生化(脂类代谢)

1、第七章第七章 脂类的代谢脂类的代谢 脂肪（中性脂肪）脂肪（中性脂肪） 分类分类 脂类脂类 类脂（磷脂、糖脂、固醇）类脂（磷脂、糖脂、固醇）脂类的主要是在体内氧化脂类的主要是在体内氧化供供能能 1 1 供能储能供能储能 2 2 构成生物膜构成生物膜脂类的生理功能脂类的生理功能 3 3 保护作用、御寒作用保护作用、御寒作用 4 4 帮助脂溶性维生素的吸收帮助脂溶性维生素的吸收 5 5 某些脂类具激素的功能某些脂类具激素的功能第一节第一节 脂类的酶促水解脂类的酶促水解 第二节第二节 脂肪的分解代谢脂肪的分解代谢一一 甘油的氧化甘油的氧化 二二 脂肪酸的分解代谢（脂肪酸的分解代谢（- -氧化作用）氧化

2、作用） 1.1.- -氧化作用的证实氧化作用的证实 （自学）（自学）2.2.- -氧化的反应过程：氧化的反应过程： （1 1）脂肪酸的活化（激活）脂肪酸的活化（激活） ( (活化部位活化部位: :胞浆胞浆) )将化学性质稳定的脂肪酸转变为化学性质活泼的脂酰将化学性质稳定的脂肪酸转变为化学性质活泼的脂酰CoACoARCHRCH2 2CHCH2 2CHCH2 2COOH + ATP COOH + ATP 硫激酶硫激酶 RCHRCH2 2CHCH2 2CHCH2 2CO-AMP +PPiCO-AMP +PPiRCHRCH2 2CHCH2 2CHCH2 2CO-AMP + CoASH RCHCO-AM

3、P + CoASH RCH2 2CHCH2 2CHCH2 2COSCoA + AMPCOSCoA + AMPRCHRCH2 2CHCH2 2CHCH2 2COOH + ATP + CoASH COOH + ATP + CoASH 脂酰脂酰CoACoA合成酶合成酶 MgMg2+2+ RCH RCH2 2CHCH2 2CHCH2 2COSCoA + AMP + PPiCOSCoA + AMP + PPi （2 2）肉毒碱（）肉毒碱（carnitinecarnitine）的作用）的作用 将胞浆中活化的脂酰将胞浆中活化的脂酰CoACoA转动到线粒体中转动到线粒体中（3 3） - -氧化作用氧化作用定义

4、定义: :脂肪酸的分解代谢发生在脂酰基的脂肪酸的分解代谢发生在脂酰基的碳原子上碳原子上过程过程: : 1.1.脱氢脱氢 脂酰脂酰CoACoA脱氢酶脱氢酶RCHRCH2 2CHCH2 2CHCH2 2COSCoA + FAD RCHCOSCoA + FAD RCH2 2CH=CHCOSCoA + FADHCH=CHCOSCoA + FADH2 2 脂酰脂酰CoA CoA ，-烯脂酰烯脂酰CoACoA2.2.水化（加水）水化（加水） 水化酶水化酶RCHRCH2 2CH=CHCOSCoA + HCH=CHCOSCoA + H2 2O RCHO RCH2 2CHOHCHCHOHCH2 2COSCoAC

5、OSCoA，-烯脂酰烯脂酰CoA -CoA -羟脂酰羟脂酰CoACoA3.3.再脱氢再脱氢 -羟脂酰羟脂酰CoACoA脱氢酶脱氢酶RCHRCH2 2CHOHCHCHOHCH2 2COSCoA + NADCOSCoA + NAD+ + RCH RCH2 2COCHCOCH2 2COSCoA + NADH + HCOSCoA + NADH + H+ + - -羟脂酰羟脂酰CoA -CoA -酮脂酰酮脂酰CoACoA4.4.硫酯解（硫解）硫酯解（硫解） 硫酯解酶硫酯解酶RCHRCH2 2COCHCOCH2 2COSCoA + CoASH RCHCOSCoA + CoASH RCH2 2COSCoA

6、+ CHCOSCoA + CH3 3COSCoACOSCoA - -酮脂酰酮脂酰CoA CoA 脂酰脂酰CoA CoA 乙酰乙酰CoACoA (4)(4)乙酰乙酰CoACoA的分解和利用的分解和利用进入进入TCATCA最终被分解为最终被分解为COCO2 2和和H H2 2O,O,也可以参加其他合成代谢也可以参加其他合成代谢 总结脂肪酸的总结脂肪酸的-氧化过程，有这样几点应该注意：氧化过程，有这样几点应该注意： 脂肪酸仅需一次活化，其代价是消耗脂肪酸仅需一次活化，其代价是消耗ATPATP分子的两个高能键（利分子的两个高能键（利用一个，浪费一个）。用一个，浪费一个）。 除脂酰除脂酰CoACoA合成

