1、第8章 脂类代谢,信号作用、被LPL识别,chylomicron particle乳糜微粒,胆固醇,磷脂,胆固醇酯,三酰甘油酯,Glycolysis,脂类,不溶于水，但能溶于非极性有机溶剂。,脂类,脂肪,可变脂,磷脂,糖脂,固醇,基本脂,脂肪（三酰甘油）,1分子甘油和3分子脂肪酸结合而成的酯。,脂肪酸,饱和脂肪酸：软脂酸（16C）、硬脂酸（18C）,不饱和脂肪酸,含1个双键（油酸）,含2个双键（亚油酸）,含3个双键（亚麻酸）,含4个双键（花生四烯酸）,第节 脂肪的分解代谢,脂肪,甘油,脂肪酸,脂肪酶,一、脂肪的消化和吸收,CH2-O -C-R1,R2-C-O-CH,CH2OH,限速步骤，磷酸化
2、的脂肪酶有活性，动物的脂肪酶存在于脂肪细胞中，而植物的脂肪酶存在脂体、油体及乙醛酸循环体中。,二、甘油的代谢,甘油激酶存在于肝脏细胞,甘油激酶,磷酸酯酶,NAD+,NADH +H+,磷酸甘油脱氢酶,异构酶,磷酸丙糖,糖异生,葡萄糖,EMP,-,-,乙酰COA,TCA,CO2+H2O,糖代谢与脂代谢通过磷酸二羟丙酮或3磷酸甘油醛联系起来。 动物的脂肪细胞中无甘油激酶，则甘油需要经血液运到 肝细胞中进行氧化分解。,三、脂肪酸的分解代谢,饱和脂肪酸的氧化分解不饱和脂肪酸的氧化分解,-氧化作用 -氧化作用 -氧化作用,单不饱和脂肪酸的氧化分解 多不饱和脂肪酸的氧化分解,奇数C原子脂肪酸的氧化分解,（一
3、）-氧化作用,饱和脂肪酸在一系列酶的作用下，羧基端的位C原子发生氧化，碳链在位C原子与位C原子间发生断裂，每次生成一个乙酰CoA和较原来少二个碳单位的脂肪酸，这个不断重复进行的脂肪酸氧化过程称为-氧化。,脂肪酸在氧化分解时，碳链的断裂发生在脂肪酸的与-位之间； 脂肪酸碳链的断裂方式是每次切除2个碳原子； 偶数或奇数碳、饱和或不饱和脂肪酸的主要分解方式； -氧化在线粒体中进行。,b,b,a,a,1、脂肪酸的活化,脂肪酸进入细胞后，首先在线粒体外或胞浆中被活化，形成脂酰CoA，然后进入线粒体基质进行氧化。,总反应：,脂酰CoA合成酶,2、脂酰CoA转运入线粒体,载体肉碱脂酰CoA合成酶和脂酰肉毒碱
4、转移酶I是脂肪酸氧化的限速酶。,-氧化在线粒体基质中进行，而脂肪酸第一步活化在胞液中，脂酰CoA（10C以上）不能进入线粒体，后面的步骤发生在线粒体中，所以涉及特殊的 转运机制来帮助跨膜。,3、-氧化的反应过程,脱氢、水化、再脱氢、硫解四步反应； 反应产物： 1分子乙酰CoA少2个碳的脂酰CoA 反复进行，直至全部变成乙酰CoA。,脱氢,脂酰CoA,-烯脂酰CoA,水合,-烯脂酰CoA,L(+)-羟脂酰CoA,2,再脱氢,此脱氢酶具有立体专一性，只催化L(+)-羟脂酰CoA的脱氢。,-羟脂酰CoA,-酮脂酰CoA,硫解,-氧化是重点， 氧化对象是脂酰， 脱氢加水再脱氢， 硫解切掉两个碳， 产物
5、乙酰CoA， 最后进入TCA。,记忆方法,-氧化的反应历程,RCH2CH2COOH,RCH2CH2COSCOA,（脂酰COA）,-,（2反式烯脂 酰COA）,-,（L- 羟脂酰COA）,（- 酮脂酰COA）,R-CSCOA+ CH3-CSCOA,继续-氧化,脂酰CoA脱H酶（3种）,脂肪酸氧化最终的产物为乙酰CoA、NADH和FADH2。生成的ATP数量为：以软脂酸（16C）为例计算其完全氧化所生成的ATP分子数：,4、脂肪酸-氧化产生的能量,经过7次循环，产生7个NADH，7个FADH2， 8分子乙酰CoA。,5、 脂肪酸-氧化的生理意义,（1）为机体供能脂肪酸的完全氧化为机体生命活动提供比
