1、第10章 脂肪酸的分解代谢,10 脂肪酸的分解代谢,1.脂质的酶促水解 2.脂肪酸的分解代谢 3.脂肪酸的合成代谢 4.磷脂、鞘脂的代谢 5.胆固醇的代谢 6.脂肪酸代谢的调节,1. 脂质的酶促水解,生理功能 生物膜的组成成份 储存能量，是同等重量水化糖原的6倍 生物活性物质，如激素、第二信使、维生素等 协助脂溶性维生素的吸收，提供必需脂肪酸 识别、免疫、保护和保温作用,What? We are done with lipids?,脂类的分类脂肪（甘油三酯）磷酸甘油酯鞘磷脂脑苷脂 鞘脂神经节苷脂胆固醇及其酯,磷脂,类脂,脂类,糖脂,甘油三酯,甘油磷脂 (phosphoglycerides),胆
2、固醇酯,X = 胆碱、水、乙醇胺、丝氨酸、甘油、 肌醇、磷脂酰甘油等,from McDonalds to Metabolism,胆囊,1.1 脂质的消化、 吸收和传送,胆汁盐在小肠内乳化食物脂肪，形成混合微粒,小肠脂酶降解三脂酰甘油,三脂酰甘油与载脂蛋白和胆固醇一起包装成乳糜微粒（血尘）,脂肪酸和其他降解产物被小肠粘膜吸收，而后转化成三脂酰甘油,乳糜微粒通过淋巴系统和血液运送到组织,在毛细管中脂蛋白脂肪酶被apoCII激活，在该酶作用下乳糜微粒水解成游离脂肪酸和甘油,脂蛋白脂肪酶,脂肪酸进入细胞,脂肪酸被氧化成能量或重新酯化贮存起来,脂肪的动员 储存在脂肪细胞中的脂肪，被脂肪酶逐步水解为游离脂
3、肪酸（FFA）及甘油，并释放入血以供其他组织氧化利用的过程。,关键酶（限速酶）激素敏感性甘油三酯脂肪酶(hormone-sensitive triglyceride lipase , HSL),脂肪经脂肪酶分解为甘油和脂肪酸，最后彻底氧化成CO2和水。,1.1 脂肪的分解,脂解激素 能促进脂肪动员的激素，如胰高血糖素、肾上腺素、去甲肾上腺素、促肾上腺皮质激素ACTH 、促甲状腺激素 TSH等。,对抗脂解激素因子 抑制脂肪动员，如胰岛素、前列腺素E2、烟酸等。,调控脂肪酶活性的激素按其作用效果分为两类,脂肪组织释放脂肪酸 受激素的调控,激素受体第二信使激酶级联靶酶,脂肪动员过程,脂解激素-受体,
4、G蛋白,AC,ATP,cAMP,PKA,HSLa(无活性),HSLb(有活性),甘油三酯（TG）,甘油二酯（DG）,甘油一酯,甘 油,HSL-激素敏感性甘油三酯脂肪酶,甘油的分解,(肝),在脂肪细胞中，没有甘油激酶，无法利用脂解产生的甘油。甘油进入血液，转运至肝脏后才能被甘油激酶磷酸化为3-磷酸甘油，再经磷酸甘油脱氢酶氧化成磷酸二羟丙酮，进入糖酵解途径或糖异生途径。,1.2 磷脂的代谢,磷脂水解的最后产物脂肪酸进入氧化途径，甘油和磷酸则进入糖代谢 溶血磷脂,1.3 胆固醇酯的酶促水解,胆固醇酯-胆固醇 + 脂肪酸当胆固醇水平随着年龄或饮食条件的改变而上升时，胆固醇脂也同时上升。胆固醇酯与总胆固
5、醇比值正常值： 0.60.81 胆固醇酯与总胆固醇比值临床意义： (1)鉴别肝内外黄疸：阻塞性黄疸比值正常，肝细胞性黄疸比值降低。(2)增高：肝细胞损伤、病毒性肝炎早期、家族性卵磷酯胆固醇酰基转移酶缺乏。,2. 脂肪酸的分解代谢,2.1 脂肪酸的-氧化-（1）活化,脂肪酸分解发生于原核生物的细胞溶胶及真核生物的线粒体基质中。它在进入线粒体基质前，先发生如下的反应,脂酰辅酶A合成酶,放能反应,除脑组织外,大多数组织均可进行， 其中肝、肌肉最活跃。,脂肪酸的活化的机制,脂酰 腺苷酸混合酸酐中间体,瞬间四面体中间体,（2） 脂肪酸转入线粒体,短或中长链脂肪酸：直接进入线粒体 长链脂肪酸： 1）肉碱-
