第七章脂类代谢1

1、第七章第七章 脂类代谢脂类代谢第一节第一节 生物体内的脂类生物体内的脂类第二节第二节 脂肪的分解代谢脂肪的分解代谢第三节第三节 脂肪的生物合成脂肪的生物合成（一）（一）脂类的定义：脂类的定义：脂类（脂类（lipidlipid）亦译为脂质或类脂，是一类低溶于亦译为脂质或类脂，是一类低溶于水而高溶于非极性溶剂的生物有机水而高溶于非极性溶剂的生物有机分子。其化学本质是脂肪酸和醇所分子。其化学本质是脂肪酸和醇所形成的酯类及其衍生物。形成的酯类及其衍生物。 （二）脂类（二）脂类单纯脂复合脂衍生脂类衍生脂类脂酰甘油酯（最丰富的为甘油三酯、三酰甘油)蜡（16-16c以上的长链脂肪酸和16-30c的一元醇或固

2、醇）磷脂（磷酸和含氮碱）磷脂（磷酸和含氮碱）糖脂（糖）糖脂（糖）硫脂（硫酸）硫脂（硫酸）萜类：天然色素、香精油、天然橡胶萜类：天然色素、香精油、天然橡胶固醇类：固醇（甾醇、性激素、固醇类：固醇（甾醇、性激素、 肾上腺皮质激素）肾上腺皮质激素）其他脂类：维生素其他脂类：维生素a、d、e、k等。等。o=ch2o cr1o=r2cochch2o cr3o=r1、r2、r3可以相同，也可以不全相同甚至完全不可以相同，也可以不全相同甚至完全不同，同， r2多是不饱和的。多是不饱和的。重要脂类：甘油三酯重要脂类：甘油三酯甘甘 油油 三三 酯酯甘甘 油油 磷磷 脂脂 ch r2 c chpch2p-xcr1

3、x= h 磷脂酸磷脂酸 （pa） x= ch2 ch2 n+(ch3) 3磷脂酰胆碱（卵磷脂）（pc）x= ch2 chnh2 磷脂酰丝氨酸（脑磷脂）（ps）coohx=-chx=-ch2 2-ch-ch2 2-nh-nh3 3+ +磷脂酰乙醇胺 （脑磷脂）（pe）x=甘油 磷脂酰甘油（pg）x=肌酸 磷脂酰肌酸（pi）ooooooch2oo1、供能和贮能、供能和贮能2、参与细胞膜组成、参与细胞膜组成3、转变为生理活性分子、转变为生理活性分子4、抗寒、固定内脏、抗寒、固定内脏5、促脂溶性维生素的吸收、促脂溶性维生素的吸收一、一、 脂肪脂肪 脂肪酶甘油甘油+脂肪酸脂肪酸ch2-o -c-r1r2

4、-c-o-chch2oh-ch2-o -c-r1r2-c-o-chch2-o -c-r3o=o=o= h2or3cooh三酰甘油脂肪酶o=o=-ch2oh hcohch2ohch2ohr2-c-o-chch2oho=-h2or1cooh二酰甘油脂肪酶h2or2cooh单酰甘油脂肪酶-限速步骤，磷酸化的限速步骤，磷酸化的脂肪酶有活性，动物的脂肪酶存在脂肪酶有活性，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。酸循环体中。ch2ohchch2ohho甘油甘油atpadp甘油激酶甘油激酶ch2ohchch2oho3-3-磷

5、酸甘油磷酸甘油p磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮ch2ohcch2o opnadh+h+nad+磷酸甘油脱氢酶磷酸甘油脱氢酶葡萄糖3-3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛chochch2o hop磷酸丙糖异构酶糖异生emp与有氧氧化co2三、脂肪酸的分解代谢三、脂肪酸的分解代谢脂肪酸脂肪酸饱和脂肪酸饱和脂肪酸不饱和脂肪酸不饱和脂肪酸脂肪酸的分解代谢脂肪酸的分解代谢-氧化氧化-氧化氧化-氧化氧化（一）脂肪酸的（一）脂肪酸的-氧化氧化baba结论：结论：1 1）fafa的分解氧化是从的分解氧化是从羧基端羧基端-碳原子开始碳原子开始 2 2）碳链逐次断裂，）碳链逐次断裂，2 2个个2 2个分解个分解 脂肪酸分解氧化时，

