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1、九脂类的代谢 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望一一 脂类的酶促降解脂类的酶促降解二二 脂肪的分解代谢脂肪的分解代谢三三 脂肪的合成代谢脂肪的合成代谢四四 磷脂的代谢磷脂的代谢五五 胆固醇的代谢胆固醇的代谢脂脂 类类脂肪：甘油三酯脂肪：甘油三酯 类脂：磷脂、胆固醇、类脂：磷脂、胆固醇、胆固醇酯、糖酯胆固醇酯、糖酯一一、脂类的酶促水解、脂类的酶促水解三种脂肪酶三种脂肪酶激素敏感脂酶激素敏感脂酶 CH2O OCH CH2OC R1 R2CO-C-R1O O
2、 PO OHX磷脂酶磷脂酶A2磷脂酶磷脂酶A1磷脂酶磷脂酶C磷脂酶磷脂酶DO磷脂酶磷脂酶磷脂酶磷脂酶B被认为是被认为是磷脂酶磷脂酶A1及及A2的混合物的混合物二、二、脂肪的分解代谢脂肪的分解代谢（一）甘油的氧化（一）甘油的氧化 CH2OH (肝、肾、肠肝、肾、肠)甘油磷酸激酶甘油磷酸激酶 CH2OHHOCH HO CH CH2OH ATP ADP CH2O P 甘油甘油 甘油甘油-3-3-磷酸磷酸NAD+NADH+H+CH2OH C O CH2O P 二羟丙酮二羟丙酮磷酸磷酸糖酵解糖酵解甘油磷酸脱氢酶甘油磷酸脱氢酶糖糖丙酮酸丙酮酸三羧酸循环三羧酸循环CO2+H2O（二）脂肪酸的（二）脂肪酸的-
3、氧化作用氧化作用 概念：脂肪酸的氧化分解是从羧基端的概念：脂肪酸的氧化分解是从羧基端的-碳碳原子开始原子开始,经系列反应以乙酰经系列反应以乙酰CoA形式移去二碳形式移去二碳单位而逐步被降解单位而逐步被降解,该过程称作脂肪酸的该过程称作脂肪酸的-氧化氧化 试验证据：试验证据：1904年年Franz Knoop根据根据用苯环标记脂肪酸用苯环标记脂肪酸饲喂狗的实验结果，提出了饲喂狗的实验结果，提出了-氧化学说。氧化学说。-CH-CH2 2-(CH-(CH2 2)2n+12n+1-COOH-COOH-CH-CH2 2-(CH-(CH2 2)2n2n-COOH-COOH-COOH-COOH（苯甲酸）（苯
4、甲酸）-CH-CH2 2COOHCOOH（苯乙酸）（苯乙酸）奇数碳原子奇数碳原子：偶数碳原子偶数碳原子：马尿酸马尿酸苯乙尿酸苯乙尿酸GlyGly1、饱和偶碳脂肪酸的饱和偶碳脂肪酸的-氧化作用氧化作用 (1)脂肪酸的活化（激活）脂肪酸的活化（激活）胞液胞液 在在脂酰脂酰CoA合成酶（硫激酶）合成酶（硫激酶）催化下，由催化下，由ATP提供能量，将脂肪酸转变成脂酰提供能量，将脂肪酸转变成脂酰CoA OR-C-OH+CoA-SH脂酰脂酰CoA合成酶合成酶 OR-C-SCoAATPAMP+PPi2Pi(2)脂酰脂酰CoA由线粒体膜外至膜内的转运由线粒体膜外至膜内的转运肉肉 毒碱的作用毒碱的作用 短或中长
5、链的脂酰短或中长链的脂酰CoA（10个碳原子以下）个碳原子以下）可容易地透过线粒体内膜，但长链脂酰可容易地透过线粒体内膜，但长链脂酰CoA需一需一个特殊的运送机制方可进入内膜。个特殊的运送机制方可进入内膜。载体：肉毒碱载体：肉毒碱 （carnitine）肉毒碱肉毒碱（L-羟羟-三甲氨基丁酸）三甲氨基丁酸）肉毒碱脂酰转移酶肉毒碱脂酰转移酶（内膜外侧）（内膜外侧）肉毒碱脂酰转移酶肉毒碱脂酰转移酶（内膜内侧）（内膜内侧）功能：运载脂酰功能：运载脂酰CoA进入线粒体进入线粒体(线粒体膜线粒体膜)肉肉 碱脂酰碱脂酰转移酶转移酶肉肉 碱脂酰碱脂酰转移酶转移酶膜间隙膜间隙(外外)肉毒碱肉毒碱肉毒碱肉毒碱肉毒
6、碱肉毒碱肉毒碱肉毒碱基质基质(内内)肉肉 毒毒 碱碱膜间隙膜间隙(外外)肉肉 毒毒 碱碱肉肉 毒毒 碱碱肉肉 毒毒 碱碱肉肉 毒毒 碱碱基质基质(内内)肉肉 碱碱 脂脂 酰酰转转 移移 酶酶肉肉 碱碱 脂脂 酰酰转转 移移 酶酶 线线 粒粒 体体肉毒碱肉毒碱(3)脂肪酸脂肪酸-氧化的反应过程氧化的反应过程 4步循环步循环脂酰脂酰CoA RCH2CH2CO-SCoA 2-反反-烯脂酰烯脂酰CoA RCH CHCO-SCoA L(+)-羟脂酰羟脂酰CoA RCH CH2CO-SCoA -酮脂酰酮脂酰CoA RC CH2CO-SCoA RCO-SCoA CH3CO-SCoA 脂酰脂酰CoA(少少2C
