生物化学第七章脂类代谢课件

1、第八章 脂类代谢第一节 脂肪的分解代谢第二节 脂肪的合成代谢 第三节 类脂的代谢回 忆脂类是脂肪和类脂的总称。脂肪 (fat)：储脂供能 三脂肪酸甘油酯或甘油三酯 。类脂(lipoid)：维持生物膜的结构和功能 胆固醇 胆固醇酯 磷脂 糖脂单不饱和脂酸多不饱和脂酸不饱和脂酸的分类不饱和脂酸命名 系统命名法编码体系 从脂酸的羧基碳起算或n编码体系 从脂酸的甲基碳起算习惯名系统名碳原子及双键数双键位置族分布系n系软油酸十六碳一烯酸16：197-7广泛油酸十八碳一烯酸18：199-9广泛亚油酸十八碳二烯酸18：29,126,9-6植物油-亚麻酸十八碳三烯酸18：39,12,153,6,9-3植物油-

2、亚麻酸十八碳三烯酸18：36,9,126,9,12-6植物油花生四烯酸廿碳四烯酸20：45,8,11,146,9,12,15-6植物油timnodonic廿碳五烯酸（EPA）20：55,8,11,14,173,6,9,12,15-3鱼油clupanodonic廿二碳五烯酸（DPA）22：57,10,13,16,193,6,9,12,15-3鱼油，脑cervonic廿二碳六烯酸（DHA）22：64,7,10,13,16,193,6,9,12,15,18-3鱼油第一节 脂肪的分解代谢 一、脂肪的消化与吸收甘油三酯结构二、甘 油 的 转 化（实线为甘油的分解，虚线为甘油的合成)）甘油激酶磷酸甘油脱氢

3、酶异构酶磷酸酶三、脂肪酸的氧化（一）饱和脂肪酸的-氧化作用（3） -氧化过程中能量的释放及转换效率2、氧化过程1、-氧化作用的概念及试验证据（1） 脂肪酸的活化和转运（2） -氧化的生化过程2、脂肪酸的活化和转运a、脂肪酸的活化 OR-C-OH+CoA-SH脂酰CoA合成酶 OR-C-SCoAATPAMP+PPib、脂酰CoA的运转 肉毒碱的作用酯酰CoA进入线粒体基质示意图 N+(CH3)3 CH2HO-CH CH2 COO-肉毒碱酯酰肉毒碱 OR-C N+(CH3)3 CH2-O-CH2 CH2 COO-酯酰肉毒碱CoASH OR-C-S-CoA OR-C-OHATPCoASHADP+PP

4、iCoASH肉毒碱 OR-C-S-CoA-氧化线粒体内膜内侧外侧载体肉碱酯酰转移酶肉碱酯酰转移酶3、-氧化的生化历程 a、脱氢b、水化c、再脱氢 R-CH=CH-C-SCoA R-CH2 - CH2C-SCoA OH O R-CH-CH2CSCoA O O R-C-CH2CSCoA OR-CScoA OCH3CSCoA|+|d、硫解|-氧化的主要生化反应酯酰CoA脱氢酶脂酰CoA RCH2CH2C-SCoA RCH=CH-C-SCoA -烯脂酰CoA OR-CScoA脂酰CoA OCH3CSCoA 乙酰CoA|+烯酰CoA水化酶 -羟脂酰CoA脱氢酶 硫解酶H2O CoASHNAD +NADH

5、FAD FADH2 OH O RCHCH2CScoA-羟脂酰CoA| O O RCCH2C-SCoA -酮酯酰CoA|如：软脂酸（棕搁酸，C15H31COOH）的-氧化过程5、不饱和脂肪酸的氧化油酰基CoA（ 9 18：1） CH3(CH2)7CH=CH-CH2(CH2)6CO-CoA OHCH3(CH2)7CH2-C-CH2-CO-CoA H6CH3-CO-CoACH3(CH2)7CH2 - C = C-CO-CoAHH2-反- 十二碳烯酰CoA -氧化,三次循环烯酯酰CoA异构酶烯酯酰CoA水化酶再开始-氧化CH3(CH2)7-C=C-CH2 - CO-CoA3-顺- 十二碳烯酯酰CoA