6、首先脂肪酸分解氧化时，首先- -碳原子被氧化，碳原子被氧化， a a-碳碳与与-碳原子间的键断裂，每次分解出一分子乙酰碳原子间的键断裂，每次分解出一分子乙酰coacoa和比原和比原来少两个碳原子的脂酰来少两个碳原子的脂酰coacoa的过程，称为脂肪酸的的过程，称为脂肪酸的 脂酰脂酰coa的转运的转运 脂酰脂酰coa合成酶合成酶位于内质网和线粒体外膜上位于内质网和线粒体外膜上在胞液中在胞液中转变为脂酰转变为脂酰coa,消耗消耗2个高能键。个高能键。rcooh脂肪酸脂肪酸+coash脂酰脂酰coacoa合成酶合成酶rcoscoa脂酰脂酰coacoaatpamp+ppih2o2pi肉碱脂酰转移酶肉碱

7、脂酰转移酶 i（关键酶）（关键酶） 肉碱脂酰转移酶肉碱脂酰转移酶 ii（内侧）（内侧）脂酰肉碱转移酶脂酰肉碱转移酶脂酰脂酰coacoa的的-氧化过程氧化过程烯脂酰coa水合酶重复重复烯脂酰烯脂酰coa-l-l-羟脂酰羟脂酰coa-酮脂酰酮脂酰coa脂酰脂酰coan/2-1次次-氧化，生成氧化，生成n/2乙酰乙酰coa+（ n/2-1）（）（fadh2+nadh+h+） 需要一次活化，此过程消耗1个atp分子的2个高能键，其活化在胞质脂酰-coa合成酶的催化下完成。 活化的长链脂酰-coa需经肉毒碱携带，并在肉毒碱脂酰转移酶的作用下进入线粒体。肉碱脂酰转移酶肉碱脂酰转移酶 i是限速酶，受是限速酶

8、，受丙二酸单酰丙二酸单酰coa 的的强烈抑制。强烈抑制。 脂肪酸-氧化的酶都在线粒体内。包括脱氢、水化、脱氢、硫解4个步骤。 每经过一次-氧化有两次脱氢过程和消耗1分子 h2o ，生成1分子fadh2 和1分子nadh + h+ 。（4）-氧化作用的特点氧化作用的特点 软脂酸（软脂酸（1616碳）为例：碳）为例：c16h31coscoa + 7 coa-sh + 7 fad + + 7nad+ +7 h2o 8 ch3coscoa + 7 fadh2 + 7 nadh + 7 h+ 因此因此1 1分子软脂酸完全氧化产生的能量为：分子软脂酸完全氧化产生的能量为： 7x2.5+7x1.5+8 x1

9、0 2 = 1067x2.5+7x1.5+8 x10 2 = 106个个atpatp 1 1分子分子软脂酰软脂酰coa经经7 7次次-氧化氧化，生成，生成7fadh7fadh2 2 7nadh7nadh，8 8乙酰乙酰coacoa。即：。即：1分子乙酰乙酰coa经经tca循环生成循环生成10分子分子atp脂酰脂酰coa的转运的转运乙酰乙酰coa和丙酰和丙酰coa，乙酰乙酰coa经经tca循环循环被彻底氧化，被彻底氧化，丙酰丙酰coa转化为琥珀酰coa进入进入tca循环。循环。丙酰丙酰coa的代谢的代谢丙酰丙酰coacoaco2+h2o+atpadp+pi甲基丙二酸单酰甲基丙二酸单酰coacoa

10、ocoohch2ch2scoac甲基丙二酸单酰甲基丙二酸单酰coa变位酶变位酶vb12丙酰丙酰coa羧化酶羧化酶1.1. - -氧化：氧化：在动物体中，在动物体中，c c1212以下的脂肪酸碳链末端碳原以下的脂肪酸碳链末端碳原子（子（ - -碳原子）可以先被氧化，形成二羧酸。二羧酸碳原子）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进入线粒体内后，可以从分子的任何一端进行b b- -氧化，氧化，最后生成的琥珀酰最后生成的琥珀酰coacoa可直接进入可直接进入tcatca。ch2rcoscoahoocrcoscoa1.a a-氧化：氧化：脂肪酸氧化分解时，首先脂肪酸氧

