脂类物质的合成与分解

脂类物质的合成与分解演示文稿9/4/20251第一页，共55页。（优选）脂类物质的合成与分解9/4/20252第二页，共55页。第一节生物体内的脂类物质

按其化学组成与结构分为：

单纯脂类：酯酰甘油、蜡等（含脂肪酸）

。

复合脂类：磷脂、糖脂、硫脂等（含脂肪酸）

。

异戊二烯脂：萜类、类固醇（不含脂肪酸）。9/4/20253第三页，共55页。一、脂肪酸

由一条线性的长碳氢链（疏水尾）和一个末端羧基（亲水头）组成的羧酸。通常为C4～C36（数字表示碳链的碳原子数）。9/4/20254第四页，共55页。

按碳氢链是否含双键，可分为：

饱和脂肪酸：软脂酸(16:0)、硬脂酸(18:0)。

不饱和脂肪酸

单不饱和脂肪酸：棕榈油酸(16:1)

多不饱和脂肪酸：亚油酸(18:2)、亚麻酸9/4/20255第五页，共55页。9/4/20256第六页，共55页。二、单纯脂类

由脂肪酸和醇（甘油或高级一元醇）形成的酯。根据醇基不同，可分为酰基甘油和蜡。1.甘油三酯9/4/20257第七页，共55页。2.蜡长链一元醇9/4/20258第八页，共55页。三、复合脂类磷脂

复合脂类包括磷脂、糖脂、硫脂等。9/4/20259第九页，共55页。9/4/202510第十页，共55页。第二节脂肪的生物合成

脂肪由甘油和脂肪酸经酶促反应而合成的，但二者不能直接合成脂肪，必须转变为活化形式的磷酸甘油和脂酰CoA后才能合成脂肪。9/4/202511第十一页，共55页。9/4/202512第十二页，共55页。一、磷酸甘油的生物合成磷酸甘油脱氢酶甘油激酶3-磷酸甘油9/4/202513第十三页，共55页。二、脂肪酸的生物合成

脂肪酸的生物合成可分为3个过程：1.饱和脂肪酸的从头合成2.脂肪酸碳链的延长3.脂肪酸链去饱和9/4/202514第十四页，共55页。㈠、饱和脂肪酸的从头合成

以乙酰CoA为原料，可合成16C及以下的饱和脂肪酸。动物体在细胞液中进行；植物体在叶绿体或前质体进行。1.参与合成的两种酶系统⑴乙酰CoA羧化酶：催化乙酰CoA转变为丙二酸单酰CoA。⑵脂肪酸合酶系统：依次发生反应，催化脂酰ACP的形成。9/4/202515第十五页，共55页。生物素羧化酶生物素羧基载体蛋白羧基转移酶乙酰CoA羧化酶9/4/202516第十六页，共55页。脂肪酸合酶系统ACP：酰基载体蛋白MT：丙二酸单酰CoA-ACP转移酶KR：β-酮脂酰ACP还原酶HD：β-羟脂酰ACP脱水酶ER：烯脂酰ACP还原酶AT：乙酰CoA-ACP脂酰基转移酶KS：β-酮脂酰ACP合酶（缩合酶）9/4/202517第十七页，共55页。2.合成原料乙酰CoA的准备

乙酰CoA的来源：线粒体内的丙酮酸氧化脱羧、脂肪酸β氧化、氨基酸氧化。

乙酰CoA的转运：通过“柠檬酸穿梭”从线粒体转运到胞液。⑴乙酰CoA的来源及转运9/4/202518第十八页，共55页。

乙酰CoA的转运：“柠檬酸循环”每次循环产生1分子NADPH9/4/202519第十九页，共55页。⑵丙二酸单酰CoA的合成此反应不可逆，是合成脂肪的限速步骤。

脂肪酸合成中，除起始一分子乙酰CoA以外，所有乙酰CoA原料都要先羧化成丙二酸单酰CoA。乙酰CoA羧化酶9/4/202520第二十页，共55页。生物素羧化酶羧基转移酶丙二酸单酰CoA9/4/202521第二十一页，共55页。3.脂肪酸的从头合成乙酰CoA乙酰-S-E乙酰CoA-ACP脂酰基转移酶①乙酰基转移反应9/4/202522第二十二页，共55页。②丙二酸单酰基转移反应丙二酸单酰CoA丙二酸单酰ACP丙二酸单酰CoA-ACP转移酶9/4/202523第二十三页，共55页。③缩合反应β-酮脂酰ACP合酶9/4/202524第二十四页，共55页。④还原反应β-酮脂酰ACP还原酶9/4/202525第二十五页，共55页。⑤脱水反应β-羟脂酰ACP脱水酶9/4/202526第二十六页，共55页。⑥再次还原烯脂酰ACP还原酶9/4/202527第二十七页，共55页。9/4/202528第二十八页，共55页。乙酰乙酰ACP缩和反应首次还原β-羟丁酰ACP脱水反应巴豆酰ACP再次还原丁酰ACP丙二酸单酰CoA酰基转移9/4/202529第二十九页，共55页。⑦水解或硫解反应棕榈酰ACP+H2O棕榈酸+ACP-SH硫解酶棕榈酰ACP+HSCoA棕榈酰CoA+ACP-SH硫酯酶9/4/202530第三十页，共55页。