6、脂酰转移酶I催化下与肉碱生成脂酰肉碱；2）再通过线粒体内膜的移位酶穿过内膜，由肉碱转移酶II催化重新生成脂酰辅酶A；3）最后肉碱经移位酶回到细胞质。,特殊的运送机制,(3) -氧化,偶数碳原子的脂肪酸己酸（C6） 带上苯基示踪物,1904年，德国化学家Knoop发现,苯基以苯乙酰N甘氨酸（苯乙尿酸）形式出现,奇数碳原子的脂肪酸戊酸（C5） 带上苯基示踪物,苯基以苯甲酰N甘氨酸（马尿酸）形式出现,结论：脂肪酸氧化每次降解下一个2碳单元的片段，氧化是从羧基端的位碳原子开始的，释下一个乙酸单元,乙酰CoA,-氧化:激活的脂肪酸运进线粒体后在酶的作用下，在位经过脱氢、加水、再脱氢和硫解四步反应生成一个
7、乙酰CoA和少两个碳的脂酰CoA，如此不断循环，直至将长链脂肪酸都分解为乙酰CoA(丙酰CoA)的过程，称为-氧化。,线粒体中脂肪酸彻底氧化的三大步骤,1.-氧化:活化为酯酰CoA 2.酯酰CoA进入柠檬酸循环 3.NADH和FADH2把电子送到呼吸链，经过呼吸链，电子被运送给氧原子，同时ADP形成ATP。,脂肪酸-氧化的反应途径,反式-2-烯脂酰CoA,烯酯酰CoA水化酶,L-羟酯酰CoA,-酮酯酰CoA,硫解酶,活化,L-羟酯酰CoA脱氢酶,脂酰-CoA脱氢酶的作用,此类酶共有三种： 根据线粒体基质中脂酰CoA碳氢链的不同长度，短、中等和长链，而有各自的特异酶。 催化反应的作用点为C-C。
8、脱下的质子被FAD 得到。 FADH2被线粒体电子传递链再氧化。 存在于西非荔枝果 akee中的降糖氨酸A对乙酰辅酶A脱氢酶的抑制作用 缺失：婴儿猝死症候群 ；牙买加呕吐病,反式-2-烯脂酰CoA,肉碱转运载体,线粒体膜,一轮-氧化：+1FADH2（氧化产生1.5个ATP）、1NADH（被氧化呼吸链氧化产生2.5个ATP）1乙酰-CoA(进入柠檬酸循环可产生10个ATP） 软脂酸（C15H31COOH）彻底氧化产生？ATP,（4）-ox的能量变化,1个软酯酰-CoA,8个乙酰-CoA+7FADH2+7NADH,8个乙酰-CoA=80ATP 7FADH2=10.5ATP 7NADH=17.5AT
9、P 共108ATP 净算：106个ATP,活化：-2 ATP,能量转化率：33%,-氧化的要点：,脂肪酸的活化需消耗1个ATP的二个高能键，在细胞液中进行。 脂酰-SCoA需经肉碱携带进入线粒体。 脂肪酸-氧化在线粒体内进行，关键酶是脂酰CoA脱氢酶和- 羟脂酰CoA脱氢酶。 -氧化反应不可逆。 -氧化包括脱氢、水化、脱氢、硫解4个重复步骤。 乙酰-SCoA可进入TCA，氧化生成CO2和水，如此重复。 生理意义：是脂肪酸分解供能的主要形式，可产生大量ATP，提供空腹时机体所需总能量的50。,油酰CoA的氧化,（5）不饱和脂肪酸的氧化,发生在线粒体内 也是经-氧化，但需要另外两个酶：异构酶和还原
