生物化学脂代谢

生物化学脂代谢课件第1页，课件共99页，创作于2023年2月脂肪的分解代谢和合成代谢

磷脂的分解代谢和合成代谢

胆固醇的合成代谢

酮体

脂肪的合成

主要内容第2页，课件共99页，创作于2023年2月概念：脂类是生物体内一切可溶于脂溶性溶剂的有机化合物。种类：

脂肪甘油三酯（中性脂肪）、脂肪酸、脂肪烃等

类脂:

磷脂、糖脂、固醇等第3页，课件共99页，创作于2023年2月功能：储能及氧化供能：量大、产能多；机体保护作用；生物膜的重要结构组分；具有维生素、激素等生物功能的脂溶性物质；有识别、免疫等重要生理作用第4页，课件共99页，创作于2023年2月一、脂类的消化、吸收和转运

（一）脂类的消化（脂类的酶水解）

脂肪：胰脂肪酶，酯酶，胆汁酸盐，共脂肪酶（colipase）。

胆固醇酯：胆固醇酯酶。

磷脂：磷脂酶。第5页，课件共99页，创作于2023年2月

主要在肠道：近中性、胆汁盐；乳化脂肪为微胶粒三酰甘油胰脂肪酶脂肪酸+2-脂酰甘油+1,2-二脂酰甘油脂肪酸+甘油磷酸+胆碱磷脂胰磷脂酶、磷酸酶脂肪酸+胆固醇胆固醇酯胆固醇酯酶第6页，课件共99页，创作于2023年2月（二）脂类的吸收：

被吸收的甘油、FA和β-甘油-酯在小肠粘膜细胞内重新合成脂肪。

脂肪+少量磷脂和胆固醇→乳糜微粒（chylomicron）

胆固醇或胆固醇酯：胆汁酸盐，脂蛋白。磷脂：胆汁酸盐。

细胞间液→淋巴系统→血液。

小肠粘膜细胞第7页，课件共99页，创作于2023年2月吸收上述水解产物胆汁盐12指肠下部空肠上部回肠柱状表面细胞三酰甘油乳糜微粒重新酯化淋巴系统血液脂肪酸门静脉肝脏第8页，课件共99页，创作于2023年2月（三）脂类的转运：

脂蛋白

第9页，课件共99页，创作于2023年2月（四）储存：脂肪库

—在肠系膜和皮下结缔组织。脂肪动员：饥饿、机体需能时脂肪组织中90%是三酰甘油（中性脂肪）脂肪脂肪酸甘油血清清蛋白++血肝、肌肉氧化放能三酰甘油脂肪酶第10页，课件共99页，创作于2023年2月二、脂肪的分解代谢

（一）甘油的分解代谢基本上是糖的分解代谢

磷酸二羟丙酮丙酮酸TCA糖异生第11页，课件共99页，创作于2023年2月（二）脂酸的分解代谢

1．β-氧化

2．不饱和脂酸的氧化

3．奇数碳原子脂酸的氧化

4．脂酸的其他氧化途径

第12页，课件共99页，创作于2023年2月β-氧化：

1904年F.Knoop实验证明：脂肪酸的氧化在肝脏中逐步进行，每次从羧基端断下一个二碳物（C2），即β位碳原子首先氧化，此称为~。苯乙酸苯甲酸1．β-氧化

1904年德国化学家Knoop发现

β-氧化途径的要点

第13页，课件共99页，创作于2023年2月细胞质中进行A.脂酸的活化

在线粒体外进行。在脂肪酸硫激酶(FAAthiokinase，又称AcylCoA合酶)作用下，需ATP和Mg2+形成一个高能硫酯键消耗2个高能磷酸键。第14页，课件共99页，创作于2023年2月B.脂酰CoA的转运

从细胞质转运到线粒体中rate-limitingstepforoxidationofFAs

通过移位酶，脂酰-SCoA与肉毒碱结合成的脂酰肉碱进入线粒体内膜，反应可逆。第15页，课件共99页，创作于2023年2月经历脱氢、水化、再脱氢、硫解4步重复反应。C.脂酸的β-氧化途径

