下册04脂类代谢 ppt课件

第一节 、概述 第二节 、脂肪的分解代谢 第三节 、脂类的生物合成 第四章 脂类代谢 1 1 第一节 、概述 一、脂类的定义、分类及功 能 二、脂肪（甘油三酯） 二、脂肪酸 2 2 一、脂类的定义、分类及功能 （一）定义 是一类不溶于水而溶于有机溶剂的生物有 机分子（根据溶解性定义），对多数脂 质，其化学本质是脂肪酸和醇形成的酯 类及其衍生物。 1. 脂肪酸：4C以上的长链（饱和或不饱和 ）一元羧酸 2醇：甘油、鞘氨醇、高级一元醇和固醇 3 3 （二）分类 根据溶解性定义，在化学组成上变化较大。按化学组 成分 1单纯脂质 （1）脂肪（甘油三酯）：由1分子的甘油和3分子的脂肪 酸组成。 （2）蜡：由长链脂肪酸和高级长链一元醇或固醇组成。 2复合脂质 按照非脂成分的不同，可分为 （1）磷脂（2）糖脂 3脂质衍生物 （1）取代烃：脂肪酸、高级醇，少量脂肪醛、脂肪胺。 （2）固醇类（甾类）是环戊烷多氢菲的衍生物，因含有醇 基故命名为固醇。 （3）萜类 （4）其它：VA、VD、VE、VK、脂酰CoA、脂多糖、脂 蛋白 4 4 （三）脂质的生物学功能 1贮存能量和供给能量是脂肪最重要的生理功能（90%的脂肪贮存）。 1g脂肪在体内完全氧化时可释放出38kJ(9.3kcal)，比1g糖原或蛋 白质多2倍以上。糖原形式的能量只够12h，而比较胖的人足够供给1个 月使用。脂肪组织是专门用于贮存脂肪的组织，当机体需要时，脂肪 组织中贮存在脂肪可动员出来分解供给机体能量。 蜡是海洋浮游 生物代谢燃料的主要贮存形式 2.结构脂质 包括磷脂、糖脂和胆固醇及其酯三大类。磷脂是含有磷酸的脂类。 糖脂是含有糖基的脂类。 磷脂、糖脂、固醇是生物膜的主要组成成分，构成疏水性的“屏障 ”,分隔细胞水溶性成分和细胞器，维持细胞正常结构与功能。 3.生物活性物质 （1）胆固醇是脂肪酸盐和维生素D3以及类固醇激素（雄性、雌性激素） 合成的原料，对于调节机体脂类的吸收，尤其是脂溶性维生素(A，D， E，K)的吸收以及钙磷代谢等均起着重要作用。 （2）萜类：包括脂溶性维生素(A，D，E，K)和多种光合色素（如类胡萝 卜素）。 （3）电子载体：泛醌、质体醌 （4）信号分子：磷脂酰肌醇、肌醇三磷酸 4. 其它： （1）脂肪组织还可起到保持体温，保护内脏器官的作用。 （2）蜡：脊椎动物保护皮肤、水鸟防水 5 5 二、脂肪（甘油三酯） 主要分布于脂肪组织，具有储能、供能、保温、保护脏器 等功能。 （一）动植物油脂 油脂的本质是甘油三酯（主要三酰甘油，少量二酰甘油、单 酰甘油）。 根据脂肪酸的不同分为： 1油：常温为液态（植物油），不饱和脂肪酸含量高， 2脂：常温为固态（动物油），不饱和脂肪酸含量低， （二）甘油三酯的结构 是由1分子甘油与3分子脂肪酸（烃链的末端羧基通过酯键 形成的甘油三酯。 6 6 三、脂肪酸（fatty acid,FA） 脂肪酸在生物体内多以结合形式存在，如甘油三酯、磷脂、糖脂 ，少量游离。 （一）脂肪酸的种类 天然脂肪酸绝大多数是偶数C、多数16C或18C，某些海洋生物含奇数 C： 1饱和： 月桂酸（12:0）、豆蔻酸（14:0）、软脂酸（棕榈酸）（16:0）、 硬脂酸（18:0） 2不饱和： 油酸（18:19c）、亚油酸（18:29c，12c）、亚麻酸（18:39c，12c ，15c）、花生四烯酸（20:45c，8c，11c，14c） 简写方法： C原子数目:双键数目双键位置 （二）必需多不饱和脂肪酸 哺乳动物能够合成多种脂肪酸，但不能合成多不饱和脂肪酸，必须由 膳食摄入。 