7、)乙酰乙酰CoA OH脱氢脱氢FADH2水化水化H2OO 脱氢脱氢 NADHH硫解硫解（a）脱氢）脱氢 2-反反-烯脂酰烯脂酰CoA脂酰脂酰CoA脱氢酶脱氢酶 FAD脂酰脂酰CoA R-CH2-CH2C-SCoA|R-CH=CH-C-SCoA|FADH2脂酰脂酰CoA脱氢酶缺乏症：脱氢酶缺乏症：中长链脂酰脱氢酶缺乏，中长链脂酰脱氢酶缺乏，导致葡萄糖和脂肪酸氧化发生不平衡而导致新生导致葡萄糖和脂肪酸氧化发生不平衡而导致新生儿突然死亡。儿突然死亡。（b）水化）水化L-(+)-羟脂酰羟脂酰CoA烯脂酰烯脂酰CoA水化酶：专一性强，只催化反式水化酶：专一性强，只催化反式2 不饱和脂酰不饱和脂酰CoA加
8、水，形成加水，形成L-(+)-羟脂羟脂 酰酰CoA R-CH=CH-C-SCoA|H2O OH O R-CH-CH2CSCoA烯脂酰烯脂酰CoA水化酶水化酶 2-反反-烯脂酰烯脂酰CoA（c）再脱氢再脱氢-酮脂酰酮脂酰CoAL-(+)-羟脂酰羟脂酰CoA 脱氢酶脱氢酶L-(+)-羟脂酰羟脂酰CoA OH O R-CH-CH2CSCoA NAD+O O R-C-CH2CSCoA NADH+H+L-(+)-羟脂酰羟脂酰CoA 脱氢酶：脱氢酶：立体异构专一性酶，立体异构专一性酶，正常底物为正常底物为L-(+)-羟脂酰羟脂酰CoA（d）硫解）硫解+HSCoA 脂酰脂酰CoA 乙酰乙酰CoA(少少2C)
9、-酮脂酰酮脂酰CoA硫解酶硫解酶-酮脂酰酮脂酰CoA O O R-C-CH2CSCoA OR-CScoA OCH3CSCoA|氧氧化化的的生生化化历历程程 乙酰乙酰CoACoAFAD FADH2 NAD+NADHRCH2CH2CO-SCoA脂酰脂酰CoA CoA 脱氢酶脱氢酶脂酰脂酰CoACoA-烯脂酰烯脂酰CoA CoA 水化酶水化酶-羟脂酰羟脂酰CoA CoA 脱氢酶脱氢酶-酮酯酰酮酯酰CoA CoA 硫解酶硫解酶RCHOHCH2COScoARCOCH2CO-SCoA RCH=CH-CO-SCoA +CH3COSCoAR-COScoAH H2 2O O CoASHTCATCA 乙酰CoA
10、乙酰CoACoA 乙酰乙酰CoACoAATPATPH H2 20 0呼吸链H H2 20 0呼吸链 乙酰CoACoA 乙酰CoA 乙酰CoA 乙酰CoAw 脂酰脂酰CoA在线粒体基质中进行氧化分解。在线粒体基质中进行氧化分解。w 每进行一次每进行一次-氧化氧化,需经脱氢、水化、再脱需经脱氢、水化、再脱氢和硫解氢和硫解4步反应步反应,同时释放出同时释放出1分子乙酰分子乙酰CoA。w 反应产物：比原来的脂酰反应产物：比原来的脂酰CoA减少减少2个碳的个碳的新的脂酰新的脂酰CoA。如此反复进行，直至脂酰。如此反复进行，直至脂酰CoA全全部变成乙酰部变成乙酰CoA。线线粒粒体体中中脂脂肪肪酸酸彻彻底底
11、氧氧化化的的三三大大阶阶段段阶段阶段 1 1阶段阶段 2 2阶段阶段 3 3 -氧氧 化化8 乙酰乙酰-CoA三羧酸循环三羧酸循环呼呼 吸吸 链链 放放 能能软脂酸软脂酸C15H31COOH （4 4）脂肪酸）脂肪酸-氧化的能量生成氧化的能量生成 以软脂酸以软脂酸 C15H31COOH 为例为例 净生成净生成ATP 消耗消耗:FA活化活化 产生产生:7 FADH2 7 NADH+H+8 乙酰乙酰CoA 129-2-22 7=142 7=143 7=213 7=2112 8=9612 8=96按新的理论值计算按新的理论值计算-氧化过程中能量的释放氧化过程中能量的释放净生成：净生成：108 2=1
12、06 ATP例：软脂酸例：软脂酸7 7次次-氧化氧化8 乙酰乙酰CoACH3(CH2)14COOH7 NADH7 FADH210 ATP 2.5 ATP 1.5 ATP 80 ATP17.5 ATP10.5 ATP108 ATP 2.不饱和脂肪酸的氧化不饱和脂肪酸的氧化 1）方式：脂肪酸的方式：脂肪酸的-氧化氧化 2）特点：几乎所有生物体的特点：几乎所有生物体的不饱和不饱和FA，双键双键一般在一般在第第9位及第位及第9位后位后，两个双键间隔一个碳原，两个双键间隔一个碳原子（即一个亚甲基子（即一个亚甲基-CH2-），形成非共轭系统，），形成非共轭系统，且其结构且其结构一般是一般是顺式双键顺式双键
13、（饱和（饱和FA氧化产生的氧化产生的双键为反式双键为反式）。）。含一个双键，氧化时就少生成含一个双键，氧化时就少生成 1分子分子FADH2,即少生成即少生成 1.5分子分子ATP。3）单烯和多烯脂肪酸的氧化）单烯和多烯脂肪酸的氧化（a）单烯酸单烯酸需需 烯脂酰烯脂酰CoA异构酶异构酶（b）多烯酸多烯酸需需 烯脂酰烯脂酰CoA异构酶异构酶 2,4-二烯脂酰二烯脂酰CoA还原酶还原酶油酸：十八碳单不饱和脂肪酸（油酸：十八碳单不饱和脂肪酸（9 18:1）亚油酸：十八碳双不饱和脂肪酸（亚油酸：十八碳双不饱和脂肪酸（9,12 18:2）油油酰酰基基的的氧氧化化作作用用油酰基油酰基CoACoA（9 9 1
