《脂类代谢》课件

第九章

脂类代谢脂类的酶促降解脂肪的分解代谢脂肪的合成代谢磷脂的代谢胆固醇的代谢第一节脂类的酶促水解脂肪的酶促降解限速酶：激素敏感的脂肪酶磷脂酶A2磷脂酶A1磷脂酶C磷脂酶D磷脂的酶促降解磷脂酶B是磷脂酶A1及A2的混合物。脂肪动员：储存在脂肪细胞中的脂肪，被脂肪酶逐步水解为游离脂肪酸及甘油，并释放进入血液中以供其他组织氧化利用的过程。

CH2OH（肝、肾、肠）甘油激酶

CH2OHHO–C–HHO–C–HCH2OHATPADPCH2O–PNAD+NADH++H+二羟丙酮磷酸CH2OHCOCH2O–P甘油磷酸脱氢酶一、甘油的氧化第二节脂肪的分解代谢二、脂肪酸的β-氧化作用脂肪酸的氧化分解从羧基端的β-碳原子开始，经系列反应以乙酰CoA形式移去二碳单位而逐步被降解的过程。饱和偶碳脂肪酸的β-氧化作用脂肪酸的活化（激活）：在胞液中，脂肪酸被脂酰CoA合成酶（硫激酶）催化，由ATP提供能量，将脂肪酸转变成脂酰CoA的过程。

OR-C-OH+CoA-SH脂酰CoA合成酶

OR-C-SCoAATPAMP+PPi脂酰CoA由线粒体膜外至膜内的转运：短或中长链的脂酰CoA（10个碳原子以下）能透过线粒体内膜，但长链脂酰CoA需一个特殊的运送机制方可进入内膜。载体：肉碱（carnitine），运载脂酰CoA进入线粒体。肉碱

（L--羟--三甲氨基丁酸）

肉碱脂酰转移酶Ⅰ（内膜外侧），肉碱脂酰转移酶Ⅱ（内膜内侧）；限速步骤：脂酰基进入线粒体。脂酰CoA

RCH2CH2CO-SCoA

2-反-烯脂酰CoARCHCHCO-SCoA

L(+)-羟脂酰CoARCHCH2CO-SCoA

-酮脂酰CoARCCH2CO-SCoA

RCO-SCoACH3CO-SCoA

脂酰CoA(少2C)乙酰CoA

OH脱氢FADH2水化H2OO再脱氢NADH硫解脂肪酸β-氧化的反应过程：4步循环脱氢：脂酰CoA脱氢酶

2-反-烯脂酰CoA烯脂酰CoA水化酶水化L-(+)-β-羟脂酰CoA再脱氢L-(+)-

β-羟脂酰CoA

脱氢酶β-酮脂酰CoA

脂酰CoA硫解β-酮脂酰CoA硫解酶

脂酰CoA（少2C）

乙酰CoA

-氧化的总结脂酰CoA在线粒体基质中进行氧化分解；

每进行一次

-氧化，需经脱氢、水化、再脱氢和硫解4步反应，同时释放出1分子乙酰CoA；产物：比原来脂酰CoA减少2个碳的新脂酰CoA；如此反复进行，直至脂酰CoA全部变成乙酰CoA。8乙酰CoA7NADH7FADH210ATP

2.5ATP1.5ATP80ATP17.5ATP10.5ATP净生成：108–2=106ATP不饱和脂肪酸的氧化方式：脂肪酸的β-氧化。特点：几乎所有生物体的不饱和脂肪酸，双键一般在第9位及第9位后，两个双键间隔一个碳原子形成非共轭系统，且其结构一般是顺式双键。顺式双键转化为反式双键进入β-氧化循环。单烯酸：烯脂酰CoA异构酶油酸：十八碳单不饱和脂肪酸（

918:1）

油酰-CoA6乙酰-CoA3乙酰-CoAβ-氧化顺-△3-十二烯脂酰CoA

反-△2-十二烯脂酰CoA

烯脂酰CoA异构酶β-氧化多烯酸：需烯脂酰CoA异构酶和2,4-二烯脂酰CoA还原酶；亚油酸

9,1218:2。3乙酰-CoA亚油酰CoA(顺-△9,顺-△12)β-氧化烯脂酰CoA异构酶（顺-△3,顺-△6)（反-△2,顺-△6)β-氧化乙酰-CoA5乙酰-CoA2,4-二烯脂酰CoA还原酶