1亚油酸：可以合成-亚麻酸和花生四烯酸，因此如果不能正常得到 亚油酸，-亚麻酸和花生四烯酸也成为必需脂肪酸。 2-亚麻酸：可以合成EPA（二十碳五烯酸烯酸）、DHA（二十二碳 六烯酸烯酸）（在眼睛视网膜和大脑皮层活跃，一半出生前积累） 。 7 7 第二节 、脂肪的分解代谢 一、脂肪的动员（甘油三酯的水解 ） 二、甘油的代谢 三、脂肪酸的分解代谢 P231 8 8 一、脂肪的动员（甘油三酯的水解） 脂肪是动物体内的重要贮能物质。 当机体需要时，贮存在脂肪细胞中的脂 肪，被脂肪酶逐步水解为游离脂肪酸 (free fatty acid，FFA)和甘油并释放入 血液被其他组织氧化利用，这一过程称 为脂肪的动员作用(adipokinetic action)。 了解 9 9 脂肪的动员反应式 脂肪由3种脂肪酶催化水解，这3种脂肪酶为：脂肪酶、甘油二酯脂肪酶、甘油单 脂脂肪酶。甘油三酯在脂肪酶（三酯酰甘油脂肪酶、甘油三酯脂肪酶）作用下形 成甘油二酯，甘油二酯在甘油二酯脂肪酶作用下形成甘油单酯，甘油单酯在甘油 单脂脂肪酶作用下形成甘油。 脂肪(fat) 甘油二酯 甘油一酯 甘油 脂肪酸(fattty acid) 产生的游离脂肪酸及甘油被小肠吸收,主要经淋 巴系统进入血液. 胰液中胰脂酶 限速步骤 脂肪酸脂肪酸 1010 二、甘油的代谢(熟悉) 脂肪动员的结果使贮存在脂肪细胞中 的甘油三脂分解成游离脂肪酸和甘油，然 后释放进入血液。脂肪组织中缺乏甘油激 酶活性，不能使甘油分解，因此溶于水的 甘油直接经血液运送至肝、肾、肠等组织 ，主要在肝中甘油激酶的催化下，转变为 磷酸甘油，然后脱氢生成磷酸二羟丙酮 ，后者循糖的分解途径进一步代谢或者进 入糖的异生途径转变为葡萄糖或糖原。 1111 1212 生成的磷酸二羟丙酮可经糖酵解途径继 续分解氧化生成丙酮酸，进入三羧酸循 环途径彻底氧化，也可经糖异生途径最 后生成葡萄糖，亦可重新转变为3-磷酸 甘油，作为体内脂肪和磷脂等的合成原 料。 1313 三、脂肪酸的氧化 （一）饱和偶数碳脂肪酸的氧化（P232，掌握） 1、脂肪酸的活化 脂肪酸的分解代谢发生在原核生物的细胞溶胶和真核 生物的线粒体基质中，脂肪酸进入细胞后，脂肪酸需 要先活化成为脂酰CoA，然后才能转运至线粒体基质 。 脂肪酸的活化 在细胞质中，脂肪酸在脂酰CoA合成酶催化下，由ATP 供能，与CoASH反应生成代谢活跃的脂酰CoA。此反 应消耗一个ATP的两个高能磷酸键，相当于消耗了2个 ATP。 1414 细胞中有两种活化脂肪酸的酶： 内质网脂酰CoA合成酶，也称硫激酶 (thiokinase)，活化12C以上的长链脂肪 酸 线粒体脂酰CoA合成酶，活化4-10C的中 、短链脂肪酸 1515 2、脂酰CoA从细胞溶胶转入线粒体基质 首先脂酰CoA和线粒体内膜外侧 的转移酶I的作用下与肉碱反 应生成脂酰肉碱，然后脂酰 肉碱在内膜上的移位酶的作 用下进入线粒体内膜，然后 在转移酶II的作用下与CoA作 用从新生成脂酰CoA，游离 出肉碱，肉碱在移位酶的作 用下回到线粒体内膜外侧继 续转运脂酰CoA。 10个碳原子以下的脂酰CoA，可以透过线粒体的内膜，但长链的脂酰CoA不能自由 穿过线粒体内膜进入线粒体。