由于β-酮脂酰ACP合酶只对2C～14C的酯酰具有催化活性，故从头合成途径只能合成16C及以下的饱和脂酰ACP。β-酮脂酰ACP合成酶9/4/202531第三十一页，共55页。

由乙酰CoA从头合成棕榈酸的总反应式为：8CH3CO-SCoA+7ATP+14(NAPH+H+)+7H2O

CH3(CH2)14COOH+8CoA-SH+7ADP+14NADP++7Pi9/4/202532第三十二页，共55页。

NAPH的来源：9/4/202533第三十三页，共55页。㈡饱和脂肪酸的延长及去饱和9/4/202534第三十四页，共55页。单不饱和脂肪酸的合成需要O2和NADPH的参与。9/4/202535第三十五页，共55页。必需脂肪酸：由于动物机体缺乏△9以上的脱饱和酶，不能合成对其生理活动十分重要的多不饱和脂肪酸，如亚油酸、亚麻油酸和花生四烯酸，它们必须从食物中获得。这类不饱和脂肪酸称为必需脂肪酸。9/4/202536第三十六页，共55页。三、脂肪的生物合成3-磷酸甘油酯酰CoA磷酸甘油磷酸甘油9/4/202537第三十七页，共55页。磷酸酶甘油二酯转酰酶9/4/202538第三十八页，共55页。第三节脂肪的分解代谢与转化一、脂肪的水解9/4/202539第三十九页，共55页。二、甘油的降解与转化

磷酸二羟丙酮是糖酵解途径的一个中间产物，它可以沿着糖酵解途径的逆过程合成葡萄糖及糖原；也可以沿着糖酵解正常途径形成丙酮酸，再进入三羧酸循环被完全氧化。9/4/202540第四十页，共55页。甘油代谢9/4/202541第四十一页，共55页。三、脂肪酸降解与转化β氧化

乙酰CoA

α氧化ω氧化TCA———ATP等——————酮体乙醛酸循环

糖2.脂肪酸氧化方式有三种：1.Knoop实验9/4/202542第四十二页，共55页。㈠、脂肪酸的β氧化

是指脂肪酸在一系列酶作用下，在α-碳原子和β-碳原子之间发生断裂，β碳原子被氧化成酮基，然后裂解生成2个碳原子的乙酰CoA和较原来少了两个碳原子的脂肪酸的过程。

β氧化在线粒体内进行，植物还可以在乙醛酸体中进行。9/4/202543第四十三页，共55页。1.脂肪酸的活化——脂酰CoA的生成

脂肪酸的活化在细胞质中进行9/4/202544第四十四页，共55页。9/4/202545第四十五页，共55页。2.脂酰CoA进入线粒体——肉毒碱穿梭

9/4/202546第四十六页，共55页。肉碱参与下脂肪转入线粒体的简要过程9/4/202547第四十七页，共55页。3.β氧化途径

脂酰CoA在线粒体的基质中进行氧化分解。每进行一次

-氧化，需要经过脱氢、水化、再脱氢和硫解四步反应，同时释放出1分子乙酰CoA。反应产物是比原来的脂酰CoA减少了2个碳的新的脂酰CoA。如此反复进行，直至脂酰CoA全部变成乙酰CoA。9/4/202548第四十八页，共55页。①脱氢②水化脂酰CoA

,

-反烯脂酰CoA

,

-反烯脂酰CoA

-羟脂酰CoA9/4/202549第四十九页，共55页。③再脱氢④硫解

-羟脂酰CoA

-酮脂酰CoA

-酮脂酰CoA乙酰CoA9/4/202550第五十页，共55页。9/4/202551第五十一页，共55页。9/4/202552第五十二页，共55页。9/4/202553第五十三页，共55页。4.能量计算

脂肪酸的完全氧化可以产生大量的能量。例如软脂酸（含16碳）经过7次

-氧化，可以生成8个乙酰