14、8 18：1 1）CH3(CH2)7CH=CH-CH2(CH2)6CO-CoA OHCH3(CH2)7CH2-C-CH2-CO-CoA H6CH3-CO-CoACH3(CH2)7CH2-C=CH-CO-CoAHH 2 2-反反-十二碳烯酰十二碳烯酰CoA CoA-氧化氧化,三次循环三次循环烯酯酰烯酯酰CoACoA异构酶异构酶烯酯酰烯酯酰CoACoA水合酶水合酶再开始再开始-氧化氧化CH3(CH2)7-C=C-CH2-CO-CoA 3 3-顺顺-十二碳烯酯酰十二碳烯酯酰CoACoA H H单烯脂肪酸的氧化单烯脂肪酸的氧化 -氧化氧化(3(3个循环个循环)油酰油酰-CoA-CoA3 3 乙酰乙酰-
15、CoA-CoA 顺顺-3-十二烯脂酰十二烯脂酰CoACoA 烯脂酰烯脂酰CoACoA异构酶异构酶 反式反式-2-十二烯脂酰十二烯脂酰CoACoA -氧化氧化(5(5个循环个循环)6 6 乙酰乙酰-CoA-CoA-氧化氧化(3(3个循环个循环)3 3 乙酰乙酰-CoA-CoA亚油酰亚油酰CoACoA(顺顺-9,顺顺-12)（顺（顺-3,顺顺-6)（反（反-2,顺顺-6)（反（反-2,顺顺-4)（反（反-3)（反（反-2)烯脂酰烯脂酰CoACoA异构酶异构酶-氧化氧化(1(1个循环，及第个循环，及第2 2个个循环的第循环的第1 1步反应步反应)乙酰乙酰-CoA-CoA2,4-2,4-二烯脂酰二烯脂
16、酰CoACoA还原酶还原酶 烯脂酰烯脂酰CoACoA异构酶异构酶-氧化氧化(4(4个循环个循环)5 5 乙酰乙酰-CoA-CoA多多不不饱饱和和脂脂肪肪酸酸的的氧氧化化 1.奇数碳脂肪酸的氧化奇数碳脂肪酸的氧化 1）方式：）方式：-氧化氧化 2）产物：乙酰产物：乙酰CoA和丙酰和丙酰CoA 3）丙酰丙酰CoA的去路的去路（三）脂肪酸氧化的其他途径（三）脂肪酸氧化的其他途径D-甲基丙二酰甲基丙二酰CoA琥珀酰琥珀酰CoA丙酰丙酰-CoA羧化酶羧化酶甲基丙二酰甲基丙二酰CoA变位酶变位酶三羧酸三羧酸循环循环CO2+ATP+H2O生物素生物素B12辅酶辅酶丙酰丙酰-CoAL-甲基丙二酰甲基丙二酰Co
17、A甲基丙二酰甲基丙二酰CoA表异构酶表异构酶 （消旋酶）（消旋酶）2.脂肪酸的脂肪酸的-氧化氧化 脂肪酸氧化作用发生在脂肪酸氧化作用发生在-碳原子上碳原子上,分解分解出出CO2,生成比原来少一个碳原子的脂肪酸生成比原来少一个碳原子的脂肪酸,这这种氧化作用称为种氧化作用称为-氧化作用。氧化作用。1）特点：每次氧化少特点：每次氧化少1个碳单位个碳单位 2）酶：单加氧酶）酶：单加氧酶 3.脂肪酸的脂肪酸的-氧化氧化 脂肪酸的末端甲基（脂肪酸的末端甲基（-端）经氧化转变成端）经氧化转变成羟基羟基,继而再氧化成羧基继而再氧化成羧基,从而形成从而形成,-二羧二羧酸酸,再从两端同时进行再从两端同时进行-氧化
18、降解脂氧化降解脂肪酸。肪酸。-氧化在肝脏和植物细菌中均可进行氧化在肝脏和植物细菌中均可进行脂脂肪肪酸酸的的氧氧化化作作用用CH3(CH2)nCOO-HOCH2(CH2)nCOO-OHC(CH2)nCOO-OOC(CH2)nCOO-O2NAD(P)+NAD(P)H+H+NAPD+NADPH+H+NAD(P)+NAD(P)H+H+混合功能氧化酶混合功能氧化酶醇酸脱氢酶醇酸脱氢酶醛酸脱氢酶醛酸脱氢酶（四）酮体的生成和利用四）酮体的生成和利用 1.1.酮体（酮体（ketone body）肝脏线粒体中脂肪酸降解生成乙酰肝脏线粒体中脂肪酸降解生成乙酰CoA去路：去路：（1）进入柠檬酸循环及进一步电子传递系
19、统，）进入柠檬酸循环及进一步电子传递系统，氧化成氧化成CO2H2O（2）类固醇前体生成胆固醇）类固醇前体生成胆固醇（3）脂肪酸代谢逆方向）脂肪酸代谢逆方向 （4）脂肪酸）脂肪酸在肝脏中经在肝脏中经 -氧化所生成的乙酰氧化所生成的乙酰CoA,可可在酶的催化下转变成在酶的催化下转变成乙酰乙酸、乙酰乙酸、-羟丁羟丁酸和酸和丙酮丙酮，这三种物质统称为酮体。，这三种物质统称为酮体。2.2.酮体的生成酮体的生成 1 1）部位：）部位：肝线粒体肝线粒体 2）原料：乙酰）原料：乙酰CoA 3）反应：反应：3分子乙酰分子乙酰CoA缩合、裂解出三缩合、裂解出三 种酮体物质种酮体物质 4）限速酶：）限速酶：HMG-