10、酶,油酰CoA,3顺十二烯酰-CoA,2反十二烯酰-CoA,烯酰-CoA异构酶,烯酰-CoA水合酶,十二酰-CoA,亚油酰CoA的氧化,烯酰-CoA异构酶,脂酰-CoA脱氢酶,2，4二烯酰-CoA还原酶,2.1 奇数碳原子脂肪酸的氧化生成丙酰-CoA,丙酰CoA,丙酰CoA羧化酶,D-甲基丙二酰CoA,甲基丙二酰CoA异构酶,L-甲基丙二酰CoA,甲基丙二酰CoA变位酶,琥珀酰CoA,进入柠檬酸循环进一步进行代谢,大多数哺乳动物组织中奇数碳原子的脂肪酸是罕见的，但在反刍动物，如牛中，奇数碳链脂肪酸氧化提供的能量相当于它们所需能量的25。反刍动物对VitB12需要量非常高，其来源于细菌、真菌、纤
11、毛虫等。,VB12,5-脱氧腺苷钴胺素,2.脂肪酸氧化的其它途径,存在于植物种子、叶子，动物脑和肝脏。以游离脂肪酸为底物，涉及分子氧或过氧化氢，对支链、奇数和过长链（22）脂肪酸的降解有重要作用。哺乳动物叶绿素代谢时，经过水解、氧化，生成植烷酸，其位有甲基，需通过氧化脱羧才能继续氧化。 氧化有以下途径： 脂肪酸在单加氧酶作用下羟化，需Fe2+和抗坏血酸，消耗一个NADPH。经脱氢生成-酮脂肪酸，脱羧生成少一个碳的脂肪酸。 在过氧化氢存在下，经脂肪酸过氧化物酶催化生成D-氢过氧脂肪酸，脱羧生成脂肪醛，再脱氢产生脂肪酸或还原。,2.2 -氧化 和-氧化,-氧化,植烷酸-羟化酶,植烷酸-氧化酶,降植
12、烷酸,植烷酸-氧化,1异丁酰基CoA,3乙酰CoA,3丙酰 CoA,Refsum病（植烷酸累积病 ）,症状：一开始走路不稳，摇摇晃晃，说起话来结结巴巴，看东西迷迷糊糊，听声音含糊不清；以后逐步出现心脏、皮肤、肌肉、神经等异常病症；严重的还会导致死亡。 治疗：缺少有效药物。坚持不吃蔬菜、水果做的食品以及牛油（俗称白脱油，也含有大量植烷酸），病人的病情就会逐渐好转。,最早由挪威神经病学家Sigvald Refsum在第二次世界大战末期报告。1963年德国人Riehterieh等人发现,-氧化,末端甲基氧化,12个碳以下的脂肪酸可通过-氧化降解，末端甲基经氧化作用转变为-羟脂酸，再氧化成， - 二羧
13、酸进行-氧化。一些细菌可通过-氧化将烷烃转化为脂肪酸，从两端进行-氧化降解，速度快。,2.3.2 肝脏中酮体的形成,2.3. 酮体,2.3.1 乙酰-CoA的代谢结局 进入柠檬酸循环; 合成固醇类;合成脂肪酸;合成酮体.,硫解酶,乙酰乙酰-CoA,-羟- -甲基戊二酰-CoA,乙酰辅酶A在肝和肾可生成乙酰乙酸、-羟基丁酸和丙酮，称为酮体。肝通过酮体将乙酰辅酶A转运到外周组织中作燃料。心和肾上腺皮质主要以酮体作燃料，脑在饥饿时也主要利用酮体。平时血液中酮体较少，有大量乙酰辅酶A必需代谢时酮体增多，可引起代谢性酸中毒，如糖尿病。,乙酰乙酸,-羟基丁酸,丙酮,CoASH,CoASH,NAD+,NAD
14、H+H+,-羟丁酸 脱氢酶,HMGCoA合成酶,乙酰乙酰CoA硫解酶,HMGCoA裂解酶,-羟- -甲基戊二酸单酰CoA合成酶,乙酰乙酸(acetoacetate) 、-羟丁酸(-hydroxybutyrate)、丙酮(acetone)三者总称为酮体。,血浆水平：0.030.5mmol/L(0.35mg/dl),代谢定位： 生成：肝细胞线粒体 利用：肝外组织（心、肾、脑、骨骼肌等）线粒体 肝脏生成，肝外利用,肝脏线粒体中乙酰-CoA有4种去向：(1)TCA循环 （2）合成胆固醇 （3）合成脂肪酸 （4）酮体代谢（ketone body) 肝脏线粒体中的乙酰CoA走哪一条途径，主要取决于草酰乙酸