6、HH如：油酰基的氧化作用6.奇数碳链脂肪酸的氧化一些植物和海洋生物能合成奇数碳脂肪酸。一些氨基酸，如异亮氨酸、缬氨酸和甲硫氨酸在降解过程中也会产生丙酰CoA或丙酸。还有反刍动物瘤胃中的细菌可将糖类发酵产生大量的丙酸。ATP、CoASH丙酸的代谢甲基丙二酸单酰CoA琥珀酰CoA硫激酶羧化酶变位酶三羧酸循环ATP、CO2 生物素CoB12（二）脂肪酸的-氧化作用 脂肪酸氧化作用发生在-碳原子上，分解出CO2，生成比原来少一个碳原子的脂肪酸，这种氧化作用称为-氧化作用。 -氧化作用对于生物体内奇数碳脂肪酸的形成， 对含甲基的支链脂肪酸的降解， 或过长的脂肪酸(如C22、C24)的降解起着重要的作用。

7、RCH2COO-RCH(OH)COO-RCOCOOHRCOOHCO2O2NAD +NADH +H+NAD +NADH +H+RCH(OOH)COO-CO2RCHOO2NAD +NADH +H+过氧化羟化氧化氧化脱羧氧化脱羧氧化（三）脂肪酸的氧化作用 脂肪酸的-氧化指脂肪酸的末端甲基（-端）经氧化转变成羟基，继而再氧化成羧基，从而形成，-二羧酸的过程。CH3(CH2)n COO-HOCH2(CH2)n COO-OHC(CH2)n COO-HOOC(CH2)n COO-O2NAD(P) +NAD(P)H+H+NAPD +NADPH+H+NAD(P) +NAD(P)H+H+混合功能氧化酶醇酸脱氢酶醛

8、酸脱氢酶脂肪酸-羟酯酸-醛酯酸a,-二羧酸（四）乙醛酸循环1、乙醛酸循环的生化历程4、脂肪代谢和糖代谢的关系3、乙醛酸循环的生理意义 植物种子萌发的脂肪转化为糖2、乙醛酸循环总反应式及其糖异生的关系2.乙醛酸循环总反应式及其与糖异生的关系2乙酰 CoA + NAD+ 琥珀酸+ 2CoASH + NADH + H+草酰乙酸糖异生3.乙醛酸循环的生物学意义 对于一些细菌和藻类，乙醛酸循环使它们能够仅以乙酸盐作为能源和碳源生长。 在脂肪转变为糖的过程中，乙醛酸循环起着关键的作用，它是连结糖代谢和脂代谢的枢纽。线粒体乙醛酸体5.酮体的代谢酮体的生成酮体的分解生成酮体的意义 脂肪酸-氧化产物乙酰CoA,

9、在肌肉中进入三羧酸循环，然后在肝细胞中可形成乙酰乙酸、-羟丁酸、丙酮这三种物质统称为酮体。酮体的生成羟甲基戊二酸单酰CoA（HMGCoA）脂肪酸硫解酶2CH3COSCoACH3COCH2COSCoA乙酰乙酰CoAHOOCCH2-C-CH2COSCoA |CH3OH |HMGCoA裂解酶HMGCoA合成酶CH3COSCoACoASH-氧化CH3COCH2COOHCH3CHOHCH2COOH乙酰乙酸丙酮-羟丁酸脱氢酶CO2NADH+H+NAD+CH3COCH3脱羧酶CoASH酮体的分解乙酰乙酰CoA硫解酶转移酶琥珀酰CoACoASH-氧化乙酰乙酸脱氢酶NADH+H+NAD+乙酰CoA2-羟丁酸琥珀

10、酸生成酮体的意义 肝脏组织正是以酮体的形式将乙酰coA通过血液运送至外周器官中的。骨骼、心脏和肾上腺皮质细胞的能量消耗主要就是来自这些酮体，脑组织在糖饥饿时也能利用酮体作为能源。第二节 脂肪的合成代谢一、甘油的生物合成二、脂肪酸的生物合成三、三酰甘油的生物合成一、甘油的生物合成（细胞质中）二、脂肪酸的生物合成1、十六碳饱和脂肪酸（软脂酸）的从头合成2、线粒体和内质网中脂肪酸碳链的延长3、不饱和脂肪酸的合成1.软脂酸的从头合成（3）脂肪酸生物合成的反应历程（1）脂肪酸合成酶复合体系FAS和脂酰基载体蛋白(ACP)（2）乙酰CoA运转柠檬酸循环（1）脂肪酸合成酶系结构模式中央巯基SH外围巯基SHA

11、CP乙酰CoA:ACP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 脂酰基载体蛋白(ACP)的辅基结构CH2-Ser-ACPHS辅基：4-磷酸泛酰巯基乙胺CoA分子中也有4-磷酸泛酰巯基乙胺AHS4-磷酸泛酰巯基乙胺（2）乙酰CoA从线粒体内至胞液的运转（3）脂肪酸从头合成的生化历程b、缩合c、还原d、脱水a、丙二酸单酰ACP的形成 OR-CSACP OCH3CSACP|+|e、还原 OH O R-CH-CH2CSACP O O R-C-CH2 - CSACP R-CH=CH-C-SACP | R-CH2 -