11、化分解时，首先a a-碳被氧化成羟基，碳被氧化成羟基，生成生成a a-羟基酸。羟基酸。a a-羟基酸可进一步脱羧、氧化转变成少羟基酸可进一步脱羧、氧化转变成少一个碳原子的脂肪酸。一个碳原子的脂肪酸。 v rch2cooho2，nadph+h+ 单加氧酶fe2+，抗坏血酸r-ch-coohoh-（l-羟脂肪酸）nad+nadh+h+脱氢酶r-c-cooho=（-酮脂酸）atp，nad+， 抗坏血酸脱羧酶rcooh+co2（少一个c原子）脂肪酸的脂肪酸的氧化氧化脂肪酸的脂肪酸的 -氧化氧化（12c以下）以下）ch3 ( ch2 )ncoohnadph+h+nadp+混合功能氧化酶hoch2 ( c

12、h2 )n coohnad(p)+nad(p)h+h+醇酸脱氢酶ohc( ch2 )n coohnad(p)+nad(p)h+h+醛酸脱氢酶hooc ( ch2 )n cooh从脂肪酸两端进行从脂肪酸两端进行-氧化（海洋中浮游细菌降解海面浮油）氧化（海洋中浮游细菌降解海面浮油）-氧化加速了脂肪酸的降解速度。氧化加速了脂肪酸的降解速度。（三）不饱和脂肪酸的氧化（三）不饱和脂肪酸的氧化不饱和脂肪酸不饱和脂肪酸单不饱和脂肪酸单不饱和脂肪酸多不饱和脂肪酸多不饱和脂肪酸 不饱和脂肪酸的氧化与饱和脂肪酸氧化基本不饱和脂肪酸的氧化与饱和脂肪酸氧化基本相同，但单不饱和脂肪酸需要相同，但单不饱和脂肪酸需要烯酰烯

13、酰coa异构酶异构酶的的参与；多不饱和脂肪酸参与；多不饱和脂肪酸烯酰烯酰coa异构酶与烯酰异构酶与烯酰coa还原酶还原酶的参与的参与。油酰coa3-顺-12 -烯酰coa烯酰烯酰coa异构酶异构酶2-反-12 -烯酰coa单不饱和脂肪酸的分单不饱和脂肪酸的分解解烯酰烯酰coa异构酶异构酶烯酰烯酰coa还原酶还原酶多不饱和脂肪酸多不饱和脂肪酸（四）乙酰-coa的去路 乙酰-coa三羧酸循环彻底氧化成co2和h2o并释放能量用作合成脂肪酸在人和动物肝脏中合成酮体在植物（如发芽的油料种子 蓖麻）和微生物体内通过乙醛酸循环转化为糖 乙酰乙酰coacoa在肝脏累积在肝脏累积转化为转化为乙酰乙酸、乙酰乙酸

14、、-羟丁酸和丙酮羟丁酸和丙酮，这三种化合物统称为酮体。这三种化合物统称为酮体。在肝脏中生成，在肝外组织，如脑、心、在肝脏中生成，在肝外组织，如脑、心、骨骼肌中利用。骨骼肌中利用。机体缺乏葡机体缺乏葡萄糖，脂肪酸分解加快，生成的乙萄糖，脂肪酸分解加快，生成的乙酰酰coacoa大量累积。大量累积。-羟羟-甲基甲基戊二酸单酰戊二酸单酰coacoa（hmgcoahmgcoa）合成酶合成酶（仅限于肝仅限于肝）硫解酶硫解酶 hmgcoahmgcoa合成酶合成酶hmgcoahmgcoa裂解酶裂解酶脱氢酶脱氢酶1 1）缺糖或饥饿大脑的供能物质）缺糖或饥饿大脑的供能物质 血糖水平下降，大脑利用酮体，血糖水平下降

15、，大脑利用酮体，节约葡萄糖；肌肉运动，糖原消耗，节约葡萄糖；肌肉运动，糖原消耗，fafa分解，产生酮体，供利用；分解，产生酮体，供利用；动物动物在禁食、缺糖或糖的有氧氧化受阻在禁食、缺糖或糖的有氧氧化受阻时，由于脂肪的大量动员，脂肪酸时，由于脂肪的大量动员，脂肪酸氧化加剧，酮体生成也显著增加。氧化加剧，酮体生成也显著增加。 由于肝内缺乏硫解由于肝内缺乏硫解酶，酮体的分解需在肝酶，酮体的分解需在肝外组织中进行，最终转外组织中进行，最终转变成乙酰变成乙酰coacoa进入三羧酸进入三羧酸循环途径氧化供能。循环途径氧化供能。-羟丁酸羟丁酸脱氢酶脱氢酶琥珀酰琥珀酰coacoa转转移酶移酶硫解酶硫解酶 （