6、糖氧化更多的能量。（2）为生物合成提供原料-氧化的产物乙酰CoA可以作为合成脂肪酸、酮体和某些氨基酸的原料。（3）为机体供水-氧化产生大量的水可供陆生动物对水的需要。,（二）脂肪酸的其它氧化方式,-氧化：动物体肝脏的微体或某些细菌中，C10 或C11脂肪酸的碳链末端碳原子（-碳原子）可以先被氧化，形成二羧酸。二羧酸进入线粒体内后，可以从分子的任何一端进行-氧化。 -氧化：脂肪酸的-碳被氧化成羟基，生成-羟基酸。-羟基酸可进一步脱羧、氧化转变成少一个碳原子的脂肪酸。,（三）不饱和脂肪酸的氧化,单不饱和脂肪酸的氧化顺反烯脂酰CoA异构酶 多不饱和脂肪酸的氧化顺反烯脂酰CoA异构酶,- 羟脂酰CoA
7、差向异构酶,乙酰COA的可能去路,1、TCA CO2+H2O+能量 2、乙醛酸循环 糖异生 生糖 3、脂肪酸、固醇等合成的原料 4、生成酮体 在动物肝、肾脏中有可能产生乙酰乙酸、D-羟丁酸和丙酮（酮体）。,酮体(ketone bodies)：乙酰乙酸(acetoacetate) 、-羟丁酸(-hydroxybutyrate)、丙酮(acetone) 。,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 合成原料： 脂肪酸-氧化产物乙酰CoA，一是进入三羧酸循环氧化供能，二是在肝细胞中生成酮体。,四、酮体代谢,过多的乙酰CoA形成酮体。 乙酰乙酸、-羟丁酸和丙酮统称酮
8、体,记忆方法,酮体一家兄弟三，丙酮还有乙乙酸， 再加-羟丁酸，生成部位是在肝， 肝脏生酮肝不用，体小易溶往外送， 容易摄入组织中，氧化分解把能供。,酮体的作用,1. 某些器官的主要燃料分子。 2. 水溶性的乙酰基单位的可转运形式。 3. 具有调节作用。,一、磷酸甘油的生成甘油酯水解 甘油 磷酸甘油磷酸二羟丙酮,甘油激酶,磷酸甘油脱氢酶,NADH+H+,第2节 脂肪的合成代谢,1、来自脂肪的水解,2、 来自EMP途径,二、脂肪酸的生物合成,（一）饱和脂肪酸的合成 （二）脂肪酸碳链的延长 （三）不饱和键的形成,过程：,（一）饱和脂肪酸从头合成,动物：细胞质植物：叶绿体和前质体碳源：乙酰CoA,合成
9、场所：,1、乙酰CoA的转运,乙酰CoA的来源 糖分解代谢（丙酮酸氧化脱羧）氨基酸氧化脂肪酸降解反刍动物瘤胃中的乙 酸、丁酸等转变乙酰CoA的转运柠檬酸穿梭,柠檬酸,草酰乙酸,丙酮酸,H2O ATP CO2,乙酰辅酶A,丙酮酸羧化酶,线粒体内膜,线粒体基质,胞液,三羧酸载体,柠檬酸,草酰乙酸,乙酰CoA,ATP,CoASH,ADP+Pi,柠檬酸裂解酶,苹果酸,丙酮酸,NADH+H+,NAD+,NADP+,NADPH+H+,CO2,丙酮酸氧化脂肪酸氧化氨基酸氧化,苹果酸,脂肪酸合成,苹果酸酶,草酰乙酸,2、丙二酸单酰CoA的形成乙酰CoA：合成原料二碳单位的直接供体：丙二酸单酰CoA乙酰CoA羧
10、化酶 （大肠杆菌）,生物素羧化酶，BC,生物素载体蛋白，BCCP,羧基转移酶，CT,乙酰CoA羧化酶脂肪酸合成的限速酶,+ADP+Pi,乙酰CoA羧化酶,作 用 机 制 （柠檬酸正调节，软脂酰CoA变构抑制）,ATP+HCO3-+BCCP,生物素羧化酶,BCCP-CO2 +ADP,BCCP-CO2 +,羧基转移酶,HOOC-CH2-CSCOA +BCCP,BCCP：biotin carboxyl carrier protion 生物素羧基载体蛋白,O,+ HCO3-,生物素-酶,CO2-生物素-酶,biotin carboxylase,Trans- carboxylase,丙二酸单酰CoA,3
