生物化学脂代谢

1、第七章第七章 脂类与脂类代谢脂类与脂类代谢一、定义一、定义:第一节 生物体内的脂类二、脂类的分类 由脂肪酸和醇类所形成的酯v 脂酰甘油酯（最丰富的为甘油三酯)v 蜡（含14-36c个碳原子的饱和或不饱和脂肪酸与含16-30c个碳原子的一元醇所形成的酯）单纯脂类的衍生物：除了含有脂肪酸和 醇外，还含有非脂分子的成分，包括：v 磷脂（磷酸和含氮碱）v 糖脂（糖）v 硫脂（硫酸）v萜类：天然色素、香精油、天然橡胶v固醇类：固醇（甾醇、性激素、肾上腺皮质激素）v其他脂类：维生素a、d、e、k等。重要脂类：甘油三酯ii 按能否被碱水解分类甘油三酯的分子结构三、重要脂类的结构ch2chch2oooco(c

2、h2)m ch3co(ch2)kch3co(ch2)nch3 n、m、k可以相同，也可以不全相同甚至完全不同， 其中n多是不饱和的。ch2chch2oooco(ch2)mch3co(ch2)nch3pooxoh= 胆碱、乙醇胺、胆碱、乙醇胺、 丝氨酸、甘油丝氨酸、甘油x= h 磷脂酸磷脂酸 （pa）二者的区别硬脂酸（脂）软脂酸（油）胆固醇胆固醇甘油三酯甘油三酯（贮脂）（贮脂）糖酯、胆糖酯、胆固醇及其固醇及其酯、磷脂酯、磷脂( (组织脂）组织脂）四、脂类的分布与生理功能脂肪（甘油三酯，tg）脂类类脂磷酸甘油酯（pl）鞘磷脂脑苷脂神经节苷脂磷脂糖脂胆固醇（ch）及其酯（che）第三节 甘油三酯的分

3、解代谢一、脂肪的酶促水解脂肪 脂肪酶甘油+脂肪酸ch2oh hcohch2ohch2ohr2-c-o-chch2oho=-h2or1cooh二酰甘油脂肪酶二酰甘油脂肪酶h2or2cooh单酰甘油脂肪酶单酰甘油脂肪酶-ch2-o -c-r1r2-c-o-chch2-o -c-r3o=o=o= h2or3cooh三酰甘油脂肪酶三酰甘油脂肪酶o=o=-ch2-o -c-r1r2-c-o-chch2oh限速酶限速酶二、甘油的氧化分解与转化ch2ohchohch2ohatpadp 甘油激酶(肝、肾、肠)ch2ohchohch2opnad+nadh+h+ 磷酸甘油脱氢酶ch2ohcch2opo3-磷酸甘油

4、磷酸二羟丙酮糖酵解糖异生丙酮酸糖或糖原 思考：思考：1 1分子的甘油彻底氧化分子的甘油彻底氧化分解放出多少能量分解放出多少能量（形成（形成atp?)atp?) 22 22 动物的脂肪细胞中动物的脂肪细胞中无甘油激酶，则甘油无甘油激酶，则甘油需要经血液运到肝细需要经血液运到肝细胞中进行氧化分解胞中进行氧化分解. .v-氧化作用氧化作用v-氧化作用氧化作用三 脂肪酸的氧化分解单单一、 饱和脂肪酸的-氧化作用r1ch2ch2ch2ch2 ch2cooh1. 概念2. 脂肪酸的-氧化作用 脂肪酸首先在线粒体外或胞浆中被活化形成脂酰coa，然后进入线粒体或在其它细胞器中进行氧化。 在脂酰coa合成酶(硫