16、6）酮病）酮病 反刍动物由于碳水化合物和反刍动物由于碳水化合物和挥发性脂肪酸代谢障碍，发生以挥发性脂肪酸代谢障碍，发生以血酮增高和血糖降低为主征的代血酮增高和血糖降低为主征的代谢病。谢病。 2、乙醛酸循环乙酰乙酰coa在植物乙醛酸体内经乙醛酸合在植物乙醛酸体内经乙醛酸合成成g的过程。的过程。（2）过程）过程：2乙酰乙酰coa苹果酸+coa（3）乙醛酸循环生理意义）乙醛酸循环生理意义 乙醛酸循环在乙醛酸循环在植物种子萌发过程中植物种子萌发过程中具有特别重要具有特别重要的意义。它将贮存在种子中的脂肪通过乙酰的意义。它将贮存在种子中的脂肪通过乙酰coa转变转变为葡萄糖，提供了最初光合暗反应中固定为葡

17、萄糖，提供了最初光合暗反应中固定co2的糖载的糖载体；提供了合成蛋白质、核酸等重要物质的碳架。体；提供了合成蛋白质、核酸等重要物质的碳架。苹果酸合成酶苹果酸合成酶异柠檬酸裂解酶异柠檬酸裂解酶ch2cosoa (乙酰辅酶乙酰辅酶a)coohcoohch2coohchho-c异柠檬酸异柠檬酸coohcoohch2coohho-ch2co c coohch2coohh2oshcoa柠檬酸合酶柠檬酸合酶柠檬酸柠檬酸hooccho乙醛酸乙醛酸ch2coohch2cooh琥珀酸琥珀酸chhoocchcoohohchcoohch2cooh苹果酸苹果酸ohchcoohch2cooh苹果酸苹果酸ch2cosoa

18、 (乙酰辅酶乙酰辅酶a)g糖异生h2o乙醛酸循环第三节第三节 脂肪的合成代谢脂肪的合成代谢脂肪脂肪a a-磷酸甘油磷酸甘油脂酰脂酰coach2oh c=och2o-p-3磷酸甘油脱氢酶磷酸甘油脱氢酶nad+nadh+h+ch2oh ho-chch2o-p-2 2、来自脂肪的水解、来自脂肪的水解1 1、 来自来自empemp途径途径一、一、a a-磷酸甘油的来源与合成磷酸甘油的来源与合成脂肪脂肪脂肪酶脂肪酸ch2ohchch2ohho甘油甘油atpadp甘油激酶甘油激酶ch2ohchch2oho3-3-磷酸甘油磷酸甘油胞液合成胞液合成c以下以下内质网或线粒体延长过程内质网或线粒体延长过程草食动物

19、来源于瘤胃发酵的低级脂肪酸草食动物来源于瘤胃发酵的低级脂肪酸杂食动物来自葡萄糖杂食动物来自葡萄糖其它其它丙酮酸氧化丙酮酸氧化脂肪酸的脂肪酸的氧化氧化氨基酸的氧化降解氨基酸的氧化降解乙酰乙酰coacoa乙酰乙酰coacoa羧化酶羧化酶生物素生物素丙二酸单酰丙二酸单酰c0a参与脂肪酸链合参与脂肪酸链合成的二碳单位的成的二碳单位的直接供体直接供体柠檬酸柠檬酸, 异柠檬酸异柠檬酸长链脂酰长链脂酰coa+-生物素羧化酶（生物素羧化酶（bc），生物素），生物素羧基载体蛋白（羧基载体蛋白（bccp)，转羧，转羧基酶（基酶（ct）。）。ch3coscoacooh ch2coscoaatp+co2adp+pi（