11、、脂肪酸合酶系统（FAS） 6种酶，以无活性的ACP为中心 合成过程的中间产物以共价键与ACP相连,ACP,SH,脂酰基载体蛋白（ACP-SH） ACP-脂酰基转移酶 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,酰基载体蛋白 (ACP),巯基乙胺,对热稳定的蛋白质，分子量较小，在其丝氨酸残基结合一个4-磷酸泛酰巯基乙胺，起着传递酰基的作用。,ATACP转酰基酶,ER烯脂酰-ACP还原酶,HD-羟脂酰-ACP脱水酶,KR-酮脂酰-ACP还原酶,MT丙二酸单酰CoA-ACP 转酰基酶,KS-酮脂酰-ACP合成酶
12、,乙酰ACP,转移到KS的半胱氨酸,丙二酸单酰ACP,D-羟丁酰-ACP,，-丁烯酰-ACP,丁酰-ACP,4、 反 应 历 程,（1）起始反应,CH3-CSACP,=,O,ACP-SH,酮脂酰-ACP合酶,CH3-CS-合酶,=,O,（2）丙二酸单酰基转移反应,COA-SH,ACP-SH,ACP脂酰基转移酶,（3）缩合反应,CH3-CS-合酶+,=,O,-酮脂酰-ACP合酶,+合酶-SH+CO2,（4）还原反应,+NADPH+ + H +,-酮脂酰-ACP还原酶,+NADP+,D-羟丁酰-ACP,（5）脱水反应,=,-,C,-,-羟脂酰-ACP脱水酶,+H2O,（2反式丁烯酰-ACP,巴豆酰
13、-ACP）,（6）再还原反应,-,-,=,-,3 2,+NADPH+H+,-烯脂酰-ACP还原酶,CH3-CH2-CH-CSACP,O,=,+NADP+,（丁酰-ACP）,丁酰-ACP与丙二酸单酰-ACP重复缩合、还原、脱水、再还原的过程，直至生成软脂酰-ACP。,缩合反应,CH3-CS-合酶+,=,O,-酮脂酰-ACP合酶,+合酶-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。,软脂酰-ACP,硫酯酶水解,ACP+软脂酸（棕榈酸）,（7）释放,H2O,反应特点： 合成过程主要分
14、为四步；缩合、加氢、脱水、再加氢。 经过7轮循环反应，每次加上一个丙二酰基，增加两个碳原子，最终释出软酯酸。,（8）软脂酸合成的总反应式,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？,CH3COSCoA + 7 HOOCCH2COSCoA +14（NADPH+H+）,CH3(CH2)14COOH +7 CO2 + 6H2O + 8HSCoA + 14NADP+,反应中所需的NADPH+H+约有40%来自PPP途径，其余的60%可由EMP中生成的NADH+H+间接转化提供,NADH+H +草酰乙酸,苹果酸脱氢酶,苹
15、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。,饱和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 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(P