12、CH2 - C-SACP| OHOOC-CH2-C-S-CoA丙二酸单酰CoA丙二酸单酰ACP的形成： OCH3C-SCoA 乙酰CoA |+ATPHCO3-ADP+Pi| OHOOC-CH2-C-S-ACP丙二酸单酰ACPACPCoA乙酰CoA 羧化酶生物素丁酰CoA CH3 CH2CH2C-SACP O CH3COCH2C-SACP -酮丁酰ACP| OCH3CSACP乙酰ACP|+-羟丁酰ACP脱水酶 -酮丁酰ACP还原酶 NAD P+NADPHCoASH O OHO-C-CH2C-S-ACP 丙二酸单酰-ACP| OH OCH3-CH-CH2-C-S-ACP-羟丁酰-ACP| OCH3

13、CH CH-C-S-ACP=-烯丁酰ACP|H2O -烯丁酰ACP还原酶NADP+NADPH缩合酶软脂酸合成的反应流程CH3CO-SHOOCCH2CO-S丙二酸单酰CoA:ACP转移酶CH3CHCH2CO-SSHOHSHSHCH3CH=CHCO-SSHSHSH OCH3C-S|SHNADP+NADPHHSCoA乙酰SCoA 丙二单酰-SCoACoASHNADP+NADPHH2OCO2软脂酸H2O进位链的延伸水解 OCH3C-S|SHCH3COCH2CO-SSHCH3CH2CH2CO-SSH乙酰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

14、酶脂肪酸生物合成的反应历程-烯丁酰ACPCH3COCH2C0-SACP 丁酰ACPCH3CH(OH) CH2C0-SACP CH3CH= CH2C0-SACP CH3CH2CH2C0-SACP -酮丁酰ACP-羟丁酰ACPCH3COCoACH3COACPHOOCCH3COACPHOOCCH3COCoACH3COCoACO2 + ACPC2C2C2C2C2C2NADPHNAD P+NADP+NADPHH2O CH3(CH2)14C0-SACP+CO2ACP脂肪酸氧化和从头合成的关系a. 两条途径运行方向相反 氧化：每经历一次脱氢、加水、脱氢、裂解的循环反应，脂肪酸减少两个碳片段，生成一分子乙酰C

15、oA。 从头合成：每经历一次缩合、还原、脱水、还原的循环反应，脂肪酸延长两个碳片段。 b. 两条途径的中间产物基本相同（4）脂肪酸的氧化和从头合成的异同2.线粒体和内质网中脂肪酸碳链的延长（1）线粒体脂肪酸延长酶系: 延长短链脂肪酸，其过程是-氧化逆过程。（2）内质网脂肪酸延长酶系：延长饱和或不饱和长链脂肪酸，其中间过程与脂肪酸合成酶体系相似。脂肪酸碳链延长的不同方式细胞内进行部位动物 植物线粒体 内质网 叶绿体、前质体 内质网加入的二碳单位酯酰基载体电子供体乙酰CoA 丙二酸单酰CoA 丙二酸单酰CoACoA CoA ACPNAD(P)H NADPH NADPH 不明确3.不饱和脂肪酸的合成

16、(1)需氧途径（2）厌氧途径 是厌氧生物合成单不饱和脂肪酸的方式,发生在脂肪酸从头合成的过程中,当生成、 -羟癸酰-ACP时，由专一的脱水酶催化脱水，生成、 -烯癸酰-ACP，在继续参入二碳单位，就可产生不同长度的单不饱和脂肪酸。NADPH+H+NADP+FAD2Fe去饱和酶RCH2-CH2-RCHCH-2e2e2e2eO2+4H+2H2O4e（黄素蛋白）动：细胞色素b5zh 内质网膜，酯酰CoA植：铁硫蛋白 质体，酯酰ACP双键酯酰基单键三、三酰甘油的生物合成磷酸甘油酯酰转移酶磷酸甘油酯酰转移酶二酰甘油酯酰转移酶磷酸酶溶血磷脂酸磷脂酸二酰甘油三酰甘油第三节 类脂的代谢1、磷脂的降解与合成2、