20、CoA合成酶合成酶 （-羟羟-甲基戊二酰辅酶甲基戊二酰辅酶A合成酶）合成酶）酮体的生成酮体的生成肝脏肝脏羟甲基戊二酸单酰羟甲基戊二酸单酰CoA（HMGCoA）脂肪酸脂肪酸硫解酶硫解酶2CH3COSCoACH3COCH2COSCoA乙酰乙酰乙酰乙酰CoAHOOCCH2-C-CH2COSCoA|CH3OH|HMG-CoA裂解酶裂解酶HMG-CoA合成酶合成酶CH3COSCoACoASH-氧化氧化CH3COCH2COOHCH3CHOHCH2COOH乙酰乙酸乙酰乙酸丙酮丙酮-羟丁羟丁酸酸脱氢酶脱氢酶CO2NADH+H+NAD+CH3COCH3脱羧酶脱羧酶CoASH FA 乙酰乙酰CoA乙酰乙酰乙酰乙酰
21、CoA HMG-CoA 乙酰乙酸乙酰乙酸 -羟丁酸羟丁酸 丙酮丙酮酮酮体体生生成成HMG-CoA合成酶合成酶3.3.酮体的氧化利用肝外组织利用酮体作酮体的氧化利用肝外组织利用酮体作 为燃料为燃料 1 1）肝外组织心、肾、脑、骨骼肌等）肝外组织心、肾、脑、骨骼肌等(线粒体线粒体)2）酶：）酶：琥珀酰琥珀酰CoA转硫酶转硫酶 乙酰乙酸硫激酶乙酰乙酸硫激酶 肝脏中缺乏这两种酶，故不能利用酮体肝脏中缺乏这两种酶，故不能利用酮体 酮体的氧化（酮体的氧化（肝外组织肝外组织）CH3CHOHCH2COOHCH3COCH2COOHCH3COCH2COOH+-OOCCH2CH2COSCoA琥珀酰辅酶琥珀酰辅酶A转
22、硫酶转硫酶CH3COCH2COSCoA+-OOCCH2CH2COO-CH3COCH2COOH+CoASH+ATP乙酰乙酸硫激酶乙酰乙酸硫激酶CH3COCH2COSCoA +AMP+PPiCH3COCH2COSCoA +CoASH 2CH3COSCoA-羟丁酸羟丁酸乙酰乙酸乙酰乙酸琥珀酰琥珀酰CoA琥珀酸琥珀酸乙酰乙酰乙酰乙酰CoA硫解酶硫解酶酮体的氧化酮体的氧化肝外组织肝外组织乙酰乙酰乙酰乙酰CoA硫解酶硫解酶琥珀酰琥珀酰CoA 转转硫酶硫酶琥珀酰琥珀酰CoACoASH-氧化氧化乙酰乙酸乙酰乙酸NADH+H+NAD+乙酰乙酰CoA2-羟丁羟丁酸酸琥珀酸琥珀酸-羟丁羟丁酸脱氢酶酸脱氢酶 FA 乙
23、酰乙酰CoA 乙酰乙酰CoA乙酰乙酰乙酰乙酰CoA 乙酰乙酰乙酰乙酰CoA HMG-CoA 乙酰乙酸乙酰乙酸 乙酰乙酸乙酰乙酸 -羟丁酸羟丁酸 -羟丁酸羟丁酸 丙酮丙酮酮体生成酮体利用 呼出血血TCA丙酮去路丙酮去路（1）随尿排出）随尿排出（2）直接从肺部呼出）直接从肺部呼出（3）转变为丙酮酸或甲酰基及乙酰基，氧化）转变为丙酮酸或甲酰基及乙酰基，氧化 或合成糖原或合成糖原4.4.生理意义生理意义 1 1）肝脏向肝外组织提供可利用的能源（分子）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小，溶于水，可透过血脑屏障及毛细血 管，血中含量少）管，血中含量少）.2 2）长期
24、饥饿或糖供应不足时长期饥饿或糖供应不足时,脂肪动员加强脂肪动员加强,FA转化成酮体转化成酮体,以代替葡萄糖而成为脑或以代替葡萄糖而成为脑或 肌肉的主要能源物质肌肉的主要能源物质.3）在某些生理或病理情况下，如因饥饿将糖原耗尽）在某些生理或病理情况下，如因饥饿将糖原耗尽后，膳食中糖供给不足时，或因患糖尿病而缺乏氧后，膳食中糖供给不足时，或因患糖尿病而缺乏氧化糖的能力时，脂肪动员加速，肝脏中酮体生成增化糖的能力时，脂肪动员加速，肝脏中酮体生成增加，超过了肝外组织氧化的能力。又因糖代谢减少，加，超过了肝外组织氧化的能力。又因糖代谢减少，丙酮酸缺乏，可与乙酰丙酮酸缺乏，可与乙酰CoA缩合成柠檬酸的草酰
25、乙缩合成柠檬酸的草酰乙酸减少，更减少酮体的去路，使酮体积聚于血内成酸减少，更减少酮体的去路，使酮体积聚于血内成为为酮血症酮血症。血内酮体过多，由尿排出，又形成酮尿。血内酮体过多，由尿排出，又形成酮尿。酮体为酸性物质，若超过血液的缓冲能力时，就可酮体为酸性物质，若超过血液的缓冲能力时，就可引起引起酸中毒酸中毒。知识窗知识窗 在冬眠的动物中，脂肪酸氧化提供代在冬眠的动物中，脂肪酸氧化提供代谢所需的能量、热量和水；脂肪降解时所释放的谢所需的能量、热量和水；脂肪降解时所释放的甘油通过糖异生作用转化为血液中的葡萄糖。甘油通过糖异生作用转化为血液中的葡萄糖。一只灰熊正准备一只灰熊正准备它冬眠的居所它冬眠的