5、激酶) 催化下，由atp提供能量，将脂肪酸转变成脂酰coa：脂酰coa合成酶r-cooh amp + ppihscoa+ atpr-coscoa -羟基羟基-r-三甲基铵基丁酸三甲基铵基丁酸脂酰coa进入线粒体的过程*rcoscoa hscoa 肉碱肉碱rco-肉碱肉碱 rco-肉碱肉碱 rcoscoa 肉碱肉碱hscoa 关键酶关键酶 脱氢脱氢脂脂酰酰coa脱氢酶脱氢酶 fadh2硫解硫解硫解酶硫解酶 水化水化水化酶水化酶 -氧化循环的反应过程（2反式烯脂酰反式烯脂酰coa）l- 羟脂酰羟脂酰coa再脱氢再脱氢l-羟脂酰羟脂酰coa脱氢酶脱氢酶nadh + h+ - 酮脂酰酮脂酰coa脂肪酸

6、-氧化循环的特点肉碱转运载体肉碱转运载体线线粒粒体体膜膜脂酰脂酰coa脱氢酶脱氢酶l(+)-羟脂酰羟脂酰coa脱氢酶脱氢酶 nad+ nadh+h+ 反反 2-烯酰烯酰coa 水化酶水化酶h2ofadfadh2 酮脂酰酮脂酰coa 硫解酶硫解酶coa-sh脂酰脂酰coa合成酶合成酶atpcoashamp ppih2o呼吸链呼吸链 2atp h2o 呼吸链呼吸链 3atp tca 脂脂 肪肪 酸酸rchrch2 2chch2 2c c- -oh oh oo=oo=rch=chcscoa o =rch=chcscoa o =o =rch2ch2cscoa o =o =rchohch2cscoa o

7、 =o =rcoch2cscoa o =o =rcscoa+ ch3coscoa o=o=rch2ch2cscoa o =o =7次次 -氧化分解产生氧化分解产生57=35分子分子atp；8分子乙酰分子乙酰coa可得可得128=96分子分子atp；共可得131分子atp，减去活化时消耗的两分子atp，故软脂酸彻底氧化分解可净生成129分子atp。1.概念v rch2cooho2，nadph+h+ 单加氧酶单加氧酶fe2+，抗坏血酸r-ch-coohoh-（l-羟脂肪酸）nad+nadh+h+脱氢酶脱氢酶r-c-cooho=（-酮脂酸）atp，nad+， 抗坏血酸脱羧酶脱羧酶rcooh+co2（

8、少一个c原子）2. -氧化的可能反应历程 不饱和脂酸不饱和脂酸 氧化氧化 顺顺 3-烯酰烯酰coa顺顺 2-烯酰烯酰coa 反反 2-烯酰烯酰coa 3顺顺- 2反烯酰反烯酰coa 异构酶异构酶 氧化氧化 l(+)-羟脂酰羟脂酰coa d(-)-羟脂酰羟脂酰coa d(-)-羟脂酰羟脂酰coa 表构酶表构酶h2o l-甲基丙二酸单酰甲基丙二酸单酰coa 消旋酶消旋酶 变位酶变位酶 5 -脱氧腺苷钴胺素脱氧腺苷钴胺素 琥珀酰琥珀酰coa 奇数碳脂肪酸奇数碳脂肪酸ch3ch2cocoa -氧化氧化 丙酰丙酰coa羧化酶羧化酶（生物素）（生物素）adp+pid-甲基丙二酸单酰甲基丙二酸单酰coa a

9、tp+co2经三羧酸循环途径经三羧酸循环途径丙酮酸羧化支路丙酮酸羧化支路糖有氧氧化途径彻底氧化分解糖有氧氧化途径彻底氧化分解酮体的分子结构chch3 3cchcch2 2coh coh 乙乙酰酰乙乙酸酸乙乙酰酰乙乙酸酸= =oo= =oochch3 3cchcch2 2coh coh 乙乙酰酰乙乙酸酸乙乙酰酰乙乙酸酸= =oochch3 3cchcch2 2coh coh 乙乙酰酰乙乙酸酸乙乙酰酰乙乙酸酸chch3 3cchcch2 2coh coh 乙乙酰酰乙乙酸酸乙乙酰酰乙乙酸酸= =oo= =oo= =oo= =oochch3chcooh oh2d(-)-羟丁酸羟丁酸chch3 3cch