它们进入线粒体需要有一种特殊的运送机制，即用肉 碱作为载体将其转运至线粒体内。 1616 3、-氧化 （1）-氧化的发现 1904年德国科学家Knoop通过化学标记实验证实 了-氧化。他将标记的脂肪酸喂狗，分析其尿 中代谢产物。发现食入标记奇数C原子脂肪酸 者，尿中排出苯甲尿酸（马尿酸）；食入标记 偶数C原子脂肪酸者，则排出苯乙尿酸（犬尿 酸）。苯甲尿酸和苯乙尿酸分别是苯甲酸和苯 乙酸与甘氨酸分子合成的产物，是高等动物排 毒的一种方式。比较这些结果发现，脂肪酸是 以二碳单位氧化降解的。据此提出了脂肪酸- 氧化学说。 1717 脂酰辅酶A在线粒体基质中进行-氧化 作用。-氧化作用是脂肪酸在一系列酶 的作用下，在 - 碳原子和-碳原子 之间断裂，-碳原子氧化成羧基，生成 含2个碳原子的乙酰辅酶A和较原来少2个 碳原子的脂酰辅酶A。 1818 （2）脂肪酸的-氧化作用 脂肪酸的-氧化共计4个步骤，即：氧化、水合 、氧化和断裂（硫解）。 氧化:脂酰CoA在脂酰CoA脱氢酶的作用下，生成、-烯脂 酰CoA。此酶的辅酶是FAD，反应生成1分子FADH2。 线粒体基质中，已发现三种脂酰CoA脱氢酶，均以FAD为辅基 ，分别催化链长为C4-C6，C6-C14，C6-C18的脂酰CoA脱氢 。 1919 水合反应 、-烯脂酰CoA在烯脂 酰CoA水合酶的作用下加水生成3-L-羟酰 -CoA（L（）-羟脂酰CoA）。 2020 脱氢反应 3-L-羟酰-CoA由-羟脂酰CoA脱氢酶催化脱氢生成-酮脂 酰CoA。此酶的辅酶是NAD+。 硫解作用 -酮脂酰CoA由硫解酶催化与CoASH发生硫醇解反应， 生成乙酰CoA和比原来少了两个碳原子的脂酰CoA。 2121 脂肪酸的氧化 过程 2222 2323 脂肪酸-氧化作用小结： 虽然-氧化作用中四个步骤都是可逆反应，但 由于硫解酶催化的硫解反应是高度放能反应，整个反 应平衡点偏向于裂解方向，难以进行逆向反应。所以 脂肪酸氧化得以继续进行。 综上所述，脂肪酸-氧化作用有五个要点： 脂肪酸-氧化时仅需活化一次，其代价是消耗1个ATP 的两个高能键，其活化酶在线粒体外 长链脂肪酸由线粒体外的脂酰CoA合成酶活化，经肉碱 运到线粒体内；中、短链脂肪酸直接进入线粒体，由 线粒体内的脂酰CoA合成酶活化 所有脂肪酸-氧化的酶都是线粒体酶 -氧化包括脱氢、水化、脱氢、硫解4个重复步骤 最终1分子脂肪酸变成许多分子乙酰CoA，-氧化的产 物是乙酰CoA，可以进入TCA，氧化成CO2及H2O，也可以 参加其他合成代谢 2424 脂肪酸在-氧化过程中，每形成1分子 乙酰辅酶A，就使1分子FAD还原为FADH2 ，并使1分子NAD+还原为NADH+H+。FADH2 进入呼吸链生成1.5分子ATP；NADH+H+ 进入呼吸链生成2.5分子ATP。 （3）能量核算（以1分子软脂酸或棕榈 酸为例，16：0） 2525 例 以1分子棕榈酸（软脂酸，16:0）为例来计 算经过氧化完全分解可产生多少分子ATP？ 棕榈酸是十六碳的饱和脂肪酸， 胞质中： 活化：消耗2ATP，生成软脂酰 CoA 线粒体内： 脂酰CoA脱氢：FADH2 ，产生1.5ATP -羟脂酰CoA脱氢：NADH，产生2.5ATP -酮脂酰CoA硫解：乙酰CoA TCA， 10ATP (n-2)脂酰CoA 第二轮氧化 2626 共需经过7次氧化过程，其总反应如下： 棕榈酰SCoA十7HSCoA十7FAD十7NAD+十 7 H2O 8乙酰CoA十7FADH2十7NADH 彻底氧化1分子棕榈酸净生成？