26、居所知识窗知识窗 骆驼在其驼峰中贮存有大量的脂肪，骆驼在其驼峰中贮存有大量的脂肪，在沙漠条件下，通过脂肪的氧化来获得额外的水在沙漠条件下，通过脂肪的氧化来获得额外的水分，这是能量和水分的主要代谢来源。分，这是能量和水分的主要代谢来源。甘油甘油+ATP 甘油甘油-磷酸磷酸+ADP二羟丙酮磷酸二羟丙酮磷酸+NADH+H+甘油甘油-磷酸磷酸+NAD+三、三、脂肪的合成代谢脂肪的合成代谢甘油激酶甘油激酶甘油甘油-磷酸脱氢酶磷酸脱氢酶（一）甘油（一）甘油-磷酸的生物合成磷酸的生物合成（二）脂肪酸的生物合成（二）脂肪酸的生物合成 脂肪酸合成主要有脂肪酸合成主要有2种方式：种方式：1）从头合成（）从头合成（
27、“从无到有从无到有”）途径胞）途径胞液液 2）延伸合成）延伸合成线粒体和内质网（线粒体和内质网（“微粒微粒 体体”）1.脂肪酸的从头合成脂肪酸的从头合成十六碳饱和脂肪酸合成十六碳饱和脂肪酸合成 脂肪酸的生物合成是脂肪酸的生物合成是C2单位的缩合作用，但单位的缩合作用，但合成和降解是通过不同的途径，使用不同的酶，合成和降解是通过不同的途径，使用不同的酶，发生场所也是在细胞的不同部位，而且有发生场所也是在细胞的不同部位，而且有 1 个重个重要的要的C3中间体中间体丙二酰丙二酰CoA参与脂肪酸合成，它参与脂肪酸合成，它与脂肪酸降解完全无关。与脂肪酸降解完全无关。|OHOOC-CH2-C-S-CoA丙
28、二酸单酰丙二酸单酰-CoA-CoA1 1）丙二酰）丙二酰-CoA的形成的形成|OHOOC-CH2-CS-CoA丙二酸单酰单酰CoACoA乙酰CoACoA OCH3CS-CoA|ATP+CO2-ADP+Pi乙酰乙酰CoACoA羧化酶羧化酶 脂肪酸合成的脂肪酸合成的基本原料（包括起始物质或称基本原料（包括起始物质或称引物）是乙酰引物）是乙酰CoA，其合成是二碳单位的延长过，其合成是二碳单位的延长过程，但程，但逐加的二碳单位逐加的二碳单位并非直接来源于乙酰并非直接来源于乙酰CoA，而，而是是乙酰乙酰CoA的羧化产物的羧化产物丙二酰丙二酰CoA。生物素生物素,Mn2+乙酰乙酰CoA羧化酶是羧化酶是FA
29、合成的限速酶合成的限速酶 该酶由该酶由3 3亚基组成，其单体形式无活性，亚基组成，其单体形式无活性，多聚体形式有活性，多聚体形式有活性，辅因子辅因子:生物素生物素,Mn2+别别构激活剂柠檬酸构激活剂柠檬酸 别构抑制剂长链脂酰别构抑制剂长链脂酰CoA2）脂肪酸合成酶（系）脂肪酸合成酶（系）中央巯基中央巯基SHSH外围巯基外围巯基SHSHACP 脂酰基转移酶脂酰基转移酶 丙二酰转移酶丙二酰转移酶-酮脂酰酮脂酰-ACP-ACP合成酶合成酶 -酮脂酰酮脂酰-ACP-ACP还原酶还原酶 -羟脂酰羟脂酰-ACP-ACP脱水酶脱水酶 -烯脂酰烯脂酰-ACP-ACP还原酶还原酶 在大肠杆菌和植物中，在大肠杆菌
30、和植物中，FA合成酶是由合成酶是由 6 种酶种酶和和 1 种酰基载体蛋白种酰基载体蛋白(ACP)组成的多酶体系。组成的多酶体系。在动物中在动物中,FA合成酶含有合成酶含有 1 个个ACP 和和 7 个酶个酶,所有这些酶均定位于一条多功能多肽链上所有这些酶均定位于一条多功能多肽链上,形成形成不同的酶活性和不同的酶活性和ACP功能区功能区,该酶是二聚体。该酶是二聚体。11SHSHSHCys亚基亚基划分划分SHSHSHCys功能划分功能划分23654ACP723654ACP71.1.脂酰基转移酶脂酰基转移酶,2.,2.丙二酰转移酶丙二酰转移酶,3.,3.-酮脂酰酮脂酰-ACP合成酶合成酶,4.4.-
31、酮脂酰酮脂酰-ACP还原酶还原酶,5.,5.-羟脂酰羟脂酰-ACP脱水酶脱水酶,6.6.-烯脂酰烯脂酰-ACP还原酶还原酶,7.,7.软脂酰软脂酰-ACP-ACP硫酯酶硫酯酶 脂肪酸合成酶二聚体脂肪酸合成酶二聚体(动动 物物)酰基载体蛋白酰基载体蛋白ACPSH结构：结构：4-P-泛酸巯基乙胺泛酸巯基乙胺 +肽链（肽链（E.coli 77AA 36-ser-OH）作用：作用：ACP共价结合脂酰基中间产物，靠臂共价结合脂酰基中间产物，靠臂摆动使之接近各酶的活性部位，从而使反应进摆动使之接近各酶的活性部位，从而使反应进行。行。ACP牢固结合在脂肪合成酶复合体上。牢固结合在脂肪合成酶复合体上。-CH2