15、的可利用性。 饥饿状态下，草酰乙酸离开TCA，用于异生合成Glc。只有少量乙酰CoA可以进入TCA，大多数乙酰CoA用于合成酮体。,糖尿病酮症酸中毒(diabetic ketoacidosis，DKA),糖尿病代谢紊乱加重时，脂肪动员和分解加速，大量脂肪酸在肝经氧化产生大量酮体。当酮体生成量剧增，超过肝外组织的氧化能力时，血酮体升高称为酮血症，尿酮体排出增多称为酮尿，临床上统称为酮症。乙酰乙酸和-羟丁酸均为较强的有机酸，大量消耗体内储备碱，若代谢紊乱进一步加剧，血酮体继续升高，超过机体的处理能力，便发生代谢性酸中毒 。 症状：大脑功能受到损伤，氧利用减低，出现嗜睡、意识障碍而逐渐进入昏迷状态。
16、严重时二氧化碳储留，为了排出多余的二氧化碳，呼吸中枢兴奋而出现不规则的深、快呼吸，呼吸中有丙酮产生的特异的腐烂水果味。 当前临床酮体分析: 酮体存在于多种疾病，不惟糖尿病独有，特异性较低；种类较多，目前还没有完善的方法测定生物体内总酮体。,是糖尿病急性并发症,2.3.3 肝外组织使用酮体作为燃料,-羟基丁酸,乙酰乙酸,-酮酰-CoA转移酶,乙酰乙酰-CoA,硫解酶,提供能量给肝外组织,2乙酰CoA,乙酰乙酰CoA,乙酰CoA,乙酰乙酸,HMGCoA,D(-)-羟丁酸,丙酮,乙酰乙酰CoA,琥珀酰CoA,琥珀酸,酮体的生成和利用的总示意图,2乙酰CoA,2.3.4 酮体生成的生理意义,酮体是脂肪
17、酸分解代谢的正常产物，是肝脏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。 酮体合成的场所是在肝脏和反刍动物的瘤胃壁细胞中。酮体合成的关键酶是HMGCoA合成酶。酮体分解在肝脏以外的组织中进行，这些组织有酮体分解的关键酶乙酰乙酸琥珀酸CoA转移酶。 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。,3. 脂类的合成代谢,脂肪是以甘油三酯的形式贮存在脂肪组织内。当机体需要时,甘油三酯可逐步水解为游离脂肪酸及甘油并释放入血以供其他组织氧化利用,这一过程称为脂肪动员。 脂肪肝是肝细胞内脂肪堆积过多的一种病变，正常肝脏内脂肪占肝脏湿重的3%5%。当肝脏无法代谢过多
18、的脂肪，而导致脂肪在肝脏内蓄积，蓄积脂肪含量超过肝脏湿重的5%或组织学上50%以上肝细胞脂肪化，即称为脂肪肝。,脂肪肝,1.长期大量饮酒者。我国酗酒者酒精性肝病的发病率为20%，其中75%发生脂肪肝。2.营养过剩、肥胖、不爱运动、长期伏案工作者。重度肥胖症患者脂肪肝的发病率可高达60%90%。另外，还有一些慢性病患者，不加节制地大量增加营养及高热量饮食，或长期持续静脉点滴高浓度葡萄糖，造成营养过剩，最终也可导致脂肪肝。3.某些内分泌疾病患者。最常见的是糖尿病，其脂肪肝的发病高达20%80%（平均50%），同时脂肪肝患者得糖尿病的比例平均可达25%。4.长期服用某些药物或经常接触一些化学物品者。