分子ATP。 2727 活化消耗： -2ATP 氧化产生： 7（1.5+2.5）ATP = 28 8个乙酰CoA： 810 ATP = 80 净生成： 106ATP 2828 1分子硬脂酸(18:0)彻底氧化产生的ATP数为： （1）活化：2ATP （2）一次-氧化：FADH2+NADH 4ATP （3）1分子硬脂酸进行8次-氧化，产生9分子 乙酰CoA （4）1分子乙酰CoA产能：10ATP 所以产能：48+910-2=120ATP 2929 （二）不饱和脂肪酸的氧化 不饱和脂肪酸的氧化也发生在线粒体中，它的活 化和跨膜与饱和脂肪酸相同，也是经过-氧 化降解，但它需要另外两种酶：一个是异构酶 ，一个是还原酶。 1、单不饱和脂肪酸的氧化 以油酸（18：19）为例，前面为饱和脂肪 酸故其前3轮降解与软脂酸相同，3轮后形成3 -顺式-十二烯酰CoA，由于烯脂酰CoA水合酶只 能催化2不饱和脂酰CoA水化，故需要在烯酰 CoA异构酶的作用下转化为2-反式-十二烯脂 酰CoA，然后继续进行-氧化降解。它比硬脂 酸（18：0）少产生1分子FADH2（1.5分子ATP） 。 了解 3030 3131 2、多不饱和脂肪酸的氧化 以亚油酸（18：29、12）为例，亚油酸 是一个18碳二烯酸，9位和12位有双键。亚油 酰CoA经过3轮-氧化产生3个乙酰CoA，形成 3-顺式不饱和脂肪酰CoA，然后在烯酰CoA异 构酶的作用下形成2-反式烯脂酰CoA，继续 -氧化，生成4-顺式烯脂酰CoA，再在脂酰 CoA脱氢酶的作用下形成2-反式，4-顺式 二烯脂酰CoA，2-反式，4-顺式二烯脂酰 CoA在2,4-二烯酰CoA还原酶的作用下生成3- 反式烯脂酰CoA，2,4-二烯酰CoA还原酶的辅酶 是NADPH，再在烯脂酰CoA异构酶的作用下转化 为2-反式烯脂酰CoA，然后继续进行-氧化 降解。与硬脂酸相比，少2个FADH2, （120-1.5 -1.5）ATP 3232 3333 （三）奇数碳原子脂肪酸的氧化 奇数碳原子脂肪酸在大多数哺乳动物中比较罕见，但 在反刍动物中较常见。它们的氧化与偶数碳相同，最 终剩下一分子丙酰CoA。丙酰CoA经过3步反应可生成琥 珀酰CoA进入TCA循环。丙酰CoA在丙酰CoA羧化酶的作 用下生成D-甲基丙二酰CoA，辅酶为生物素。D-甲基丙 二酰CoA在甲基丙二酰CoA消旋酶作用下生成L-甲基丙 二酰CoA，最后在甲基丙二酰CoA变位酶的作用下形成 琥珀酰CoA。此酶的辅酶是钴胺素（维生素B12）。维 生素B12作为辅基参与以下反应：与相邻的两个碳原子 连接的基团，若一个是烷基或取代烷基，另一个是H， 它们之间的互换需通过辅酶B12的参与。Hodgkin用X射 线晶体结构分析法测定了VB12的结构，获得了1964年 的诺贝尔化学奖。 3434 3535 动物体内存在这条途径，因此，在动物 肝脏中奇数碳脂肪酸最终能够异生为糖 。 反刍动物瘤胃中，糖异生作用十分旺盛 ，碳水化合物经细菌发酵可产生大量丙 酸，进入宿主细胞，在硫激酶作用下产 丙酰CoA，转化成琥珀酰CoA，参加糖 异生作用。 