10、cch3 3 丙丙酮酮丙丙酮酮= =oochch3 3cchcch3 3 丙丙酮酮丙丙酮酮chch3 3cchcch3 3 丙丙酮酮丙丙酮酮= =oo= =oo酮体酮体1酮体的生成乙酰乙酰乙酰乙酰coa硫解酶硫解酶chch3 3cchcch2 2cscoa cscoa ( (乙乙酰酰乙乙酰酰乙乙酰酰乙乙酰酰coacoa) )= =oo= =oochch3 3cchcch2 2cscoa cscoa ( (乙乙酰酰乙乙酰酰乙乙酰酰乙乙酰酰coacoa) )= =oo= =oo= =oo= =oochch3 3cscoa cscoa = =oochch3 3cscoa cscoa = =oo= =

11、oo2(乙酰乙酰coa)酮体生成的反应过程hmg-coa合酶合酶*chch3 3cchcch2 2cscoa cscoa ( (乙乙酰酰乙乙酰酰乙乙酰酰乙乙酰酰coacoa) )= =oo= =oochch3 3cchcch2 2cscoa cscoa ( (乙乙酰酰乙乙酰酰乙乙酰酰乙乙酰酰coacoa) )= =oo= =oo= =oo= =oohocchhocch2 2cchcch2 2cscoacscoa( (hmgcoahmgcoa) ) chch3 3ohoh羟羟甲甲基基戊戊二二酸酸单单酰酰羟羟甲甲基基戊戊二二酸酸单单酰酰coacoa= =oo= =oohocchhocch2 2cc

12、hcch2 2cscoacscoa( (hmgcoahmgcoa) ) chch3 3ohoh羟羟甲甲基基戊戊二二酸酸单单酰酰羟羟甲甲基基戊戊二二酸酸单单酰酰coacoa= =oo= =oo= =oo= =oochch3 3cscoa cscoa = =oochch3 3cscoa cscoa = =oo= =oocoash 限速酶限速酶hmg-coa裂解酶裂解酶hocchhocch2 2cchcch2 2cscoacscoa( (hmgcoahmgcoa) ) chch3 3ohoh羟羟甲甲基基戊戊二二酸酸单单酰酰羟羟甲甲基基戊戊二二酸酸单单酰酰coacoa= =oo= =oohocchho

13、cch2 2cchcch2 2cscoacscoa( (hmgcoahmgcoa) ) chch3 3ohoh羟羟甲甲基基戊戊二二酸酸单单酰酰羟羟甲甲基基戊戊二二酸酸单单酰酰coacoa= =oo= =oo= =oo= =oochch3 3cscoa cscoa = =oochch3 3cscoa cscoa = =oo= =oochch3 3cchcch2 2coh coh 乙乙酰酰乙乙酸酸乙乙酰酰乙乙酸酸= =oo= =oochch3 3cchcch2 2coh coh 乙乙酰酰乙乙酸酸乙乙酰酰乙乙酸酸= =oochch3 3cchcch2 2coh coh 乙乙酰酰乙乙酸酸乙乙酰酰乙乙酸

14、酸chch3 3cchcch2 2coh coh 乙乙酰酰乙乙酸酸乙乙酰酰乙乙酸酸= =oo= =oo= =oo= =oo-羟丁酸脱氢酶羟丁酸脱氢酶chch3 3cchcch2 2coh coh 乙乙酰酰乙乙酸酸乙乙酰酰乙乙酸酸= =oo= =oochch3 3cchcch2 2coh coh 乙乙酰酰乙乙酸酸乙乙酰酰乙乙酸酸= =oochch3 3cchcch2 2coh coh 乙乙酰酰乙乙酸酸乙乙酰酰乙乙酸酸chch3 3cchcch2 2coh coh 乙乙酰酰乙乙酸酸乙乙酰酰乙乙酸酸= =oo= =oo= =oo= =oochch3 3chchchch2 2cooh cooh d(d