19、这些药物有类固醇激素、生长激素、某些镇静安眠药等；化学物品有苯、砷、碘仿、四氯化碳等。5. 营养不良者。长期营养不良也会导致脂肪肝，这是因为当营养摄入不足，就会动员体内贮存的脂肪，于是大量游离脂释放到血液中并沉积在肝脏，引发营养不良性脂肪肝。,3-磷酸脱氢酶,NAD+,NADH+H+,甘油激酶,3- p 甘油,糖酵解,脂肪降解,3.1 脂酰甘油的生物合成,原料:脂酰-CoA（来自脂肪酸的活化）+ 3- p 甘油（来源于以下两条途径）,二羟丙酮磷酸,甘油,3.2、脂肪酸的合成,(一) 脂肪酸的从头合成,原料：乙酰CoA、 ATP、HCO3、NADPH,产物：不超过16碳的饱和脂肪酸,部位： 动物
20、体 细胞质 植物体 叶绿体和前质体,脂肪酸的从头合成与-氧化的比较,区别要点 从头合成 -氧化,细胞内进行部位 胞液 线粒体酰基载体 ACP-SH COA-SH 二碳单位参与或断裂形式 丙二酸单酰ACP 乙酰COA 电子供体或受体 NADPH+H+ FAD,NAD -羟酰基中间物的立体构型不同 D型 L型 对HCO3-和柠檬酸的需求 需要 不需要所需酶 7种 4种 能量需求或放出 消耗7ATP及14NADPH+H+ 产生106ATP,（1） 乙酰CoA（碳源）的来源及转运,来源 线粒体内的丙酮酸氧化脱羧（糖） 脂肪酸的-氧化 氨基酸的氧化 转运 柠檬酸穿梭（三羧酸转运体系）,NADPH的来源,
21、磷酸戊糖途径（主要来源）柠檬酸-丙酮酸循环,循环的净结果是将乙酰CoA从线粒体转运到了细胞质，同时也消耗了化学能ATP。在植物体中，线粒体内产生的乙酰CoA先脱去CoA以乙酸的形式运出线粒体，再在线粒体外由脂酰CoA合成酶催化重新形成乙酰CoA。因此植物体内可能不存在“柠檬酸穿梭”。,（2） 丙二酸单酰CoA的形成,在脂肪酸的从头合成过程中，参入脂肪酸链的二碳单位的直接提供者并不是乙酰CoA，而是乙酰CoA的羧化产物 丙二酸单酰CoA（malonyl-CoA）。,乙酰CoA羧化酶的组成,在原核生物中，由两种酶和一种蛋白质组成三元多酶复合体 生物素羧基载体蛋白（biotin carboxyl-c
22、arrierprotein，BCCP） 生物素羧化酶羧基转移酶,真核生物哺乳动物的乙酰CoA羧化酶是两个亚基组成的二聚体，每个亚基兼具上述的三种催化活性。,丙二酸单酰CoA的合成,乙酰CoA的羧化为不可逆反应，是脂肪酸合成的限速步骤，故乙酰CoA羧化酶的活性高低控制着脂肪酸合成的速度。,影响乙酰CoA羧化酶活性的因素：（在动物体中）柠檬酸：促进无活性的单体聚合成有活性的全酶，从而加速脂肪酸的合成；软脂酰CoA：促使全酶的解体，因而抑制脂肪酸的合成。,（3） 脂肪酸合酶,脂肪酸合酶系统（fatty acid synthase system，FAS）,动物 FA的组成, 乙酰CoA-ACP转移酶
23、丙二酸单酰CoA-ACP转移酶 -酮脂酰-ACP合酶 -酮脂酰-ACP还原酶 -羟脂酰-ACP脱水酶 烯脂酰-ACP还原酶 硫酯酶ACP 脂酰基载体蛋白, 脂酰基载体蛋白（ACP） 一个相对分子量低的蛋白质。 辅基：磷酸泛酰巯基乙胺磷酸泛酰巯基乙胺通过-SH与脂酰基相连，犹如摇臂，把脂酰基从一个催化中心转移到另一个催化中心,4-磷酸泛酰巯基乙胺是ACP和CoA的共同活性基团。ACP上的Ser羟基与4-磷酸泛酰巯基乙胺上的磷酸基团相连,ACP：不同生物体中的ACP十分相似：大肠杆菌中的ACP是一个由77个氨基酸残基组成的热稳定蛋白质，在它的第36位丝氨酸残基的侧链上，连有辅基4-磷酸泛酰巯基乙胺