3636 （四）脂肪酸的-氧化和-氧化 -氧化是脂肪酸分解代谢的主要途径，除了-氧化外，还有 两种氧化方式：-氧化和-氧化（P243，了解）。 1、-氧化 植烷酸存在于反刍动物脂肪和某些事物中，是人类膳食中 的重要组成成分。它的C3上有一个甲基，不是脂酰CoA脱 氢酶的底物，它的降解是在-羟化酶的作用下进行的。此 酶使植烷酸的-位羟基化然后脱羧形成降植烷酸和CO2。 降植烷酸经硫激酶活化形成降植烷酰CoA，可-进行氧化 。 2、-氧化 这是一种较少见的脂肪酸氧化途径，在鼠肝微粒体中发现 。这一途径使中长链和长链脂肪酸的末端甲基氧化为羧基 ，形成二羧酸。催化此反应的酶为单加氧酶，需要 NADPH、O2和细胞色素P450等参与。两个羧基都可与 CoA结合，均能进行-氧化，此途径加速了脂肪酸氧化的 速度。 3737 在发现这一反应的初期，并未重视。目前-氧 化酶系无论从理论上或实际上已日益受到重视 ，其原因是可利用它来清除海水表面的大量石 油。反应过程是经浮油细菌的-氧化，把烃转 变为脂肪酸，然后再进行脂肪酸两端的-氧化 降解。据估计，其氧化作用速率可高达0.5g (dm2)，这对清除海面石油污染无疑会起重要 作用。现已从油浸土壤中分离出许多细菌，它 们具有-氧化酶系统，可用来清除海水表面的 大量浮油。 3838 四、酮体（P243） 乙酰CoA进入肝脏细胞后，可以形成乙酰乙酸 、D-羟丁酸和丙酮，这三种物质统称为酮体 （掌握）。酮体是骨、心肌和肾皮质等组织的 燃料。 在正常情况下，脂肪酸在心肌，肾脏，骨骼肌 等组织中能彻底氧化生成CO2和H2O。但在肝 细胞中的氧化则不很完全，经常出现一些脂肪 酸氧化的中间产物，即乙酰乙酸（ acetoacetate）、羟丁酸（D hydroxybutyrate）、和丙酮（acetone），统 称为酮体(ketone body)。肝生成的酮体要运到 肝外组织中去利用，所以在正常的血液中也含 有少量的酮体。 3939 1、酮体的形成过程 （1）两分子乙酰CoA在硫解 酶的催化下形成乙酰乙酰CoA ，-氧化最后一轮也产生乙酰 乙酰CoA。 （2）乙酰CoA与乙酰乙酰 CoA在HMG-CoA合酶的作用 下形成-羟-甲基戊 二酰CoA（HMG-CoA）。 （3）-羟-甲基戊二酰CoA 在HMG-CoA裂解酶的作用下 裂解，形成乙酰CoA和乙酰乙 酸。 （4）乙酰乙酸在D-羟丁酸 脱氢酶的催化下形成D-羟丁 酸。此酶存在于肝脏线粒体内 膜上，此酶具有立体专一性。 （5）乙酰乙酸缓慢自发脱羧 或在乙酰乙酸脱氢酶的催化下 脱羧形成丙酮。 4040 在正常情况下，血液中的酮体很少，只 有在严重饥饿、糖尿病等情况下血、尿 中的酮体才会上升。这时脂肪大量分解 产生大量乙酰CoA，乙酰CoA不能正常 进入TCA循环，就会合成酮体。丙酮是 有毒物质，乙酰乙酸、D-羟丁酸会使 血液pH下降，引起酸中毒。严重时可能 导致死亡。 4141 2、酮体的分解 （1）D-羟丁酸被D-羟丁酸脱氢酶催化氧化 成乙酰乙酸。 （2）乙酰乙酸在肌肉线粒体中经-酮脂酰CoA 转移酶催化，由琥珀酰CoA提供CoA活化为乙 酰乙酰CoA。 （3）乙酰乙酰CoA由硫解酶裂解为乙酰CoA。 （4）丙酮经氧化形成丙酮酸，再脱氢形成乙酰 CoA。 肝脏是酮体合成的场所，但不能氧化酮体，它将 乙酰CoA以酮体的形式经血液运送到其它外周 器官，作为它们的能源，特别是心脏和肾上腺 皮质中主要以酮体作为燃料分子。 