17、糖脂的降解与生物合成3、胆固醇的生物合成与转化（回忆）定义 含磷酸的脂类称磷酯。分类 甘油磷脂 由甘油构成的磷酯 鞘 磷 脂 由鞘氨醇构成的磷脂X 指与磷酸羟基相连的取代基FAFAPiX 甘油FA PiX 鞘氨醇X = 胆碱、水、乙醇胺、 丝氨酸、甘油、肌醇、磷脂酰甘油等 一、磷脂的降解与合成（一）、甘油磷脂的代谢组成：甘油、脂酸、磷脂、含氮化合物结构： 功能：含一个极性头、两条疏水尾，构成生物膜的磷脂双分子层。常为花生四烯酸 X = 胆碱、水、乙醇胺、 丝氨酸、甘油、肌醇、磷脂酰甘油等 1.甘油磷脂的组成、分类及结构磷脂酰胆碱含氮碱甘油脂肪酸X-OHX取代基甘油磷脂的名称水H磷脂酸胆碱CH2

18、CH2N+(CH3)3磷脂酰胆碱乙醇胺CH2CH2NH3+磷脂酰乙醇胺丝氨酸CH2CHNH2COOH磷脂酰丝氨酸甘油CH2CHOHCH2OH磷脂酰甘油磷脂酰甘油二磷脂酰甘油肌醇磷脂酰肌醇2.甘油磷脂的分类3磷脂酶的作用部位磷脂酶 C磷脂酶 D磷脂酶 A2(B2)磷脂酶 A1(B1)磷脂酰胆碱溶血磷脂3-甘油磷酸胆碱脂肪酸 甘油 磷酸 胆碱1. 合成部位全身各组织内质网，肝、肾、肠等组织最活跃。 2. 合成原料及辅因子脂酸、甘油、磷酸盐、胆碱、丝氨酸、肌醇、ATP、CTP（二）甘油磷脂的合成 3. 合成的基本过程（1）甘油二酯合成途经：磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺；（2）CDP-甘油二酯合成途径：磷

19、脂酰肌醇、磷脂酰丝氨酸、心磷脂。CDP-乙醇胺CDP-胆碱(1)甘油二酯合成途径（高等动物）(2)CDP-甘油二酯合成途径（普遍）鞘脂(sphingolipids)含鞘氨醇(sphingosine)或二氢鞘氨醇的脂类。 （三）、鞘磷脂的代谢 1. 鞘脂化学组成及结构 鞘 脂 鞘磷脂 鞘糖脂 FA鞘氨醇 FA PiX鞘氨醇 FA 糖 鞘氨醇 X-磷脂胆碱 、 磷脂乙醇胺 单糖或寡糖按取代基X的不同，鞘脂分为：鞘糖酯、鞘磷脂二、糖脂的降解与生物合成（一）糖脂的降解 糖脂上的糖基成分可以在一些糖苷酶的作用下被水解下来，其他的成分在各种脂酶的作用下可水解成甘油或鞘氨醇、脂肪酸等。（二）糖脂的生物合成1

20、.甘油糖脂的生物合成单半乳糖二脂酰甘油(MGDG)的合成：双半乳糖二脂酰甘油(DGDG)的合成：由单半乳糖二脂酰甘油再接受一分子UDP半乳糖上的半乳糖基，即可生成DGDG。2.鞘糖脂的生物合成 1、糖脂的合成2、糖脂的分解糖脂的代谢 固醇共同结构环戊烷多氢菲概 述三、胆固醇的生物合成与转化动物胆固醇(27碳)植物(29碳)酵母(28碳)* 胆固醇的生理功能是生物膜的重要成分，对控制生物膜的流动性有重要作用；是合成胆汁酸、类固醇激素及维生素D等生理活性物质的前体。* 胆固醇在体内含量及分布含量： 约140克分布：广泛分布于全身各组织中大约 分布在脑、神经组织肝、肾、肠等内脏、皮肤、脂肪组织中也较多肌肉组织含量较低肾上腺、卵巢等合成类固醇激素的腺体含量较高存在形式：游离胆固醇胆固醇酯 1.合成部位：肝是主要场所 胞液及内质网 2.合成原料：18分子乙酰CoA，36分子ATP及16分子NADPHH+ 3.合成基本过程 1、甲羟戊酸（甲瓦龙酸，MVA）的合成； 2、异戊烯醇焦磷酸酯（IPP）的合成； 3、鲨烯的生成 30C 4、胆固醇的生成27C （一）、胆固醇(cholesterol)的合成 胆固醇的合成过程34CoASH CoASH HMGCoA 合酶（胞液）乙酰乙酰CoA硫解酶（胞液）HMGCoA 还原酶（内质网