烯脂酰CoA异构酶（反-△2,顺-△4)（反-△3)（反-△2)β-氧化奇数碳脂肪酸的氧化方式：β-氧化产物：乙酰CoA和丙酰CoA丙酰CoA的去路D-甲基丙二酰CoA琥珀酰CoA丙酰-CoA羧化酶甲基丙二酰CoA变位酶三羧酸循环CO2+ATP+H2O生物素丙酰-CoAL-甲基丙二酰CoA甲基丙二酰CoA表异构酶（消旋酶）脂肪酸的α-氧化氧化作用发生在α-碳原子上，分解出CO2，生成比原来少一个碳原子的脂肪酸。特点：每次氧化少1个碳单位酶：单加氧酶生理意义：α-氧化对于降解支链脂肪酸、奇数碳脂肪酸、过分长链脂肪酸（如脑中C22、C24）有重要作用。三、脂肪酸氧化的其他途径RCH2COOHRCOOHRCH(OH)COOHRCOCOOHCO2O2NAD+NADH+H+NAD+NADH+H+羟化RCH(OOH)COOHCO2RCHOO2NAD+NADH+H+过氧化H2OCH3(CH2)nCOO-HOCH2(CH2)nCOO-OHC(CH2)nCOO--OOC(CH2)nCOO-O2NAD(P)+NAPD+NAD(P)+混合功能氧化酶醇酸脱氢酶醛酸脱氢酶脂肪酸的ω-氧化脂肪酸的末端甲基（ω-端）经氧化转变成羟基，继而再氧化成羧基，从而形成α,ω-二羧酸,再从两端同时进行β-氧化降解脂肪酸。ω-氧化在内质网中发生，在脂肪烃的生物降解中有重要作用。四、酮体的生成和利用酮体（ketonebody）：乙酰乙酸、

-羟丁酸和丙酮酮体的生成部位：肝脏、肾脏细胞的线粒体原料：乙酰CoA反应：3分子乙酰CoA缩合、裂解出三种酮体物质限速酶：β-羟甲基戊二酰辅酶A合成酶（HMG-CoA合成酶）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|HMG-CoA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CoASHHMG-CoA裂解酶乙酰乙酸占30%β—羟丁酸70%少量丙酮酮体的氧化利用肝外组织利用酮体作为燃料，心、肾、脑、骨骼肌等(线粒体)；酶：琥珀酰辅酶A转硫酶和乙酰乙酸硫激酶。CH3COCH2COOH+-OOCCH2CH2COSCoA琥珀酰辅酶A转硫酶CH3COCH2COSCoA

+-OOCCH2CH2COO-CH3COCH2COOH

+CoASH+ATP乙酰乙酸硫激酶CH3COCH2COSCoA

+AMP+PPi-羟丁酸乙酰乙酸琥珀酰CoA琥珀酸乙酰乙酰CoA乙酰CoACoASH丙酮去路：随尿排出，直接从肺部呼出，转变为丙酮酸或乙酰基，氧化或合成糖原。生理意义肝脏向肝外组织提供可利用的能源（分子小，溶于水，可透过血脑屏障及毛细血管，血中含量少）；长期饥饿或糖供应不足时，脂肪动员加强，转化成酮体，以代替葡萄糖而成为脑或肌肉的主要能源物质；某些生理或病理情况下，如长期禁食或糖尿病时，导致酮血症、酮尿症、代谢性酸中毒。第三节脂肪的合成代谢

甘油+ATP甘油-α-磷酸+ADP甘油激酶二羟丙酮磷酸+NADH+H+

甘油-α-磷酸+NAD+甘油-α-磷酸脱氢酶一、甘油-α-磷酸的生物合成二、脂肪酸的生物合成主要方式：胞液中的从头合成、线粒体和微粒体的延伸合成。从头合成（十六碳饱和脂肪酸）：3C中间体（丙二酰CoA）参与脂肪酸合成，2C单位（乙酰CoA）的缩合作用，与脂肪酸降解完全无关。定位：细胞质乙酰CoA的转运：柠檬酸--苹果酸循环丙二酰-CoA的形成二碳单位：丙二酰CoA||

OHOOC-CH2-C~S-CoA丙二酸单酰CoA乙酰CoA

OCH3C~S-CoA

||ATP+CO2-ADP+Pi乙酰CoA羧化酶生物素,Mn2+乙酰CoA羧化酶：脂肪酸合成的限速酶，该酶由3亚基组成，其单体形式无活性，多聚体形式有活性。2.脂肪酸合成酶（系）脂肪酸合成酶在大肠杆菌和植物中，脂肪酸合成酶是由6种酶和1种酰基载体蛋白(ACP)组成的多酶体系。酰基载体蛋白（ACP-SH）：牢固结合在脂肪合成酶系上，脂肪酸合成过程中的中间产物，以共价键与ACP辅基上的-SH基相连，ACP辅基就象一个摇臂，携带脂肪酸合成的中间物由一个酶转到另一个酶的活性位置上。在动物中，脂肪酸合成酶含有1个ACP和7个酶，所有这些酶均定位于一条多功能多肽链上，形成不同的酶活性和ACP功能区，该酶是二聚体。AT：脂酰基转移酶MT：丙二酰转移酶KS：β-酮脂酰-ACP合成酶