32、-Ser-ACPHS泛酰巯基乙胺泛酰巯基乙胺4-4-磷酸磷酸3）脂肪酸合成过程）脂肪酸合成过程丙二酰丙二酰ACP的形成：的形成：乙酰乙酰ACP的形成：的形成：|OHOOC-CH2-C-S-ACP丙二酰ACPACPACP-SHCoA-SH|OHOOC-CH2-C-S-CoA丙二酰酰CoACoA|OCH3-C-S-CoA乙酰酰CoACoA脂酰基转移酶脂酰基转移酶ACP-SHCoA-SH|OCH3-C-S-ACP乙酰酰-ACP-ACP丙二酰转移酶丙二酰转移酶丙二酰基丙二酰基(起始脂酰基起始脂酰基)乙酰基乙酰基缩合缩合脂肪酸合成酶脂肪酸合成酶还原还原脱水脱水还原还原延长延长2C的饱和脂酰基的饱和脂酰基
33、软软脂脂酸酸合合成成的的反反应应流流程程CH3CO-SHOOCCH2CO-SCH3CHCH2CO-SSHOHSHSHCH3CH=CHCO-SSHSHSH OCH3C-S|SHNADP+NADPHHSCoA乙酰乙酰SCoA 丙二单酰丙二单酰-SCoACoASHNADP+NADPHH H2 2O OCOCO2 2软脂酸软脂酸H H2 2O O进位进位链的延伸链的延伸水解水解 OCH3C-S|SHCH3COCH2CO-SSHCH3CH2CH2CO-SSH脂肪酸生物合成的反应历程-烯丁酰烯丁酰ACPACPCH3COCH2CO-SACP 丁酰丁酰ACPACPCH3CH(OH)CH2CO-SACP CH3
34、CH=CH2C0-SACP CH3CH2CH2C0-SACP-酮丁酰酮丁酰ACPACP-羟丁酰羟丁酰ACPACPCH3COCoACH3COACPHOOCCH3COACPHOOCCH3COCoACH3COCoACO2+ACPC2C2C2C2C2C2NADPHNAD P+NADP+NADPHH H2 2O O CH3(CH2)14CO-SACP+CO2ACP丁酰丁酰ACPACP CHCH3 3 CH2CH2C-SACP O CH3COCH2C-SACP SACP-酮丁酰酮丁酰ACPACP|OCH3CSACP乙酰乙酰ACPACP|+-羟脂酰羟脂酰ACPACP脱水酶脱水酶-酮脂酰酮脂酰ACPACP还原
35、酶还原酶 NAD P+NADPHCOCO2 2 +ACP-SH+ACP-SH O O O OHO-CHO-C-CH-CH2 2C-S-ACPC-S-ACP 丙二酸单酰丙二酸单酰-ACP-ACP|OH OOH OCHCH3 3-CH-CH-CH-CH2 2-C-S-ACP-C-S-ACP-羟丁酰羟丁酰-ACP-ACP|O OCHCH3 3CH CH-C-S-ACPCH CH-C-S-ACP=,-,-烯丁酰烯丁酰ACPACP|H H2 2O O-烯脂酰烯脂酰ACPACP还原酶还原酶NADP+NADPH-酮脂酰酮脂酰-ACPACP合成酶合成酶脂脂肪肪酸酸从从头头合合成成的的生生化化历历程程 OR-C
36、SACP|+OHOOC-CH2-C-S-ACP|OH O R-CH-CH2CSACP O O R-C-CH2-CSACP R-CH=CH-C-SACP|R-CH-CH2-C-SACP|脂肪酸脂肪酸合成酶合成酶再加再加4轮轮软脂酸软脂酸总反应：总反应：1乙酰乙酰CoA +7 丙二酰丙二酰CoA+7ATP+14NADPH+14H+7CO2+14NADP+C15H31COO-(软脂酸软脂酸)+8CoA+7ADP+7Pi+6H2O 或：或：8乙酰乙酰CoA+7ATP+14NADPH+14H+软脂酸软脂酸+8 CoASH+7ADP+7Pi+14NADP+6H2O 4 4）乙酰乙酰CoACoA从线粒体内至
37、胞液的运转从线粒体内至胞液的运转苹果酸酶苹果酸酶柠檬酸合成酶柠檬酸合成酶丙酮酸苹果酸循环丙酮酸苹果酸循环基基 质质外外 膜膜胞质溶胶胞质溶胶内内 膜膜柠檬酸柠檬酸柠檬酸柠檬酸裂解酶裂解酶柠檬酸柠檬酸草酰乙酸草酰乙酸苹果酸苹果酸脱氢酶脱氢酶苹果酸苹果酸乙酰乙酰 CoA脂肪酸合成脂肪酸合成丙酮酸丙酮酸苹果苹果酸酶酸酶柠檬酸载体柠檬酸载体基基 质质丙酮酸载体丙酮酸载体丙酮酸丙酮酸丙酮酸丙酮酸羧化酶羧化酶苹果苹果酸载酸载体体苹果酸苹果酸苹果酸苹果酸脱氢酶脱氢酶草酰乙酸草酰乙酸柠檬酸柠檬酸合成酶合成酶乙酰乙酰 CoA氨基酸氨基酸丙酮酸脱丙酮酸脱氢酶氢酶丙酮酸丙酮酸葡萄糖葡萄糖FA合成小结：合成小结：部位
38、：部位：胞液胞液原料；原料；乙酰乙酰CoA（直接原料：丙二酰（直接原料：丙二酰CoA）酶系：酶系：FA合成酶系合成酶系限速酶：限速酶：乙酰乙酰CoA羧化酶羧化酶酰基载体：酰基载体：ACP-SH一次循环一次循环：缩合、加氢、脱水、加氢缩合、加氢、脱水、加氢延长延长2C 合成方向：合成方向：CH3-COOH供氢体：供氢体：NADPH+H+(主要来自戊主要来自戊糖磷酸途径糖磷酸途径)终产物：终产物：软脂酸（即：棕榈酸）软脂酸（即：棕榈酸）1 1）线粒体脂肪酸延长酶系）线粒体脂肪酸延长酶系:延长短链脂肪酸，延长短链脂肪酸，其过程是其过程是-氧化逆过程。氧化逆过程。2）内质网脂肪酸延长酶系内质网脂肪酸延