15、(- -) )- - - -羟羟丁丁酸酸羟羟丁丁酸酸ohohchch3 3chchchch2 2cooh cooh d(d(- -) )- - - -羟羟丁丁酸酸羟羟丁丁酸酸chch3 3chchchch2 2cooh cooh d(d(- -) )- - - -羟羟丁丁酸酸羟羟丁丁酸酸ohoh nad+ nadh+h+ chch3 3cchcch2 2coh coh 乙乙酰酰乙乙酸酸乙乙酰酰乙乙酸酸= =oo= =oochch3 3cchcch2 2coh coh 乙乙酰酰乙乙酸酸乙乙酰酰乙乙酸酸= =oochch3 3cchcch2 2coh coh 乙乙酰酰乙乙酸酸乙乙酰酰乙乙酸酸chc

16、h3 3cchcch2 2coh coh 乙乙酰酰乙乙酸酸乙乙酰酰乙乙酸酸= =oo= =oo= =oo= =oochch3 3cchcch3 3 丙丙酮酮丙丙酮酮= =oochch3 3cchcch3 3 丙丙酮酮丙丙酮酮chch3 3cchcch3 3 丙丙酮酮丙丙酮酮= =oo= =ooco2co2 coash coash nad+ nadh+h+ -羟丁酸羟丁酸脱氢酶脱氢酶hmgcoa 合成酶合成酶乙酰乙酰乙酰乙酰coa硫解酶硫解酶hmgcoa 裂解酶裂解酶 酮体的生成酮体的生成 chch3 3cscoa cscoa = =oochch3 3cscoa cscoa = =oo= =oo

17、chch3 3cscoa cscoa = =oochch3 3cscoa cscoa = =oo= =oochch3 3cchcch2 2cscoa cscoa ( (乙乙酰酰乙乙酰酰乙乙酰酰乙乙酰酰coacoa) )= =oo= =oochch3 3cchcch2 2cscoa cscoa ( (乙乙酰酰乙乙酰酰乙乙酰酰乙乙酰酰coacoa) )= =oo= =oo= =oo= =oohocchhocch2 2cchcch2 2cscoacscoa( (hmgcoahmgcoa) ) chch3 3ohoh羟羟甲甲基基戊戊二二酸酸单单酰酰羟羟甲甲基基戊戊二二酸酸单单酰酰coacoa= =oo

18、= =oohocchhocch2 2cchcch2 2cscoacscoa( (hmgcoahmgcoa) ) chch3 3ohoh羟羟甲甲基基戊戊二二酸酸单单酰酰羟羟甲甲基基戊戊二二酸酸单单酰酰coacoa= =oo= =oo= =oo= =oochch3 3chchchch2 2cooh cooh d(d(- -) )- - - -羟羟丁丁酸酸羟羟丁丁酸酸ohohchch3 3chchchch2 2cooh cooh d(d(- -) )- - - -羟羟丁丁酸酸羟羟丁丁酸酸chch3 3chchchch2 2cooh cooh d(d(- -) )- - - -羟羟丁丁酸酸羟羟丁丁酸酸

19、ohohchch3 3cchcch3 3 丙丙酮酮丙丙酮酮= =oochch3 3cchcch3 3 丙丙酮酮丙丙酮酮chch3 3cchcch3 3 丙丙酮酮丙丙酮酮= =oo= =oochch3 3cchcch2 2coh coh 乙乙酰酰乙乙酸酸乙乙酰酰乙乙酸酸= =oo= =oochch3 3cchcch2 2coh coh 乙乙酰酰乙乙酸酸乙乙酰酰乙乙酸酸= =oochch3 3cchcch2 2coh coh 乙乙酰酰乙乙酸酸乙乙酰酰乙乙酸酸chch3 3cchcch2 2coh coh 乙乙酰酰乙乙酸酸乙乙酰酰乙乙酸酸= =oo= =oo= =oo= =oo-羟羟- -甲基戊二酸

20、单酰甲基戊二酸单酰coa合成酶合成酶 2酮体的利用酮体利用的基本过程-羟丁酸脱氢酶羟丁酸脱氢酶chch3 3cchcch2 2coh coh 乙乙酰酰乙乙酸酸乙乙酰酰乙乙酸酸= =oo= =oochch3 3cchcch2 2coh coh 乙乙酰酰乙乙酸酸乙乙酰酰乙乙酸酸= =oochch3 3cchcch2 2coh coh 乙乙酰酰乙乙酸酸乙乙酰酰乙乙酸酸chch3 3cchcch2 2coh coh 乙乙酰酰乙乙酸酸乙乙酰酰乙乙酸酸= =oo= =oo= =oo= =oochch3 3chchchch2 2cooh cooh d(d(- -) )- - - -羟羟丁丁酸酸羟羟丁丁酸酸o