7、酶（硫激酶）外，其余所有的酶均属线粒体酶。合成酶（硫激酶）外，其余所有的酶均属线粒体酶。 脂肪酸脂肪酸-氧化作用包括脱氢、加水、再脱氢及硫酯解等重复步氧化作用包括脱氢、加水、再脱氢及硫酯解等重复步骤。骤。 3 3 脂肪酸的脂肪酸的-氧化过程中的能量转变氧化过程中的能量转变( (以软脂酸为例以软脂酸为例) )1mol1mol软脂酸在活化阶段要消耗软脂酸在活化阶段要消耗1molATP1molATP中的两中的两molmol高能磷酸键高能磷酸键当转运到线粒体后，要经过当转运到线粒体后，要经过7 7次重复步骤，因此可产生次重复步骤，因此可产生 7molFADH7molFADH2 2和和7mol7mol（

8、NADH+HNADH+H+ +） 共产生共产生8mol8mol乙酰乙酰CoACoA 8 812 + 712 + 72 + 72 + 73 = 1313 = 131 减去脂肪酸活化阶段消耗减去脂肪酸活化阶段消耗1mol ATP1mol ATP 所以所以 净产生净产生130mol ATP130mol ATP三三 脂肪酸氧化的其他途径脂肪酸氧化的其他途径 1 1 奇数碳链脂肪酸的氧化奇数碳链脂肪酸的氧化 琥珀酸辅酶琥珀酸辅酶A A 丙酰丙酰CoA CoA 与糖代谢衍接起来与糖代谢衍接起来 乳酸及乙酰乳酸及乙酰COACOA2 -2 -氧化和氧化和-氧化氧化 -氧化：氧化：是指每次从脂肪酸羧基端氧化只失

9、去羧基碳原子而原来是指每次从脂肪酸羧基端氧化只失去羧基碳原子而原来的的-碳原子被氧化成新的羧基碳原子被氧化成新的羧基 O O2 2、FeFe2+2+、VC VC 脱氢酶脱氢酶RCHRCH2 2COOHCOOH R-CHOH-COOHR-CHOH-COOH R-C0-COOHR-C0-COOH 单加氧酶单加氧酶 NADNAD+ + NADH+H NADH+H+ + 脱羧酶脱羧酶 RCOOH + CORCOOH + CO2 2 H H 2 2O O、ATPATP、NADNAD+ +、VCVC -氧化：氧化：是指离脂肪酸羧基最远的甲基（是指离脂肪酸羧基最远的甲基（-碳原子）先氧化碳原子）先氧化成羟甲

10、基，然后进一步氧化成成羟甲基，然后进一步氧化成、-二羧酸二羧酸 CHCH3 3(CH(CH2 2) )n nCOOHCOOH OH CH OH CH2 2(CH(CH2 2) )n nCOOH COOH HOOC(CH HOOC(CH2 2) )n nCOOHCOOH - -氧化氧化 琥珀酰琥珀酰CoA + CoA + 乙酰乙酰CoA TCA CycleCoA TCA Cycle四四 酮体的生成和利用酮体的生成和利用 ( (肝内生成肝内生成, ,肝外用肝外用) ) 1 1 酮体的生成原因酮体的生成原因 肝脏肝脏最有很强的生成酮体的酶最有很强的生成酮体的酶酮体：酮体：包括：乙酰乙酸、包括：乙酰乙

11、酸、-羟丁酸、丙酮羟丁酸、丙酮2 2 酮体的生成酮体的生成 3 3 酮体的氧化酮体的氧化 肝脏缺少利用酮体的酶肝脏缺少利用酮体的酶有两种利用酮体的酶是肝脏内缺乏的，这两种酶是：有两种利用酮体的酶是肝脏内缺乏的，这两种酶是： 琥珀酰琥珀酰CoACoA转硫酶转硫酶 乙酰乙酸硫激酶乙酰乙酸硫激酶 酮体异常症酮体异常症: :酮血症和酮尿症酮血症和酮尿症第三节第三节 脂肪的合成代谢脂肪的合成代谢一一 合成脂肪需要的直接原料合成脂肪需要的直接原料 合成脂肪所需的直接原料是：合成脂肪所需的直接原料是： -磷酸甘油磷酸甘油 （提供甘油部分）（提供甘油部分） 脂酰脂酰CoA CoA （提供脂肪酸部分）（提供脂肪