39、长酶系:延长饱和或不饱和延长饱和或不饱和长链脂肪酸长链脂肪酸,其中间过程与脂肪酸合成酶体系相其中间过程与脂肪酸合成酶体系相似。似。脂肪酸碳链延长的不同方式脂肪酸碳链延长的不同方式细胞内进行部位细胞内进行部位动物动物 植物植物线粒体线粒体 内质网内质网 叶绿体、前质体叶绿体、前质体 内质网内质网加入的二碳单位加入的二碳单位酯酰基载体酯酰基载体电子供体电子供体乙酰乙酰CoA 丙二酸单酰丙二酸单酰CoA 丙二酸单酰丙二酸单酰CoA CoA CoA ACPNAD(P)H NADPH NADPH 不明确不明确2.线粒体和内质网线粒体和内质网(微粒体微粒体)中脂肪酸的延长中脂肪酸的延长3.3.不饱和脂肪酸
40、的合成不饱和脂肪酸的合成 部位：内质网部位：内质网 类型：类型：可以合成单不饱和可以合成单不饱和FA 不能合成多不饱和不能合成多不饱和FA 亚油酸亚油酸(C189,12)亚麻酸亚麻酸(C189,12,15)花生四烯酸花生四烯酸(C205,8,11,14)动物动物组织组织4.脂肪酸合成途径与脂肪酸合成途径与-氧化的比较氧化的比较合 成-氧化场 所胞 液线粒体载 体ACPCoA4步反应缩合、还原、脱水、还原氧化、水合、氧化、降解转运机制TCA乙酰CoA肉毒碱脂酰CoA脂肪酸链变化+2C单元延伸-乙酰CoA的2C单位羧 基最后形成第一步脱去羧基辅 酶NADPHFAD、NAD+轮回（16C）7次7次知
41、识窗知识窗 “反式脂肪酸反式脂肪酸”，又一健康杀手，又一健康杀手？反式脂肪酸（反式脂肪酸（trans fatty acids，TFA）又称反式脂肪、反式酸，又称反式脂肪、反式酸，是所有含有反式双键的不饱和脂肪酸的总称。主要存在于植是所有含有反式双键的不饱和脂肪酸的总称。主要存在于植 物奶油、起酥油等加工油脂，以及以这些油为原料制造的食物奶油、起酥油等加工油脂，以及以这些油为原料制造的食 品中，此外，小部分存在于自然条件下的反刍动物的肉和脂品中，此外，小部分存在于自然条件下的反刍动物的肉和脂 肪中。反式脂肪酸像饱和脂肪酸一样，是肪中。反式脂肪酸像饱和脂肪酸一样，是“坏坏”的脂肪酸。的脂肪酸。反式
42、脂肪酸主要产生于以下反式脂肪酸主要产生于以下3个过程：个过程：由液态油形成浓缩植物油（固化）的过程，即由液态油形成浓缩植物油（固化）的过程，即“氢化油氢化油”的的 “氢化氢化”过程。这个过程使不饱和脂肪酸为主的植物油引入过程。这个过程使不饱和脂肪酸为主的植物油引入了了 氢分子，将液态不饱和脂肪酸变成易凝固的饱和脂肪酸，从氢分子，将液态不饱和脂肪酸变成易凝固的饱和脂肪酸，从 而使植物油变成黄油一样的半固态甚至固态。在这个过程而使植物油变成黄油一样的半固态甚至固态。在这个过程 中，有一部分剩余不饱和脂肪酸发生了中，有一部分剩余不饱和脂肪酸发生了“构型转变构型转变”，从天，从天然然 的的“顺式顺式”
43、结构异化成结构异化成“反式反式”结构，从而形成反式脂肪酸。结构，从而形成反式脂肪酸。高温加热过程中，光、热和催化剂作用使植物油脂肪酸异高温加热过程中，光、热和催化剂作用使植物油脂肪酸异 化成反式脂肪酸。化成反式脂肪酸。在自然界中，产生于牛等反刍动物的瘤胃内微生态系统中在自然界中，产生于牛等反刍动物的瘤胃内微生态系统中 共生微生物的生物氢化作用。共生微生物的生物氢化作用。反式脂肪酸主要存在于以下食物中：反式脂肪酸主要存在于以下食物中：所有含有所有含有“氢化油氢化油”或者使用或者使用“氢化油氢化油”油炸过的食品都含油炸过的食品都含有反有反 式脂肪酸。如油炸松脆食品、固化植物油，包括人造黄油、式脂肪
44、酸。如油炸松脆食品、固化植物油，包括人造黄油、方便面、方便汤、快餐、冷冻食品、烘焙食物、饼干、薯方便面、方便汤、快餐、冷冻食品、烘焙食物、饼干、薯 片、炸薯条、早餐麦片、巧克力及各种糖果、沙拉酱等。片、炸薯条、早餐麦片、巧克力及各种糖果、沙拉酱等。在天然食品中如乳制品、牛肉等反刍动物肉类也存在微量。在天然食品中如乳制品、牛肉等反刍动物肉类也存在微量。反式脂肪酸有哪些危害？反式脂肪酸有哪些危害？反式脂肪酸不但升高血液中被称作为恶性胆固醇的反式脂肪酸不但升高血液中被称作为恶性胆固醇的LDL，同时还降低被称作为良性胆固醇的同时还降低被称作为良性胆固醇的HDL。这两种变化都会。这两种变化都会 引发动脉