24、。,ACP辅基,ACP,SH,ACP辅基犹如一个转动的手臂，以其末端的巯基携带着脂酰基依次转到各酶的活性中心，从而发生各种反应，如下图所示。,酵母脂肪酸合成酶的结构模型,酵母(66)6种酶 + ACP：ACP、-酮脂酰合成酶、-酮脂酰还原酶：脂酰转移酶、丙二酸单酰转移酶、-羟脂酰脱水酶、-烯脂酰还原酶电镜下直径为25nm,哺乳动物(2 ，多酶融合体) 7种酶 + ACP,结构域I：底物进入酶系进行缩合的单元，乙酰转移酶、丙二酸单酰转移酶、缩合酶,结构域II：还原反应物的单元，ACP、-酮脂酰还原酶、-羟脂酰脱水酶、-烯脂酰还原酶,结构域III：释放软脂酸的单元，软脂酰-ACP硫酯酶。,多酶融合
25、体：不同的酶以共价键连在一起，形成单一的肽连，称为多酶融合体。有利于酶的协同作用，提高催化效率。,E.Coli软脂酸合成的途径,乙酰CoA:ACP转移酶,乙酰合酶,丙二酸单酰CoA:ACP转移酶,丙二酸单酰ACP,乙酰乙酰ACP,-酮脂酰ACP合酶,-酮脂酰ACP还原酶,D-羟丁酰ACP,D-羟丁酰ACP脱水酶,丁酰ACP,烯脂酰ACP还原酶,丁烯酰ACP,第二次循环：丁酰-S-ACP的丁酰基由ACP转移至-酮脂酰-ACP合成酶上。多数生物（尤其动物）仅限于形成软脂酸（16C），因为-酮脂酰ACP合成酶不能接受16C酰基。,缩合反应,CH3-CS-合酶+,=,O,-酮脂酰-ACP合酶,+合酶-
26、SH+CO2,由于缩合反应中， -酮脂酰-ACP合酶是对链长有专一性的酶，仅对14C及以下脂酰-ACP有催化活性，故从头合成只能合成16C及以下饱和脂酰-ACP。,丙二酸单酰CoA,乙酰乙酰ACP,总反应式,8CH3-CSCOA,=,O,+7ATP+14NADPH+14H +,CH3 ( CH2)14COOH,+14NADP+ +8CoASH + 7ADP +7Pi+6H2O,那么这个过程与糖代谢有一定关系：,原料（乙酰辅酶A ）来源 羧化反应中消耗的ATP可由EMP途径提供 还原力NADPH从哪来？,反应中所需的NADPH+H+约有40%来自戊糖磷酸途径，其余的60%可由苹果酸酶反应中生成的
27、NADH+H+间接转化提供,NADH+H +草酰乙酸,苹果酸脱氢酶,苹果酸+NAD+,苹果酸+NADP+,苹果酸酶,丙酮酸+CO2+NADPH+H +,总反应：,NADH+H+NADP+ +草酰乙酸,丙酮酸+CO2+NADPH+H+NAD+,奇数碳原子饱和脂肪酸合成以丙二酸单酰ACP为起始物，逐加入 的二碳也是丙二酸单酰ACP。,小结,这一过程是以乙酰CoA为起点(引物)，由丙二酸单酰CoA在羧基端逐步添加二碳单位，合成出不超过16碳的脂酰基，最后脂酰基被水解成游离的脂肪酸。,整个过程都是在脂肪酸合酶系统中进行。,第二阶段包含有多轮酶促反应，每经历一轮可以使脂肪酸链在羧基端延长一个二碳单位，同
28、时消耗2分子还原剂NADPH。,整个合成的碳源来自乙酰CoA，尽管CO2参与了合成，但没有被消耗，其作用是乙酰CoA通过羧化将ATP的能量贮存在丙二酸单酰CoA中，从而在缩合反应中通过脱羧放能而使反应向正方向即合成的方向进行，这要比两分子的乙酰CoA进行的缩合反应更易进行。,（4） 脂肪酸链的延长,1).延长发生的部位,和,2). 延长过程,该过程是以脂酰CoA（不是脂肪酸）作为起点(引物)，通过与从头合成相似的步骤，即缩合还原脱水再还原，逐步在羧基端增加二碳单位。至于延长的具体方式，在细胞的不同部位都不相同。,线粒体中的延长过程：相当于脂肪酸-氧化过程的逆转，只是第二次还原反应由还原酶而不是