4242 正常人血液中酮体含量极少，这是人体利用脂肪 氧化供能的正常现象。在某些生理情况(饥饿、 高脂低糖饮食)或病理情况下(如糖尿病)，糖的 来源或氧化供能障碍，脂动员增强，脂肪酸就 成了人体的主要供能物质。 若肝中合成酮体的量超过肝外组织利用酮体的能 力，二者之间失去平衡，血中浓度就会过高， 导致酮血症(acetonemia)和酮尿症(acetonuria) 。 乙酰乙酸和-羟丁酸都是酸性物质，因此酮体在 体内大量堆积还会引起酸中毒。 4343 第三节 脂类的生物合成 一、脂肪酸的生物合成 二、甘油三酯的合成 P258 4444 一、脂肪酸的生物合成 合成场所： 脂肪酸合成的酶系存在于肝、肾、脑、 肺、乳腺和脂肪组织中。肝细胞，其次是脂肪 细胞线粒体外的胞液是动物合成脂肪酸的主要 场所。即脂肪酸合成主要在细胞液中进行，称 为脂肪酸非线粒体合成途径，该途径的终产物 是软脂酸，故又称为软脂酸合成途径。由软脂 酸可进一步转化为其他长链脂肪酸和不饱和脂 肪酸。 4545 1、乙酰CoA的转运 乙酰CoA是合成脂肪酸的原料，但是软脂 酸合成途径是在细胞液中，而对于真核 生物来说，大量的乙酰CoA是在线粒体 中产生的，乙酰CoA不能自由穿过线粒 体膜，因此需要有相应的运送机制将乙 酰CoA转运到细胞液中，这一运送机制 称为三羧酸转运体系。 4646 4747 2. 乙酰CoA的羧化 乙酰CoA是合成脂肪酸的原料，脂肪酸的合成 是2个碳2个碳合成的，但是C2的直接供体不 是乙酰CoA，而是丙二酸单酰CoA，所以，乙 酰CoA作为原料合成脂肪酸之前必须先羧化成 丙二酸单酰CoA。 此反应是脂肪酸合成的限速步骤，此酶是脂肪 酸合成的限速酶。脂肪酸合成的终产物软脂酰 CoA反馈抑制此酶的活性，柠檬酸对此酶有激 活作用。 4848 3、脂肪酸合酶（核心成员是ACP） 脂肪酸合成在脂肪酸合酶的催化下进行，该 酶是七个酶组成的多酶反应体系，并以没有酶 活性的脂酰基载体蛋白(ACP) 为中心，构成一 个脂肪酸合成酶复合体。它的结构与辅酶A相 似。在脂肪酸合成中，脂酰基通过与磷酸泛酰 巯基乙胺上的SH基酯化而相连。 不同生物的脂肪酸合酶的结构不同。 大肠杆菌和植物中的脂肪酸合酶复合体是七个酶组成的多酶反应体系。核心 成员是酰基载体蛋白（ACP），其余六个酶分子按顺序排列于ACP的周 围。ACP有一个磷酸泛酰巯基乙胺（P-PaSH）辅基。P-PaSH犹如长长 的臂手，可以发生摆动，将脂酰基从复合体的一个部位转移到另一个部 位，以便各个酶进行催化反应。 酵母菌的脂肪酸合酶由两条多肽链组成，一条具有ACP和2种酶的活性，另 一条有其余4种酶的活性。 在动物中脂肪酸合酶含有1个ACP和7种酶活性。 4949 脂酰基载体蛋白与辅酶A的结构 5050 4、脂肪酸合成的步骤（了解） 脂肪酸的合成包含7步反应。包括反应的启动、 丙二酸酰基的装载、四步循环、释放。 （1）反应的启动 乙酰CoA在乙酰CoA：ACP转酰酶的催化下与 ACP的SH反应形成乙酰ACP 乙酰-CoA+ACP-SH 乙酰- ACP 转酰酶 然后，乙酰CoA的乙酰基被ACP转到脂肪酸合酶 上，形成乙酰合酶，作为引物。 乙酰-ACP+ HS-合酶 乙酰合酶+ACP-SH 转酰酶 5151 （2）装载 丙二酸单酰CoA在丙二酸单酰CoA-ACP 转酰酶的催化下将丙二酸单酰CoA连接 到ACP-SH上，同时脱去CoA形成丙二酸 单酰ACP。 