45、阻塞而增加心血管疾病的危险性。引发动脉阻塞而增加心血管疾病的危险性。反式脂肪酸增加糖尿病危险，用多不饱和脂肪酸代替膳食反式脂肪酸增加糖尿病危险，用多不饱和脂肪酸代替膳食 中的反式脂肪酸可以降低中的反式脂肪酸可以降低2型糖尿病的危险。型糖尿病的危险。反式脂肪酸能通过胎盘及母乳转运给胎儿，婴儿及新生儿反式脂肪酸能通过胎盘及母乳转运给胎儿，婴儿及新生儿 会因母亲摄入反式脂肪酸而被动摄入会因母亲摄入反式脂肪酸而被动摄入,从而造成以下影响：从而造成以下影响：容易患必需脂肪酸缺乏症；对视网膜、中枢神经系统和大容易患必需脂肪酸缺乏症；对视网膜、中枢神经系统和大 脑功能的发生、发展产生不利影响，从而影响生长发
46、育。脑功能的发生、发展产生不利影响，从而影响生长发育。可能会诱发肿瘤，部分研究证实反式脂肪酸与乳腺癌的发可能会诱发肿瘤，部分研究证实反式脂肪酸与乳腺癌的发 生成正相关。生成正相关。可以做到完全不摄取反式脂肪酸吗？可以做到完全不摄取反式脂肪酸吗？不可能！因为反式脂肪酸存在于许多食物中，如果要完全不不可能！因为反式脂肪酸存在于许多食物中，如果要完全不摄食它，就意味着改变膳食模式，如不进食含有反式脂肪酸的乳摄食它，就意味着改变膳食模式，如不进食含有反式脂肪酸的乳制品及肉制品，这会导致其它许多必需营养素的摄入减少，而给制品及肉制品，这会导致其它许多必需营养素的摄入减少，而给健康造成危害。健康造成危害。
47、摄入多少反式脂肪酸是过量？摄入多少反式脂肪酸是过量？目前国内外正在研究以确定一个具体的数据，但是，总的原目前国内外正在研究以确定一个具体的数据，但是，总的原则是，进食的越少越好，因为许多含有反式脂肪酸的食物并不是则是，进食的越少越好，因为许多含有反式脂肪酸的食物并不是我们健康必需的食物，如快餐、烘焙食物、薯片、炸薯条等。我们健康必需的食物，如快餐、烘焙食物、薯片、炸薯条等。我我国没有这方面的研究报道，美国一项调查结果显示美国成人反式国没有这方面的研究报道，美国一项调查结果显示美国成人反式脂肪酸的平均每日摄入量在脂肪酸的平均每日摄入量在5.8g左右，占其总能量的左右，占其总能量的2.6%。美国。
48、美国FDA建议应减少反式脂肪酸的摄入。建议应减少反式脂肪酸的摄入。怎样辨别食物中是否含有反式脂肪酸以及如何避免？怎样辨别食物中是否含有反式脂肪酸以及如何避免？首先，看食品的配料清单，如果含有首先，看食品的配料清单，如果含有“人造奶油人造奶油”、“色拉色拉油油”、“起酥油起酥油”、“氢化植物油氢化植物油”、“部分氢化植物油部分氢化植物油”等，等，那么该食品就含有反式脂肪酸。在购买时应尽量避免。那么该食品就含有反式脂肪酸。在购买时应尽量避免。其次，自我控制，养成良好的膳食习惯，避免大量进食薯条其次，自我控制，养成良好的膳食习惯，避免大量进食薯条等油炸食品。等油炸食品。（三）脂肪的生物合成（三）脂肪
49、的生物合成 1.合成部位：肝、脂肪组织合成部位：肝、脂肪组织 2.原料：甘油原料：甘油-P，脂酰脂酰CoA 3.前体：磷脂酸前体：磷脂酸 4.过程：过程：脂脂肪肪的的合合成成磷酸甘油酯酰转移酶磷酸甘油酯酰转移酶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二酰甘油酯酰转移酶磷酸酶磷酸酶溶血磷脂酸溶血磷脂酸磷脂酸磷脂酸甘油二脂甘油二脂甘油三脂甘油三脂 四、磷脂的代谢四、磷脂的代谢合成部位：全身各组织，尤其肝、肾、肠等合成部位：全身各组织，尤其肝、肾、肠等（内质网）（内质网）磷脂酰乙醇胺（脑磷脂）磷脂酰乙醇胺（脑磷脂）的合成的合成 CDP 乙醇胺是乙醇胺供体乙醇胺是乙醇胺供体 磷脂酰胆碱（
50、卵磷脂）磷脂酰胆碱（卵磷脂）的合成的合成 CDP胆碱为胆碱供体胆碱为胆碱供体乙醇胺和胆碱的活化HOCHHOCH2 2CHCH2 2NHNH2 2HOCHHOCH2 2CHCH2 2N(CHN(CH3 3)3 3OCHOCH2 2CHCH2 2NHNH2 2磷酸乙醇胺磷酸乙醇胺CDP-OCHCDP-OCH2 2CHCH2 2NHNH2 2CDP-CDP-乙醇胺乙醇胺乙醇胺乙醇胺激酶激酶CTP:CTP:磷酸乙磷酸乙醇胺胞苷转醇胺胞苷转移酶移酶ATPATPADPADPCTPCTPPPiPPi胆碱胆碱激酶激酶ATPATPADPADPOCHOCH2 2CHCH2 2N(CHN(CH3 3)3 3CDP-