21、hohchch3 3chchchch2 2cooh cooh d(d(- -) )- - - -羟羟丁丁酸酸羟羟丁丁酸酸chch3 3chchchch2 2cooh cooh d(d(- -) )- - - -羟羟丁丁酸酸羟羟丁丁酸酸ohoh nad+ nadh+h+ 琥珀酰琥珀酰coa转硫酶转硫酶chch3 3cchcch2 2coh coh 乙乙酰酰乙乙酸酸乙乙酰酰乙乙酸酸= =oo= =oochch3 3cchcch2 2coh coh 乙乙酰酰乙乙酸酸乙乙酰酰乙乙酸酸= =oochch3 3cchcch2 2coh coh 乙乙酰酰乙乙酸酸乙乙酰酰乙乙酸酸chch3 3cchcch2

22、2coh coh 乙乙酰酰乙乙酸酸乙乙酰酰乙乙酸酸= =oo= =oo= =oo= =oochch3 3cchcch2 2cscoa cscoa ( (乙乙酰酰乙乙酰酰乙乙酰酰乙乙酰酰coacoa) )= =oo= =oochch3 3cchcch2 2cscoa cscoa ( (乙乙酰酰乙乙酰酰乙乙酰酰乙乙酰酰coacoa) )= =oo= =oo= =oo= =oo琥珀酰琥珀酰coa 琥珀酸琥珀酸 乙酰乙酸硫激酶乙酰乙酸硫激酶chch3 3cchcch2 2coh coh 乙乙酰酰乙乙酸酸乙乙酰酰乙乙酸酸= =oo= =oochch3 3cchcch2 2coh coh 乙乙酰酰乙乙酸酸

23、乙乙酰酰乙乙酸酸= =oochch3 3cchcch2 2coh coh 乙乙酰酰乙乙酸酸乙乙酰酰乙乙酸酸chch3 3cchcch2 2coh coh 乙乙酰酰乙乙酸酸乙乙酰酰乙乙酸酸= =oo= =oo= =oo= =oochch3 3cchcch2 2cscoa cscoa ( (乙乙酰酰乙乙酰酰乙乙酰酰乙乙酰酰coacoa) )= =oo= =oochch3 3cchcch2 2cscoa cscoa ( (乙乙酰酰乙乙酰酰乙乙酰酰乙乙酰酰coacoa) )= =oo= =oo= =oo= =oohscoa+atp amp+ppi 乙酰乙酰乙酰乙酰coa硫解酶硫解酶chch3 3cch

24、cch2 2cscoa cscoa ( (乙乙酰酰乙乙酰酰乙乙酰酰乙乙酰酰coacoa) )= =oo= =oochch3 3cchcch2 2cscoa cscoa ( (乙乙酰酰乙乙酰酰乙乙酰酰乙乙酰酰coacoa) )= =oo= =oo= =oo= =oochch3 3cscoa cscoa = =oo2chch3 3cscoa cscoa = =oochch3 3cscoa cscoa = =oo= =oo2hscoa 心、肾、脑、心、肾、脑、骨骼肌细胞骨骼肌细胞心、肾、心、肾、脑细胞脑细胞 羟丁酸羟丁酸-nad+ nadh+h hscoa + atp乙酰乙酸乙酰乙酸琥珀酰琥珀酰co

25、a乙酰乙酸硫激酶乙酰乙酸硫激酶琥珀酰琥珀酰coa 转硫酶转硫酶amp + ppi乙酰乙酰乙酰乙酰coa 琥珀酸琥珀酸硫解酶硫解酶2乙酰乙酰coa三羧酸三羧酸循环循环+ -羟丁酸脱氢酶羟丁酸脱氢酶 3酮体生成及利用的生理意义第三节 脂肪的生物合成3-磷酸甘油脱氢酶磷酸甘油脱氢酶nadh + h+磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油磷酸甘油nad+一、3-磷酸甘油的生成甘油磷酸激酶甘油磷酸激酶甘油甘油atp3-磷酸甘油磷酸甘油adp二、（在细胞质中） 饱和脂肪酸的从头合成1. 乙酰coa（碳源）的来源及转运苹果酸苹果酸nad+nadh + h+乙酰乙酰coa羧化酶羧化酶（生物素）（生物素）* *