12、酸部分） NADPH + HNADPH + H+ + （提供还原能力）（提供还原能力） 并不是脂肪分解的逆反应过程并不是脂肪分解的逆反应过程二二 脂肪酸的生物合成脂肪酸的生物合成脂肪酸生物合成场所脂肪酸生物合成场所:主要在胞浆中进行（从头合成）主要在胞浆中进行（从头合成） 线粒体、微粒体中也可进行（延长途径）线粒体、微粒体中也可进行（延长途径）（一）从头合成（一）从头合成合成脂肪酸的直接原料是合成脂肪酸的直接原料是乙酰乙酰CoA CoA 第一阶段：丙二酰第一阶段：丙二酰ACPACP的形成的形成 乙酰乙酰CoACoA羧化酶羧化酶 CHCH3 3COSCoA + COCOSCoA + CO2 2

13、HOOC-CH HOOC-CH2 2-CO-SCoA-CO-SCoA ATPATP、生物素、生物素、Mn2+Mn2+ ACPSH ACPSH ACPSHACPSH CoASH CoASH CoASH CoASH CHCH3 3COSACP HOOC-CHCOSACP HOOC-CH2 2-CO-SACP-CO-SACP乙酰乙酰CoACoA羧化酶羧化酶是脂肪酸合成的限速调节酶是脂肪酸合成的限速调节酶 ACPACP为酰基载体蛋白，大肠杆菌的为酰基载体蛋白，大肠杆菌的ACPACP由由7777个氨基酸残基组成，个氨基酸残基组成，是一种可溶性蛋白质，分子中有一个活性是一种可溶性蛋白质，分子中有一个活性-

14、SH-SH，所以也可以写，所以也可以写成成ACPSHACPSH 乙酰乙酰CoACoA是在线粒体内形成，而脂肪酸的从头合成是在胞浆中是在线粒体内形成，而脂肪酸的从头合成是在胞浆中进行，乙酰进行，乙酰CoACoA是不能自由透过线粒体内膜，这必然要涉及到是不能自由透过线粒体内膜，这必然要涉及到乙酰乙酰CoACoA的转运问题。转运可有两条途径：的转运问题。转运可有两条途径：1 1 柠檬酸柠檬酸苹果酸（丙酮酸）穿梭系统苹果酸（丙酮酸）穿梭系统2 2 肉毒碱的穿梭转运肉毒碱的穿梭转运 第二阶段：丙二酰第二阶段：丙二酰ACP ACP 软脂酰软脂酰ACPACP这一阶段是在脂肪酸合成酶复合体上依次进行四步反应这

15、一阶段是在脂肪酸合成酶复合体上依次进行四步反应（缩合（缩合、加氢、脱水、再加氢）、加氢、脱水、再加氢）构成一轮，经过一轮后碳链延长构成一轮，经过一轮后碳链延长2 2个个碳原子，经过七轮的变化便形成软脂酰碳原子，经过七轮的变化便形成软脂酰ACPACP1 1 缩合：缩合： -酮脂酰酮脂酰ACPACP合成酶合成酶CHCH3 3COSACP + HOOCCHCOSACP + HOOCCH2 2COSACP CHCOSACP CH3 3COCHCOCH2 2COSACP + COCOSACP + CO2 2 + ACP + ACP乙酰乙酰ACP ACP 丙二酰丙二酰ACP -ACP -酮丁酰酮丁酰ACP

16、ACP2 2 加氢：加氢： -酮脂酰酮脂酰ACPACP还原酶还原酶 CHCH3 3COCHCOCH2 2COSACP CHCOSACP CH3 3CHOHCHCHOHCH2 2COSACPCOSACP - -酮丁酰酮丁酰ACPACP NADPH+H NADPH+H+ + NADP NADP+ + -羟丁酰羟丁酰ACPACP3 3 脱水：脱水： -羟脂酰羟脂酰ACPACP脱水酶脱水酶 CHCH3 3CHOHCHCHOHCH2 2COSACP CHCOSACP CH3 3CH=CHCOSACP + HCH=CHCOSACP + H2 2O O - -羟丁酰羟丁酰ACPACP ，-烯丁酰烯丁酰ACP