16、209) 能量需求或放出 消耗7ATP及14NADPH+H+ 产生129ATP,（二）脂肪酸碳链的延长,线粒体延长系统：C16 C18 植物内质网：碳链的进一步延长,（三）不饱和脂肪酸的合成,通过脱饱和酶作用 第一个双键：C9C10 第二个双键：植物：第一个双键至甲基端动物：第一个双键至羧基端 亚油酸和亚麻酸为哺乳动物必需脂肪酸哺乳动物缺乏催化脂肪酸12-13和15-16碳之间形成双键的酶，不能合成亚油酸和亚麻酸,1、需氧途径,动物：有4、5、8、9去饱和酶，镶嵌在内质网上,植物：有9、12、15 去饱和酶,亚油酸的合成,存在于厌氧微生物中，只能生成单不饱和脂肪酸,2、厌氧途径,三 酰 甘 油
17、 的 生 物 合 成,脂酰-CoA,RCH2CH2CH2COOH,脂酰-CoA合成酶,CoASH+ATP,AMP+PPi,RCH2CH2CH2COSCoA,合成过程磷脂酸的生成,=,CH2O-C-R1,HO-CH,CH2O-P,-,-,O,=,=,O,=,O,R2-CSCOA,O,=,COA-SH,（溶血磷脂酸）,（磷脂酸）,二酰甘油的生成,-,磷脂酸,磷酸酶,二酰甘油,三酰甘油的生成,二酰甘油,=,O,O,=,-,三酰甘油,脂肪代谢的调节,脂肪分解的调节： 脂酰CoA转移酶、丙二酸单酰CoA抑制 能荷调节,脂肪合成的调节： 乙酰CoA羧化酶、柠檬酸激活、软脂酰CoA抑制 能荷调节,脂肪酸的氧
18、化与从头合成的区别,酰基载体不同合成：ACP 氧化：CoA 反应历程不同 合成：缩合、脱水、还原 氧化：水合、氧化、裂解 参与反应的辅因子不同合成：NADPH 氧化：FAD、NAD+ 细胞定位不同 合成：细胞液 氧化：线粒体基质,本章小结,脂类概述脂肪的分解脂肪的合成,脂肪与类脂，脂肪酸（饱和，不饱和，必需）,脂肪酸的 氧化，酮体,乙酰CoA羧化生成丙二酸单酰CoA 脂肪酸的从头合成,1. 在脂肪酸的 -氧化中，不生成的化合物是 A. NADH+H+ B. H2O C. FADH2 D. 乙酰CoA E. 脂烯酰CoA 2.可作为乙酰CoA羧化酶的辅酶的维生素是 A. VB1 B. VB2 C
19、. Vpp D. 生物素 E. VB6 3.参与长链脂酰CoA进入线粒体的化合物是 A. -磷酸甘油 B. 苹果酸 C. 酰基载体蛋白 D. 肉碱 E. 泛醌,4.属于酮体的化合物 A. -羟丁酸 B. 草酰乙酸 C. 苹果酸 D. 丙酮酸 E. 异柠檬酸 5.人体不能合成的脂肪酸是 A. 软脂酸 B. 硬脂酸 C. 油酸 D. 亚油酸 E. 棕榈酸 6. 硬脂酸（18碳的饱和脂肪酸）彻底氧化为CO2和水净生成ATP数 A. 146 B. 148 C. 129 D. 122 E. 120,8.乙酰CoA 的代谢去路不包括 A. 合成脂肪酸 B. 氧化供能 C. 合成酮体 D. 合成胆固醇 E. 异生为糖 9.长链脂肪酸-氧化循环中，不需要的化合物是 A. FAD B. NAD+ C. 肉碱 D. NADP+ E. 辅酶A,10.在胞液中合成脂肪酸的限速酶是 A. -酮脂酰合成酶 B.脂酰转移酶 C. 水化酶 D. 乙酰CoA羧化酶 E. 软脂酸脱酰酶 11.下列哪一种化合物不参加合成脂肪酸的反应 A. CH3COCOOH B. HOOCCH2COSCOA C. NADPH+H+ D. CO2,13.属于人营养必需脂肪酸的是 A. 油酸 B. 亚油酸 C. 亚麻酸 D. 硬脂酸 E. 棕榈酸,
