动物肝脏,脂肪组织，植物造油体。甘油三脂的合成过程甘油甘油激酶甘油-3-P还原磷酸二羟丙酮甘油-3-P+脂酰-CoA单脂酰甘油磷酸脂酰-COA二脂酰甘油磷酸二酰基甘油脂酰-COA三酰基甘油四.磷脂类的生物合成磷脂生物合成的前体:磷脂酸,胆碱,乙醇胺,丝氨酸,肌醇和CTP参与。CTP+磷脂酸→CDP-二脂酰甘油+PPiCTP主要起到活化载体的作用。CDP-二脂酰甘油+L-丝氨酸磷脂酰丝氨酸+CMP磷脂合成部位：内质网细胞溶胶面，再输送到膜系统的其他部位。卵磷脂的合成以二酰甘油和磷酸胆碱为合成原料。（人和动物体内）