第七章 脂类代谢
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兰州科技职业学院
课程名称:生物化学授课教师:李妮 No: _17___
第七章脂类代谢
第一节概述
一、什么是脂类?
指脂肪和类脂的总称为脂类。
二、分类
1. 脂肪 (fat)
甘油一酯、甘油二酯、甘油三酯
2. 类脂(lipoid)
胆固醇 (cholesterol, Ch) 、胆固醇酯 (cholesterol ester, CE) 、磷脂(phospholipid, PL) 、糖脂 (glycolipids,GL)。
三、脂类在体内的分布
(一)脂肪的生理功能
1.储能和氧化供能
2.提供必需脂肪酸
必需脂肪酸:机体不能合成,必须由食物供给的不饱和脂肪酸称为,如亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸。
3.协助脂溶性维生素吸收
4.保温和保护作用
(二)类脂的生理功能
1.维持生物膜的正常结构和功能
2.转化为多种重要的生理活性物质
在体内胆固醇可转化成胆汁酸、类固醇激素、维生素D3等重要物质。必需脂
肪酸可以转化为前列腺素、白三烯等具有重要生理功能的物质。
第二节甘油三酯代谢
一、甘油三酯的分解代谢
(一)脂肪动员
1.定义:贮存在脂肪组织中的甘油三酯,在脂肪酶催化下,逐步水解为甘油和游离脂肪酸(FFA)并释放入血,经血液运输至全身各组织而被氧化利用的过程称为脂肪动员。
2.脂肪动员过程
3. 限速酶
甘油三酯脂肪酶(激素敏感性脂肪酶)
使甘油三酯脂肪酶活性降低的激素:
(1).胰岛素
(2).前列腺素E
思考:
糖尿病病人胰岛素分泌减少时如何影响脂肪动员?
使甘油三酯脂肪酶活性增加的激素:
1.肾上腺素
2.去甲肾上腺素
3.促肾上腺皮质激素
4.胰高血糖素
5.促甲状腺激素刺激激素
(二)脂肪酸的氧化
1.脂肪酸氧化的反应部位
除脑组织外,大多数组织均可进行,其中肝、肌肉最活跃。
2.亚细胞定位胞液、线粒体。
3.脂肪酸氧化的反应过程
第一阶段:脂肪酸的活化
第二阶段:脂酰CoA进入线粒体
第三阶段:β-氧化过程
第四阶段:乙酰CoA的彻底氧化
4.脂肪酸的活化
——脂酰 CoA 的生成 (胞液)
(1)脂酰CoA合成酶(acyl-CoA synthetase)存在于内质网及线粒体外膜上。
(2)消耗2个高能磷酸键能量。
(3)此反应为不可逆反应。
5.脂酰CoA进入线粒体
6.脂酰CoA的β-氧化过程
(1)β-氧化定义:脂酰CoA进入线粒体后逐步氧化分解,经过脱氢、加水、再脱氢、硫解生成少两个碳原子的脂酰CoA和一分子乙酰CoA的过程,由于此氧化过程主要发生在脂酰基的β-碳原子上,故称β-氧化。
(2)β-氧化过程
①脱氢
②加水
③再脱氢
④硫解
1分子十六碳的软脂酸分解为8分子乙酰CoA
7.乙酰CoA的彻底氧化
8. 脂酸氧化的能量生成
——以16碳软脂酸的氧化为例
(1)活化:消耗2个高能磷酸键的能量。
(2)β氧化 7 轮循环产物:
8分子乙酰CoA
7分子NADH+H+
7分子FADH
2
(3)能量计算:
生成ATP 8×10 + 7×2.5 + 7×1.5 = 108
净生成ATP 108 – 2 = 106
(三)酮体的生成和利用
酮体是乙酰乙酸(acetoacetate) 、β-羟丁酸(β-hydroxybutyrate)、丙酮(acetone)三者的总称。
血浆水平:0.03~0.5mmol/L(0.3~5mg/dl)。
代谢定位:
生成:肝细胞线粒体。
原料:乙酰CoA。
利用:肝外组织(心、肾、脑、骨骼肌等)线粒体。
酮体生成的关键酶: HMGCoA合酶
1. 酮体的生成
2. 酮体的利用
3. 酮体生成和利用的意义
(1)酮体是肝输出能源的一种形式,酮体可通过血脑屏障,是脑组织的重要能源。
(2)酮体的利用可减少糖的消耗,有利于维持血糖水平恒定,节省蛋白质的消耗。
(3)酮体产生过多可导致代谢性酸中毒,丙酮为挥发性物质,可经呼吸排出体外。
(4)胰岛素分泌不足时,糖代谢障碍,脂肪动员增加,β-氧化增强,酮体生成
增多,可导致酮血症、酸中毒。
(四)甘油的代谢
脂肪分解产生的甘油,随血液循环运往肝、肾等组织被摄取利用。主要生成
α-磷酸甘油,再转变为磷酸二羟丙酮,可循糖分解代谢途径氧化分解。也可作为合成脂肪原料再利用。
二、甘油三酯的合成代谢
(一)脂肪酸的合成
1. 合成部位肝(主要)、脂肪等组织的胞液中。
2. 合成原料
﹣、NADPH、Mn2+
乙酰CoA、ATP、HCO
3
(1)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 (citrate pyruvate cycle)出线粒体。
(2)NADPH的来源
主要来源是磷酸戊糖途径,胞液中异柠檬酸脱氢酶及苹果酸酶催化的反应亦可提供。
3. 脂肪酸合成过程
(1) 脂肪酸合成酶系
①乙酰CoA羧化酶 (acetyl CoA carboxylase)是脂肪酸合成的限速酶,存在于胞液中,其辅基是生物素,Mn2+是其激活剂。催化丙二酰CoA的合成。
②脂肪酸合酶复合体,该酶是由两个亚基组成的二聚体,每个亚基都含有多个功能结构域和一个酰基载体蛋白(acyl carrier protein,ACP)。脂肪酸合成的各步反应均在ACP辅基上进行。
(2) 软脂酸合成过程
4. 3-磷酸甘油的来源
(1) 3-磷酸甘油主要由糖类代谢提供,故进食较多的淀粉类食物可导致肥胖。
(2)肝、肾等组织含有甘油激酶,可利用游离甘油合成3-磷酸甘油。