第16页，课件共99页，创作于2023年2月

脂酰基的氧化

脂酰-SCoA脱氢酶催化，在C2-C3

间生成双键——Δ2-反-烯脂酰-SCoA第17页，课件共99页，创作于2023年2月

加水

Δ2-反-烯脂酰-SCoA在其水合酶作用下生成β-羟脂酰-SCoA第18页，课件共99页，创作于2023年2月

脱氢

β-羟脂酰-SCoA脱氢酶催化生成β-酮脂酰-SCoA，辅酶为NAD+。第19页，课件共99页，创作于2023年2月

硫解

在硫解酶作用下，形成乙酰-SCoA和比原脂酰-SCoA少2个C的脂酰-SCoA

第20页，课件共99页，创作于2023年2月第21页，课件共99页，创作于2023年2月β-氧化的要点：脂肪酸活化需消耗1个ATP的二个高能键，在线粒体外。脂酰-SCoA需经肉碱携带进入线粒体。所有脂肪酸β-氧化的酶都是线粒体酶。β-氧化包括脱氢、水化、脱氢、硫解4个重复步骤。乙酰-SCoA可进入TCA，氧化生成CO2和水，如此重复。第22页，课件共99页，创作于2023年2月脂酸β-氧化所产生的能量

脂肪酸活化：-2ATP

一轮β-氧化：1FADH2，1NADH，1乙酰CoA(2ATP)(3ATP)(TCAcycle:12ATP)

棕榈酸（i.e.软脂酸C15H31COOH）彻底氧化产生？ATP

第23页，课件共99页，创作于2023年2月第24页，课件共99页，创作于2023年2月净生成：131－2=129个ATP/1分子软脂酸即1mol/L软脂酸氧化可产生129mol/L的ATP。第25页，课件共99页，创作于2023年2月第26页，课件共99页，创作于2023年2月2．不饱和脂酸的氧化

特点：需另加酶处理双键外，催化双键移位使底物符合β-氧化要求的Δ2-反式，其余氧化同上。所含H原子少,氧化产生的ATP数目比相同碳原子数的饱和脂肪酸产生的ATP数目少。烯脂酰CoA异构酶第27页，课件共99页，创作于2023年2月烯脂酰CoA异构酶2，4二烯脂酰CoA还原酶3，2-烯脂酰CoA异构酶第28页，课件共99页，创作于2023年2月第29页，课件共99页，创作于2023年2月3．奇数碳原子脂酸的氧化

奇数FAnCH3COSCoACH3CH2COSCoAβ-OX甲基丙二酸单酰途径第30页，课件共99页，创作于2023年2月甲酰CoA甲酰CoA羧化酶D-甲基丙二酸单酰CoA甲基丙二酸单酰CoA消旋酶L-甲基丙二酸单酰CoA甲基丙二酸单酰CoA变位酶琥珀酰CoA第31页，课件共99页，创作于2023年2月L-甲基丙二酸单酰CoA琥珀酰CoA第32页，课件共99页，创作于2023年2月4．脂酸的其他氧化途径

α-氧化：

存在：首先在植物中观察到，但在动物组织，特别是脑组织中也存在α-氧化。在细胞微粒体中含α-氧化必需的α-羟酸氧化脱羧酶系R－COOH＋

CO2RCH2COOHαRCH－COOHαOH叶绿素

例:叶绿醇植烷酸（带甲基的支链FA）降植烷酸水解氧化α-OX

要点

意义：带甲基的支链FA、奇数FA或过分长的长链FA第33页，课件共99页，创作于2023年2月ω-氧化:1932年Verkade等人发现11碳脂肪酸在体内可产生C11、C9、C7的二羧酸，即ω-碳原子被氧化，故称为ω-氧化。此在肝脏微粒体和利用石油的细菌中发现。第34页，课件共99页，创作于2023年2月脂肪甘油:脂酸:按糖分解代谢进行