丙二酸单酰CoA+ACP-SH 丙二酸单酰-ACP 转酰酶 5252 （3）缩合反应 ACP将丙二酸单酰基转移到乙酰合酶复 合体，在-酮酰ACP合酶的作用下乙酰 基团转移到丙二酸单酰基的亚甲基形成 乙酰乙酰ACP（即-酮脂酰ACP），同 时脱掉羧基形成CO2。 -酮丁酰ACP合成酶 脱CO2+H2O 丙二酸单酰- ACP+乙酰合酶 乙酰乙酰-ACP 同位素实验证明，释放的CO2的碳原子来自形成丙二酸单酰 CoA时的HCO3-，说明羧化上的碳原子并没有合成脂肪酸， HCO3-在脂肪酸合成中只起催化作用。 5353 （4）第一次还原反应 乙酰乙酰ACP在-酮脂酰ACP还原酶的作用下 ，被NADPH还原为D-羟丁酰ACP。注意： 此反应加氢后形成的-羟丁酰ACP是D型，而 脂肪酸氧化分解时形成的是L型。 乙酰乙酰ACP 还原酶 NADPH NADP+ - 羟丁酰ACP 5454 （5）脱水反应 D-羟丁酰ACP在D-羟酰ACP脱水酶的 催化下脱水形成,-反式丁烯酰ACP。 5555 （6）第二次还原反应 ,-反式丁烯酰ACP在烯酯酰ACP还原 酶的催化下被NADPH还原为丁酰ACP。 这是脂肪酸合成的第一个循环的最后一 步反应，经过一个循环，乙酰ACP变为 丁酰ACP，即碳链延伸了2个碳原子。 丁酰ACP又可以结合到脂肪酸合酶上， ACP可再接受丙二酸单酰基开始第二个 循环。经过7个循环之后最终形成软脂酰 ACP。 5656 脂肪的合成代谢 软脂酸的合成 （1）乙酰CoA +CO2 COOHCH2COSCoA （2）酰基载体蛋白(acyl carrier protein,ACP)的生成 乙酰CoA+ACP 乙酰ACP 丙二酰CoA+ACP 丙二酸单酰ACP （3）软脂酰ACP的合成 羧化酶 ATP ADP+Pi 丙二酰CoA 还原酶 NADPH NADP+ 脱水酶 - 羟丁酰ACP 还原酶 NADPH NADP+ -丁烯酰ACP 丁酰ACP -酮丁酰ACP合成酶 脱CO2+H2O 乙酰ACP+丙二酸单酰ACP -酮丁酰ACP 脂酰转移酶 脂酰转移酶 5757 （7）释放 软脂酰ACP在软脂酰ACP硫酯酶的催化下将 软脂酸从复合物中释放出来。 多数生物脂肪酸合成的终点是软脂酸。不能 合成比它多两个碳的硬脂酸，因为-酮脂酰 ACP合酶对链长有专一性，它接受14碳酰基的 活力很强，但不能接受16碳酰基，另外软脂酰 CoA对脂肪酸的合成有反馈抑制作用。 很多海洋生物机体中存在的奇数碳原子的饱 和脂肪酸也由此途径合成，只是起始物是丙二 酸单酰ACP而不是乙酰ACP。 5858 总反应式如下： 8乙酰CoA7ATP+14NADPH6H+ 软脂酸14NADP+8CoASH6H2O 7ADP7Pi 5959 5、脂肪酸合成和分解代谢的不同 区别点脂肪酸合成脂肪酸分解 发生部位细胞溶胶线粒体 酰基载体ACPCoA 二碳片段参加或断裂的形 式 丙二酸单酰CoA乙酰CoA 电子供体或受体NADPHFAD、NAD -羟脂酰基中间立体异构 物 D型L型 对HCO3-和柠檬酸的需求要求不要求 酶系7种酶蛋白组成复合体4种酶 运输机制三羧酸转运机制肉毒碱载体系统 能量变化消耗7个ATP和14个NADPH产生108个ATP 熟悉 6060 6、脂肪酸碳链的加长 多酶复合体合成