KR：β-酮脂酰-ACP还原酶

HD：β-羟脂酰-ACP脱水酶

ER：β-烯脂酰-ACP还原酶

1.脂酰基转移酶，2.丙二酰转移酶，3.β-酮脂酰-ACP合成酶

4.β-酮脂酰-ACP还原酶，5.β-羟脂酰-ACP脱水酶

6.β-烯脂酰-ACP还原酶，7.软脂酰-ACP硫酯酶11SHSHCys亚基划分SHSHCys功能划分23654ACP723654ACP7脂肪酸合成酶二聚体脂肪酸合成过程丙二酰ACP的形成乙酰ACP的形成||

OCH3-C-S-CoA乙酰CoA脂酰基转移酶ACP-SHCoA-SH||

OCH3-C-S-ACP乙酰-ACP||

OHOOC-CH2-C-S-ACP丙二酰ACPACP-SHCoA-SH||

OHOOC-CH2-C-S-CoA丙二酰CoA丙二酰转移酶进位链的延伸水解CH3CO-SHOOCCH2CO-SCH3CHCH2CO-SSHOHSHSHCH3CH=CHCO-SSHSHSH

OCH3C-S||SHNADP+NADPH⑥HSCoA乙酰S~CoA

①丙二单酰-SCoACoASH②NADP+NADPH④H2O⑤③CO2软脂酸H2O

OCH3C-S||SHCH3COCH2CO-SSHCH3CH2CH2CO-SSH缩合还原脱水还原总反应1乙酰CoA+7丙二酰CoA+7ATP+14NADPH+14H+7CO2+14NADP++棕榈酸+8CoA+7ADP+7Pi+6H2O

或：8乙酰CoA+7ATP+14NADPH+14H+棕榈酸+8CoA+7ADP+7Pi+14NADP+

+6H2O

脂肪酸从头合成的小结

部位：胞液

原料：乙酰CoA（直接原料：丙二酰CoA）

酶系：脂肪酸合成酶系

限速酶：乙酰CoA羧化酶

酰基载体：ACP-SH

一次循环：缩合、加氢、脱水、加氢，延长2C

合成方向：CH3--COOH

供氢体：NADPH+H+（主要来自戊糖磷酸途径）

终产物：软脂酸（棕榈酸）饱和脂肪酸从头合成与β-氧化的比较

原料产物 乙酰CoA软脂酸 化学性质缩合还原 氧化裂解 进行部位 细胞质线粒体/乙醛酸体（植）酶系统7种酶蛋白组成复合物5种酶酰基载体ACP-SH CoA

-SH

电子供受体NADPHFAD、NAD+

2C单位的形式丙二酸单酰COA乙酰COACO2的需求需要不需要 能量需求消耗ATP产生ATP

羟脂酰CoA构型DL

酰基转运柠檬酸肉碱从头合成

β-氧化脂肪酸链的延长（线粒体和微粒体途径）线粒体中脂肪酸的延长：其过程是β-氧化逆过程；但不同的是：最后一步由△2-反-烯酯酰辅酶A还原酶催化，氢的供体为NADPH；重复多次加长碳链至C24。Δ2-反烯硬脂酰CoA+NADPH→硬脂酰CoA+NADPH微粒体中脂肪酸的延长：延长饱和/不饱和长链脂肪酸，其中间过程与软脂酸的合成过程相似，酯酰基载体为CoA。NADPH+H+NADP+FAD2Fe去饱和酶RCH2-CH2-RCH＝CH-2e2e2e2eO2+4H+2H2O4e（黄素蛋白）动：细胞色素b5zh植：铁硫蛋白不饱和脂肪酸的合成厌氧途径：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、-羟葵酰-ACP时，由专一的脱水酶催化脱水，生成、-稀葵酰-ACP，再继续参入二碳单位，就可产生不同长度的单不饱和脂肪酸。需氧途径（光面内质网中进行）C16:0(软脂酸)-2H去饱和C18:0(硬脂酸)△9-C18:1(油酸)△11-C20:1△6，9-C18:2△8，11-C20:2△5，8，11-C20:3△13-C22:1△15-C24:1△9-C16:1(棕榈油酸)+C2延长-2H去饱和+C2延长+C2延长+C2延长-2H去饱和+C2延长+C2延长-2H去饱和△11-C18:1（顺-十八碳烯-11-酸）（二十碳三烯酸）（二十四碳烯酸）动物组织仅能合成单不饱和脂肪酸三、脂肪的生物合成合成部位：肝、脂肪组织原料：甘油-α-P，脂酰CoA前体：磷脂酸过程：磷酸甘油酰基转移酶磷酸甘油酰基转移酶二酰甘油酰基转移酶磷酸酶溶血磷脂酸磷脂酸甘油二脂甘油三脂

第四节磷脂的合成代谢合成部位：各组织的内质网，尤其肝、肾、肠等。磷脂酰乙醇胺（脑磷脂）的合成乙醇胺供体：CDP-乙醇胺磷脂酰胆碱（卵磷脂）的合成胆碱供体：CDP-胆碱HOCH2CH2NH2OCH2CH2NH2磷酸乙醇胺CDP-OCH2CH2NH2CDP-乙醇胺乙醇胺激酶CTP:磷酸乙醇胺胞苷转移酶ATPA