有不同的代谢途径（其中最重要的是β-OX）

产生大量CH3COSCoA乙酰CoA的去路

彻底氧化

合成固醇

合成酮体

合成脂酸

第35页，课件共99页，创作于2023年2月（三）酮体的生成和利用

1.酮体的生成

乙酰乙酸

β-羟丁酸

丙酮

第36页，课件共99页，创作于2023年2月乙酰CoA乙酰CoA乙酰乙酰CoA-羟--甲基戊二酸单酰CoA乙酰乙酸乙酰CoA乙酰硫解酶第37页，课件共99页，创作于2023年2月乙酰乙酸

β-羟丁酸

丙酮

β-羟丁酸脱氢酶

第38页，课件共99页，创作于2023年2月2．酮体的利用

D-β-羟丁酸

D-β-羟丁酸脱氢酶

乙酰乙酸

β-含氧酸：CoA转移酶乙酰乙酰CoA

硫解酶

第39页，课件共99页，创作于2023年2月第40页，课件共99页，创作于2023年2月第41页，课件共99页，创作于2023年2月病理：

糖尿病人，乙酰乙酸形成速度＞分解，血中出现大量酮体。第42页，课件共99页，创作于2023年2月3）肝的作用：肝细胞线粒体中有生酮作用的所有酶，

[乙酰CoA]↑时，酮体为肝的正常代谢产物；肝中氧化酮体的酶活低，故酮体入血到肝外组织。第43页，课件共99页，创作于2023年2月4）酮体的利用：在心、肾、脑、骨骼肌中进行。

乙酰乙酸→乙酰乙酰CoA→乙酰CoA

β-羟丁酸→乙酰乙酸→→乙酰CoA

丙酮→→丙酮酸→糖异生在这些细胞中，酮体进一步分解成

乙酰CoA→TCA，产生ATP。乳酸TCA随尿排出肺部呼出第44页，课件共99页，创作于2023年2月3、酮体的作用：1）是肝输出能源的一种形式；2）酮体是小分子，溶于水，可通过血脑屏障和毛细血管，是肌肉、脑、心、肾的能源分子；3）正常血液中0.3-5mg/dl，体内可分解之；饥饿、糖尿病时，脂肪动员，酮体，引起酮症酸中毒。第45页，课件共99页，创作于2023年2月三、脂肪的合成代谢

（一）脂酸的生物合成

乙酰CoA棕榈酸（从头合成途径，胞浆）2C单位饱和脂酸:已合成的FA（C12～C16FA）碳链的延长（线粒体、内质网等）2C单位第46页，课件共99页，创作于2023年2月1．胞浆中饱和脂酸的生物合成（丙二酸单酰CoA途径）

棕榈酸中碳原子的来源：

CH3CH2(CH2CH2)6CH2COOH

乙酰CoA

丙二酸单酰CoA

起始物（引物）

第47页，课件共99页，创作于2023年2月（1）乙酰CoA的转运

第48页，课件共99页，创作于2023年2月柠檬酸－丙酮酸循环第49页，课件共99页，创作于2023年2月第50页，课件共99页，创作于2023年2月（2）丙二酸单酰CoA的形成

第51页，课件共99页，创作于2023年2月乙酰CoA羧化酶多酶复合物包括三个组分：1.生物素羧基载体蛋白（BCCP）或生物素载体蛋白（BCP）2.生物素羧化酶（BC）3.羧基转移酶（CT）第52页，课件共99页，创作于2023年2月第53页，课件共99页，创作于2023年2月（3）由丙二酸单酰CoA合成饱和脂酸

总反应式

:CH3CO～SCoA+7HOOCCH2CO～SCoA+14NADP+14H+→CH3(CH2)14COOH+7CO2+8CoASH

第54页，课件共99页，创作于2023年2月第55页，课件共99页，创作于2023年2月脂肪酸合酶复合物（fattyacidsynthasecomplex）

6种酶，1种蛋白质

CoA的磷酸泛酰巯基乙胺基

ACP的磷酸泛酰巯基乙胺基

第56页，课件共99页，创作于2023年2月第57页，课件共99页，创作于2023年2月1.AT:乙酰CoA－ACP转酰基酶2.KS：β-酮脂酰－ACP合酶3.MT：丙二酰CoA－ACP转酰基酶4.KR：β-酮脂酰－ACP还原酶5.HD：β-羟脂酰－ACP脱水酶6.ER：烯脂酰－ACP还原酶ACP—SH：ACP磷酸泛酰巯基乙胺上的－SH（中央巯基）Cys－SH：β-酮脂酰－ACP合酶上半胱氨酸的－SH（外围巯基）第58页，课件共99页，创作于2023年2月脂酸的合成：