29、脱氢酶催化，电子载体为NADPH而不是FADH2；内质网上的延长过程：与从头合成过程相似，只是脂酰基的载体为CoA而不是ACP。,A 动物体中脂肪酸链的延长,植物的脂肪酸延长系统有两个 叶绿体或前质体中的只负责将软脂酸转变为硬脂酸（18:0），这一过程类似于从头合成途径；碳链的进一步延长则由内质网上的延长系统完成。,B.植物体中脂肪酸链的延长,脂肪酸碳链的延长过程,（5）.不 饱 和 脂 肪 酸 的 合 成,在生物体内存在大量的各种不饱和脂肪酸，如棕榈油酸（16:1D9）、油酸（18:1D9）、亚油酸（18:2D9,12）、亚麻酸（18:3D9,12,15）等，它们都是由饱和脂肪酸经去饱和作用
30、而形成的。 去饱和作用有需氧和厌氧两条途径，前者主要存在于真核生物中，后者存在于厌氧微生物中。,去饱和作用一般首先发生在饱和脂肪酸的9、10位碳原子上，生成单不饱和脂肪酸（如棕榈油酸、油酸）。 但是哺乳动物缺少能够在C9位以外引进引进双键的酶。所以亚油酸和亚麻酸不能经生物合成得到，只能从食物中获得。因此，这些脂肪酸对人类和哺乳动物是必需脂肪酸。但动物能通过去饱和作用和延长脂肪酸碳链的过程将它们转变为二十碳四烯酸。,厌氧途径只能生成单不饱和脂肪酸，因此厌氧微生物中不存在多不饱和脂肪酸。,（1）、 酶浓度调节： 乙酰CoA羧化酶(产生丙二酸单酰CoA) 脂肪酸合成酶系 苹果酸酶(产生还原当量) （
31、2）、 酶活性的调节： 乙酰CoA羧化酶是限速酶。 别构调节：柠檬酸激活、软脂酰CoA反馈抑制。 P267 图29-12 脂肪酸合成的调节共价调节：胰高血糖素、肾上腺素磷酸化抑制，胰岛素脱磷酸化激活。 P267 图29-13乙酰CoA羧化酶的共价调节,脂肪酸合成的调节,脂酰-CoA,RCH2CH2CH2COOH,脂酰-CoA合成酶,CoASH+ATP,AMP+PPi,RCH2CH2CH2COSCoA,合成过程,4.1 膜结构脂类:磷脂和糖脂,4. 磷脂、鞘脂的代谢,磷酸甘油酯是磷脂酸的衍生物,鞘脂类的代谢,鞘脂类典型的结构特征是具有一长链和羟基化的二级胺,（一）鞘磷脂,一种由神经酰胺的C-1羟
32、基上连接了磷酸胆碱（或磷酸乙醇胺）构成的鞘脂。存在于大多数哺乳动物细胞的质膜内，是髓鞘的主要成分。,鞘磷脂病又称尼曼-皮克(Niemann-Pick)病,系由于组织中显著缺少鞘磷脂酶致使单核-巨噬系统和其他组织的细胞中鞘磷脂积聚。如缺乏此酶可引起肝、脾肿大、神经障碍等。本病为常染色体隐性遗传,多见于犹太人,我国少见。,（二）鞘糖脂 （脑苷脂、脑硫脂、神经节苷脂）,鞘糖脂的分解代谢,发生在溶酶体中,葡萄糖,3-磷酸甘油,转酰酶,2RCOCoA,2CoA,磷脂酸,磷酸酶,Pi,1,2-甘油二脂,CDP-乙醇胺,CMP,CDP-胆碱,CMP,脂酰 -CoA,CoA,磷脂酰乙醇胺（脑磷脂）,磷脂酰胆碱