17、ACP4 4 再加氢：再加氢： ，-烯脂酰烯脂酰ACPACP还原酶还原酶CHCH3 3CH=CHCOSACP CHCH=CHCOSACP CH3 3CHCH2 2 CHCH2 2COSACPCOSACP ，-烯丁酰烯丁酰ACP ACP NADPH+HNADPH+H+ + NADP NADP+ + 丁酰丁酰ACPACP依次重复上述缩合、加氢、脱水、再加氢依次重复上述缩合、加氢、脱水、再加氢4 4个步骤，可使脂肪酸的碳链再延个步骤，可使脂肪酸的碳链再延长长2 2个碳原子，如此反复进行，直到合成个碳原子，如此反复进行，直到合成1616碳的软脂酰碳的软脂酰ACPACP。软脂酰。软脂酰ACPACP不是不

18、是合成酶的底物，而是被水解成软脂酸和合成酶的底物，而是被水解成软脂酸和ACPSHACPSH，或将软脂酰基转移到，或将软脂酰基转移到CoACoA上上形形成软脂酰成软脂酰CoACoA。 脂肪酸的合成过程脂肪酸的合成过程与与-氧化的重要区别总结如表氧化的重要区别总结如表： 特征特征脂肪酸的脂肪酸的-氧化氧化脂肪酸的从头合成脂肪酸的从头合成细胞内定位细胞内定位线粒体线粒体胞液胞液碳源碳源乙酰乙酰CoA丙二酸单酰丙二酸单酰CoA酰基载体酰基载体CoASHACPSH电子供体或受体电子供体或受体FAD，NAD+NADP+酶系酶系4种酶种酶7种酶蛋白组成的复合体种酶蛋白组成的复合体能量变化能量变化（软脂酸）（

19、软脂酸）产生产生129个个ATP消耗消耗7个个ATP及及14个个NADPH(二)饱和脂肪酸碳链延长途径 RCH2COSACPRCH2COSCOARCH2COSCOARCH2COCH2COSACPRCH2CHOHCH2COSACPRCH2COCH2COSCOARCH2COCH2COSCOARCH2CH=CHCOSACPR(CH2)3COSACPR(CH2)3COSCOAR(CH2)3COSCOARCH2CH=CHCOSCOARCH2CH=CHCOSCOARCH2CHOHCH2COSCOARCH2CHOHCH2COSCOAHOOCCH2COSACPCO2+ACPSHCO2+COASHCOASHCH

20、3COSCOAHOOCCH2COSCOANADPH+H+NADPH+H+NADPH+H+NADP+NADP+NADP+H2OH2OH2ONADPH+H+NADPH+H+NADPH+H+NADP+NADP+NADP+从头合成线粒体中的延长微位体中延长3 3 不饱和脂肪酸的合成不饱和脂肪酸的合成 混合功能氧化酶系混合功能氧化酶系软脂酰软脂酰CoA + OCoA + O2 2 + NADPH+H + NADPH+H+ + 软脂烯酰软脂烯酰CoA + NADPCoA + NADP+ + + 2H + 2H2 2O O硬脂酰硬脂酰CoA + OCoA + O2 2 + NADPH+H + NADPH+H

21、+ + 油酰油酰CoA + NADPCoA + NADP+ + + 2H + 2H2 2O O必需脂肪酸必需脂肪酸 : :亚油酸和亚麻酸亚油酸和亚麻酸等等是动物体内合成其他物质所必需的是动物体内合成其他物质所必需的 ，必须由植物获得，必须由植物获得 三三 脂肪的合成脂肪的合成 合成脂肪需合成脂肪需-磷酸甘油和脂酰磷酸甘油和脂酰CoACoA ( (一一) ) -磷酸甘油的来源磷酸甘油的来源 （二）脂肪的合成（二）脂肪的合成 第四节第四节 磷脂代谢磷脂代谢 主要讨论甘油磷脂的代谢主要讨论甘油磷脂的代谢 （一）甘油磷脂的合成（一）甘油磷脂的合成 ( (二二) )甘油磷脂的降解甘油磷脂的降解磷脂的分解代谢是先在磷脂酶的催化下水解成其组成成分，再磷脂的分解代谢是先在磷脂酶的催化下水解成其组成成分，再分别进出别进行分解代谢。降解磷脂的酶称为磷脂酶，根据作分别进出别进行分解代谢。降解磷脂的酶称为磷脂酶，根据作用于甘油磷脂分子中化学键的不同，磷脂酶分为用于甘油磷脂分子中化学键的不同，磷脂酶分为A A1 1、A A2 2、C C、D D和溶血磷脂酶（磷脂酶和溶血磷脂酶（磷脂酶L L）第五节第五节 胆固醇代谢胆固醇代谢 一一 胆固醇的结构与分布胆固醇的结构与分布 二二 胆固醇的合成胆固醇的合成 乙酰乙酰CoA 18CoA 18分子分子 合成一分子胆固醇需：合成一分子胆固醇需： ATP 36ATP