启动、装载（丙二酸单酰基的转移）、缩合、还原、脱水、还原

第59页，课件共99页，创作于2023年2月转酰基酶CO2

β-酮脂酰-ACP合酶3CoASHHOOCCH2CO-SCoA丙二酰CoA-ACP转酰基酶21bβ-酮脂酰-ACP还原酶NADP+NADPH+H+45HOHβ-羟脂酰-ACP脱水酶NADP+NADPH+H+烯脂酰-ACP还原酶6加氢启动脱水加氢装载缩合HSCoA乙酰CoA-ACP转酰基酶CH3COSCoA1a第60页，课件共99页，创作于2023年2月第61页，课件共99页，创作于2023年2月第62页，课件共99页，创作于2023年2月第63页，课件共99页，创作于2023年2月经7轮cycle合成了棕榈酰-S-ACP

CH3(CH2)14CO-S-ACP

硫酯酶

CH3（CH2）14COOH+ACP-SH

硫解酶

CH3(CH2)14COSCoA+ACP-SH

+H2O+CoA第64页，课件共99页，创作于2023年2月脂酸合成总结

脂酸合成和脂酸降解的比较

区别点合成分解(β-OX）亚细胞部位胞液线粒体酰基载体ACPCoA二碳片段丙二酰CoA乙酰CoA还原当量NADPHFAD、NAD+HCO3-和柠檬酸需要不需要能量变化消耗7ATP＋14NADPH产生129ATP第65页，课件共99页，创作于2023年2月脂酸合成的调节

（1）乙酰CoA+OAA→Cit→胞浆

FA合成的第一个关键反应

（2）丙二酸单酰CoA的形成（乙酰CoA羧化酶催化）

FA合成的第二个关键反应

，是FA合成的限速反应。

第66页，课件共99页，创作于2023年2月乙酰CoA羧化酶的别构调节和激素调节

真核生物:第67页，课件共99页，创作于2023年2月（3）FA的合成需要NADPH，NADPH主要来自糖代谢的戊糖磷酸途径

第68页，课件共99页，创作于2023年2月

奇数碳原子脂酸：丙酰CoA作引物（起始物）

带支链的脂酸：异丁酰CoA作引物（起始物）

第69页，课件共99页，创作于2023年2月2．线粒体和内质网中脂酸碳链的延长

线粒体酶系延长脂酸的途径:

基本上是β-氧化的逆转

β-OX线粒体酶系

脂酰CoA脱氢脱氢硫解加氢脱水加氢缩合加水第70页，课件共99页，创作于2023年2月内质网酶系延长脂酸途径：可延长饱和FA，也可延长不饱和FA。引物：脂酰CoA2C单位：来自丙二酸单酰CoA载体：CoA第71页，课件共99页，创作于2023年2月合成脂酸途径起始物2C单位供体丙二酸单酰CoA途径乙酰CoA丙二酸单酰CoA

不是β-OX的逆转，需柠檬酸-丙酮酸循环将乙酰基转运，需二个多酶复合物线粒体酶系延长脂酸途径C12～C16脂酰CoA乙酰CoA基本上是β-OX的逆转，惟（4）不同内质网酶系延长脂酸途径C10orC10以上的脂酸丙二酸单酰CoA和丙二酸单酰CoA途径相似，但不以ACP为载体，而以CoA为载体。第72页，课件共99页，创作于2023年2月3．不饱和脂酸的合成

重要的不饱和脂酸：

油酸（十八碳-烯酸），18:1△9

一个双键的脂酸：二个、三个、四个双键的脂酸：花生四烯酸（二十碳四烯酸），20:4△5,8,11,14亚油酸（十八碳二烯酸），18:2△9,12亚麻酸（十八碳三烯酸），18:3△9,12,15（必需脂酸）第73页，课件共99页，创作于2023年2月