33、 （卵磷脂）,甘油三脂,4.2 磷脂类,合成部位：全身各组织，尤肝、肾、肠等（内质网）,CDP：5-胞苷二磷酸,葡萄糖,3-磷酸甘油,转酰酶,2RCOCoA,2CoA,磷脂酸,CDP-甘油二脂,肌醇,CMP,丝氨酸,CMP,磷脂酰甘油,CMP,磷脂酰肌醇,磷脂酰丝氨酸,二磷脂酰甘油（心磷脂）,CTP,PPi,胞苷转移酶,合成酶,4.3 鞘磷脂和鞘糖脂,鞘磷脂合成 （1）、部位：全身各组织，大脑（内质网） （2）、原料：软脂酰CoA、丝氨酸、P-吡哆醛CDP-胆碱等,鞘脂的生物合成由3-酮鞘氨醇合成酶催化的反应开始,3-酮鞘氨醇,二氢鞘氨醇,N-脂酰二氢鞘氨醇,神经酰胺,软脂酰-CoA,3-酮鞘
34、氨醇合酶,3-酮鞘氨醇还原酶,N-脂酰二氢鞘氨醇还原酶,鞘磷脂,葡糖神经酰胺,5 胆固醇的代谢,甾醇存在于绝大多数真核细胞膜的结构脂中，他们的结构特点是含有四个烃环合为一体的甾核。胆固醇是自然界存在最丰富的甾醇化合物，是人体的重要脂类物质之一。它是膜、血浆脂蛋白的重要组成成分，也是许多具有特殊生物活性物质的前体。,（一）概论,肝： 7080 全身各组织 （胞液、内质网） 小肠： 10除成年动物脑组织等,合成部位,原料GAAFA 过程（约 30 步酶反应）,乙 酰 CoA,乙酰CoA 乙酰CoA乙酰CoA 乙酰乙酰CoA HMG-CoAC2 C4 C6 鲨烯 胆固醇 C30 C27HMG-CoA
35、: 羟甲基戊二酸单酰CoA,HMG-CoA还原酶,HMG-CoA合成酶,限速酶,1分子胆固醇,18乙酰CoA + 36ATP + 16(NADPH+H+),葡萄糖有氧氧化,葡萄糖经磷酸戊糖途径,乙酰CoA通过柠檬酸-丙酮酸循环出线粒体,合成原料,1） 甲羟戊酸 的合成,2）鲨烯的合成,3） 胆固醇的合成,6. 脂肪酸代谢的调节,（一）脂肪酸进入线粒体的调控肉碱酰基转移酶I受丙二酰-CoA的强烈抑制,丙二酰-CoA含量高有利于脂肪酸的合成. （二）心脏中脂肪酸氧化的调节心脏以脂肪酸的氧化为主要能源,若耗能减少,乙酰-CoA和NADH含量增高,抑制脂肪酸的氧化. （三）激素对脂肪酸代谢的调节 胰高
36、血糖素、肾上腺素通过cAMP-PKA途径激活激素敏感脂酶，促进脂肪酸氧化，抑制乙酰-CoA羧化酶，抑制脂肪酸从头合成。 胰岛素刺激三酰甘油、糖原的合成。 胰高血糖素和胰岛素的比例在决定脂肪酸代谢的方向和速度中至关重要。,脂肪酸分解代谢与合成代谢是协同受调控的，并由此决定了血浆中脂肪酸的含量。,（四）根据机体代谢需要的调控肝外组织对能量的需求影响肝脏中脂肪酸的氧化分解和酮体代谢。若软脂酰-CoA过量,会抑制脂肪酸的合成.细胞质中柠檬酸水平高促进脂肪酸合成 （五）长时间膳食的改变导致相关酶水平的调整 长时间食用低脂肪饲料的大鼠,乙酰-CoA羧化酶的活力会大幅度提高,可能是提高了基因转录的速度.,基本要求,1.熟悉脂质的消化、吸收和传送。 2.掌握饱和脂肪酸的氧化途径。（重点） 3.熟悉不饱和脂肪酸的氧化途径。（难点） 4.掌握酮体的生成、利用和生物学意义。（重点） 5.熟悉磷脂、鞘脂类和甾醇的代谢。 6.掌握脂肪酸代谢的调节。（重点） 7.掌握饱和脂肪酸的合成途径及调控。（重点） 8.熟悉不饱和脂肪酸的合成途径及调控。 9.熟悉磷脂、鞘脂类和甾醇的合成途径及调控。,Thank you for your attention!,