20、五）脂肪酸合成酶系统（五）脂肪酸合成酶系统-acp脂肪酸合成中的酰基脂肪酸合成中的酰基载体载体脂肪酸分解中的酰基载体脂肪酸分解中的酰基载体ch3coscoacoashacpshch3cosacpeshacpshch3cose1、起始反应、起始反应2、丙二酸单酰基转移反应、丙二酸单酰基转移反应cooh ch2coscoacoash丙二酸单丙二酸单acpshcooh ch2cosacp丙二酸单酰丙二酸单酰coa丙二酸单酰丙二酸单酰acp3、缩合反应、缩合反应ch3cosecooh ch2cosacp丙二酸单酰丙二酸单酰acp ch2cosacpch3co乙酰乙酰乙酰乙酰-acp（ co2+eshb

21、 b-酮脂酰酮脂酰-acp合酶合酶 ch2cosacpch3chohnadph+h+nadp+4、还原反应、还原反应5、脱水反应、脱水反应h2o chcosacpch3c h6、再还原反应、再还原反应nadph+h+nadp+ ch2cosacpch3ch2 chcosacpch3c h经经n/2-1次循环次循环cn/2的脂酰sacp7、水解反应、水解反应 ch2cosacpch3(ch2)13硫酯酶硫酯酶h2oacpsh ch2coohch3(ch2)13软脂酸软脂酸软脂酰软脂酰-acp （2）（3）（4）（5）（6）（7）（1）hsacp乙酰乙酰acp酶酶-sh缩合反应中，缩合反应中， -

22、酮脂酰酮脂酰-acp合合酶酶对链长有专一性，仅对对链长有专一性，仅对14c及及以下脂酰以下脂酰-acp有催化活性有催化活性，故，故从头合成只能合成从头合成只能合成16c及以下饱及以下饱和脂酰和脂酰-acp。1 1、起始、起始2 2、丙二酸单酰基转移、丙二酸单酰基转移3 3、缩合、还原、脱水、再还原、缩合、还原、脱水、再还原4、水解或硫解、水解或硫解 8ch3-cscoa=o+7atp+14nadph+14h +ch3 ( ch2)14cooh+14nadp+ +8coash + 7adp +7pi+6h2o以软脂酸为例的总反应式：以软脂酸为例的总反应式：脂肪酸合成与糖代谢的联系脂肪酸合成与糖代

23、谢的联系：还原力（还原力（nadphnadph）40%40%由由pppppp提供提供原料（原料（乙酰辅酶乙酰辅酶a a ）羧化反应中消耗的羧化反应中消耗的atpatp由由emp提供提供区别要点区别要点 从头合成从头合成 细胞内发生场所细胞内发生场所 胞液胞液 线粒体线粒体酰基载体酰基载体 acp-sh coa-sh电子供体或受体电子供体或受体 nadp fadnadp fad、nadnad转运体系转运体系 柠檬酸系统柠檬酸系统 肉碱转运肉碱转运二碳单位供体二碳单位供体/ /断裂形式断裂形式 丙二酸单酰丙二酸单酰acp acp 乙酰乙酰coacoab b- -羟酰基中间物立体构型羟酰基中间物立体

24、构型 d d型型 l l型型能量能量 耗能及耗能及nadph nadph 产生产生atpatp）微粒体系统（内质网）微粒体系统（内质网）线粒体）线粒体类似于类似于软脂酸合成软脂酸合成以软脂酸为基础以软脂酸为基础以以丙二酸单酰丙二酸单酰coacoa为为c c供体供体以以coacoa为酰基载体为酰基载体nadphnadph供氢供氢经缩合、还原、脱水、再还经缩合、还原、脱水、再还原循环往复，延长原循环往复，延长c18-c24的的脂肪酸脂肪酸类似于类似于氧化的逆过程氧化的逆过程以软脂酰以软脂酰coa为基础为基础以以乙酰乙酰coa为为c c供体供体以以coacoa为酰基载体为酰基载体nadphnadph供氢供氢经缩合、还原、脱水、再还经缩合、还原、脱水、再还原循环往复，延长原循环往复，延长c24-c26的的脂肪酸脂肪酸 动物细胞的微粒体系统有动物细胞的微粒体系统有4 4、5 5、8 8、9 9脱饱和酶，脱饱和酶，只能合成只能合成单不饱和单不饱和fafa。多不饱和脂肪酸只能从植物中摄取多不饱和脂肪酸只能从植物中