26、长链脂酰长链脂酰coa-柠檬酸柠檬酸异柠檬酸异柠檬酸+2丙二酸单酰coa的合成3脂肪酸合成循环acpshv 乙酰基转移反应ch3-cscoa=och3-csacp=oacp-sh酮脂酰-acp合酶ch3-cs-合酶=ov 丙二酸单酰基转移反应coa-shacp-shacp脂酰基转移酶hooc-ch2-cscoa+acp-sh hooc-ch2-csacpo=丙二酸单酰转移酶hooc-ch2-cscoao=+coa-sh4.反应历程v缩合反应ch3-cs-合酶+=o hooc-ch2-csacpo=-酮脂酰-acp合酶 ch3-c-ch2-csacp o=o=+合酶-sh+co2v还原反应 ch

27、3-c-ch2-csacpo=o=+nadph+ + h + -酮脂酰-acp还原酶 ch3-ch-ch2-csacp o-oh=+nadp+ d-羟丁酰-acpv脱水反应 ch3-ch-ch2-csacp o-oh=- c- c=c o-ch3- h hsacp-羟脂酰-acp脱水酶+h2o（2反式丁烯酰-acp,巴豆酰-acp）v再还原反应- c=co-ch3 h hsacpc-=- 3 2+nadph+h+-烯脂酰-acp还原酶 ch3-ch2-ch-csacpo=+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。v缩

28、合反应ch3-cs-合酶+=o hooc-ch2-csacpo=-酮脂酰-acp合酶 ch3-c-ch2-csacpo=o=+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。软脂酰软脂酰-acp硫酯酶水解acp+软脂酸（棕榈酸）软脂酸（棕榈酸）释放释放h2o8ch3-cscoa=o+7atp+14nadph+14h +ch3 ( ch2)14cooh +14nadp+ +8coash + 7adp +7pi+ 6h2ov 那么这个过程与糖代谢有一定关系：原料（原料（乙酰辅酶乙酰

29、辅酶a a ）来源）来源羧化反应中消耗的羧化反应中消耗的atpatp可由可由empemp途径提供途径提供还原力还原力nadphnadph从哪来？从哪来？总反应式脂肪酸合成的特点：4. 饱和脂肪酸的从头合成与-氧化的比较区别要点区别要点 从头合成从头合成 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(p209)能量需求或放出 消耗7atp及14nadph+h+ 产生129或

30、106atp脂酰脂酰coa转移酶转移酶 coa r1cocoa 脂酰脂酰coa 转移酶转移酶 coa r2cocoa 磷脂酸磷脂酸磷酸酶磷酸酶pi 脂酰脂酰coa 转移酶转移酶 coa r3cocoa pipichch2 2oo- -chch2 2oh oh choh choh 3 - 磷磷酸酸甘甘油油pipichch2 2oo- -chch2 2oh oh choh choh 3 - 磷磷酸酸甘甘油油o=pichch2 2oo- -chch2 2oo- -c c- -r r1 1 choh choh 1-酯酯酰酰-3 - 磷磷酸酸甘甘油油o=pichch2 2oo- -chch2 2oo- -c c- -r r1 1 choh choh 1-酯酯酰酰-3 - 磷磷酸酸甘甘油油pichch2 2oo- -chch2 2oo- -c c- -r r1 1 choh choh pichch2 2oo- -chch2 2oo- -c c- -r r1 1 choh choh 1-酯酯酰酰-3 - 磷磷酸酸甘甘油油o=pichch2 2oo- -chch2 2oo- -c c- -r r1 1 chocho- -c c- -r r2 2 o=磷磷脂脂酸酸o=pichch2 2oo-