氧化脱氢途径

β-氧化、脱水途径

第74页，课件共99页，创作于2023年2月（二）甘油磷酸的合成

第75页，课件共99页，创作于2023年2月（三）脂肪的合成

第76页，课件共99页，创作于2023年2月第77页，课件共99页，创作于2023年2月四、磷脂的代谢（phospholipidsmetabolism）

（一）甘油醇磷脂的分解代谢

A1：FA，2-脂酰甘油磷酰胆碱（溶血卵磷脂）

A2：FA，1-脂酰甘油磷酰胆碱（溶血卵磷脂）

C：二脂酰甘油，磷酰胆碱

D：磷脂酸，胆碱

第78页，课件共99页，创作于2023年2月FA+甘油磷酰胆碱溶血磷脂酶L2胆碱胆碱FA+甘油磷酰胆碱溶血磷脂酶L1第79页，课件共99页，创作于2023年2月（二）甘油醇磷脂的合成代谢

合成甘油醇磷脂首先要合成磷脂酸，然后由磷脂酸合成甘油醇磷脂需要CTP。

合成甘油醇磷脂有二个关键物质：磷脂酸，CTP。

第80页，课件共99页，创作于2023年2月甘油磷脂的合成1.合成部位：2.合成原料：

甘油、脂肪酸、磷酸盐、胆碱、乙醇胺丝氨酸、食物食物或脂肪分解CTP、ATP、丝氨酸、肌醇等全身各组织，肝、肾、肠最活跃。第81页，课件共99页，创作于2023年2月磷脂酸第82页，课件共99页，创作于2023年2月

磷脂酰胆碱（卵磷脂）的合成

（1）从头合成途径

adoMet即s-Adenosylmethionine:S-腺苷甲硫氨酸

磷脂酰胆碱磷脂酰乙醇胺第83页，课件共99页，创作于2023年2月（2）节约利用途径（补救途径）

phosphatidicacid第84页，课件共99页，创作于2023年2月

磷酯酰乙醇胺的合成磷酯酰丝氨酸的合成

磷脂酰胆碱的合成

第85页，课件共99页，创作于2023年2月HOCH2CHCOOHNH2CO2HOCH2CH2NH2HOCH2CH2N+(CH3)33×S-腺苷蛋氨酸ATPADP乙醇胺激酶P—OCH2CH2NH2ATPADP胆碱激酶P—OCH2CH2N+(CH3)3CTPPPiCTP：磷酸乙醇胺胞苷转移酶CDP—OCH2CH2NH2CTPPPiCTP：磷酸胆碱胞苷转移酶CDP—OCH2CH2N+(CH3)3CDP-乙醇胺CDP-胆碱3.合成过程第86页，课件共99页，创作于2023年2月甘油二酯途径:磷脂酸1，2-甘油二酯CDP-胆碱磷脂酰胆碱磷脂酰乙醇胺磷脂酰丝氨酸CMP磷酸胆碱转移酶磷酸乙醇胺转移酶★：磷脂酰：乙醇胺丝氨酸转移酶CDP-乙醇胺H2OPi磷脂酸磷酸酶3×S-腺苷蛋氨酸磷脂酰乙醇胺甲基转移酶丝氨酸乙醇胺★H+CO2脱羧酶第87页，课件共99页，创作于2023年2月CDP-甘油二酯途径:磷脂酸CDP-甘油二酯磷脂酰丝氨酸二磷脂酰甘油磷脂酰肌醇合成酶丝氨酸CMP肌醇CMPCTPPPi胞苷转移酶CMP磷脂酰甘油第88页，课件共99页，创作于2023年2月五、固醇的代谢

（一）胆固醇的生物合成

第89页，课件共99页，创作于2023年2月胆固醇的生物合成(一)合成部位全身各组织（特别是肝）的胞液及内质网。(二)合成原料

乙酰CoA（来自柠檬酸-丙酮酸循环）、NADPH+H+、ATP(三)合成的基本过程