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1、脂类代谢脂类代谢第八章第八章 脂类代谢脂类代谢 本本章章主主要要介介绍绍脂脂类类（主主要要是是脂脂肪肪）物物质质在在生生物物体体的的分分解解及及合合成成代代谢谢。要要求求学学生生重重点点掌掌握握脂脂肪肪酸酸在在生生物物体体内内的的氧氧化化分分解解途途径径-氧氧化化和和从从头头合合成成途途径径，了了解解脂脂类类物物质的功能和其他的氧化分解途径。质的功能和其他的氧化分解途径。思考思考目录第一节第一节 生物体内的脂类生物体内的脂类第二节第二节 脂肪的分解代谢脂肪的分解代谢第三节第三节 脂肪的生物合成脂肪的生物合成第四节第四节 乙醛酸循环乙醛酸循环第五节第五节 磷脂和糖脂的代谢磷脂和糖脂的代谢第六节第
2、六节 胆固醇的代谢胆固醇的代谢生 物 体 内 的 脂 类脂类单纯脂类单纯脂类复合脂类复合脂类非皂化脂类非皂化脂类酰基甘油酯酰基甘油酯蜡蜡磷脂磷脂糖脂、硫脂糖脂、硫脂萜萜 类类甾醇类甾醇类含有脂肪酸含有脂肪酸不含脂肪酸不含脂肪酸单 纯 脂 类1.概念单纯脂类是由脂肪酸和醇形成的酯2.种类(2)蜡（1）酰基甘油酯酰基甘油酯CORCOR1 1CORCOR2 2CORCOR3 3复 合 脂 类1.概念2.种类复合脂是指除脂肪酸与醇组成的酯外,分子内还含有其它成分的脂类。(1)磷脂(2)糖脂和硫脂磷脂酰胆碱磷脂酸磷脂酰乙醇胺磷脂酰肌醇磷脂酰丝氨酸磷脂酰甘油几种糖脂和硫酯几种糖脂和硫酯2,3-2,3-双酰
3、基双酰基-1-1-D-D-吡喃吡喃-D-D-甘油甘油6-6-亚硫酸亚硫酸-6-6-脱氧脱氧-葡萄糖甘油二酯葡萄糖甘油二酯(硫酯硫酯)2,3-2,3-双酰基双酰基-1-(-1-(-D-D-半乳糖基半乳糖基-1-1，6-6-D-D-半乳糖基）半乳糖基）-D-D-甘油甘油非 皂 化 脂 类1.概念2.种类 即异戊二烯脂类,它不含脂肪酸,不能进行皂化。（1）甾醇类（固醇甾醇类（固醇）（2）萜类化合物 贮能和供能。贮能和供能。类脂构成生物膜的重要组成成分。类脂构成生物膜的重要组成成分。协助脂溶性维生素的吸收，提供必需脂肪酸。协助脂溶性维生素的吸收，提供必需脂肪酸。必必需需脂脂肪肪酸酸是是指指机机体体需需
4、要要，但但自自身身不不能能合合成成，必必须须要靠食物提供的一些多烯脂肪酸。要靠食物提供的一些多烯脂肪酸。保护和保温作用。保护和保温作用。第一节 脂类的生理功能 1g 1g 脂肪在体内彻底氧化供能约脂肪在体内彻底氧化供能约38KJ38KJ，而而1g 1g 糖彻底氧化仅供能糖彻底氧化仅供能 16.7KJ16.7KJ脂肪组织储存脂肪脂肪组织储存脂肪,约占体重约占体重101020%.20%.脂脂 肪肪 的的 分分 解解 代代 谢谢三、脂肪酸的分解代谢三、脂肪酸的分解代谢-氧化作用氧化作用-氧化作用氧化作用-氧化作用氧化作用一、一、脂脂 肪肪 的的 水水 解解二、二、甘甘 油油 的的 转转 化化不饱和不
5、饱和及及奇数碳链奇数碳链脂肪酸的氧化脂肪酸的氧化五、五、酮体的代谢酮体的代谢CHCH3 3-(CH-(CH2 2)n n-CHCH2 2-CHCH2 2-COOH-COOH 脂肪动员的基本过程脂肪动员的基本过程脂肪的酶促水解脂肪的酶促水解甘甘 油油 的的 转转 化化（实（实线为线为甘油的分解，虚线为甘油的合成甘油的分解，虚线为甘油的合成)）甘油磷酸激酶甘油磷酸激酶磷酸甘油脱磷酸甘油脱氢酶氢酶异构酶异构酶甘油的代谢甘油的代谢磷酸酶磷酸酶甘油代谢的特点甘油代谢的特点1 1、甘甘油油代代谢谢与与糖糖代代谢谢的的关关系系密密切切，糖糖和和甘甘油油可可以以互互变变。磷磷酸酸二二羟羟丙丙酮酮作作为为互变的
6、枢纽。互变的枢纽。2 2、甘甘油油在在氧氧充充足足时时彻彻底底氧氧化化分分解解为为二二氧氧化化碳碳和和水水，可可净净产产生生18.5-16.518.5-16.5分分子子ATPATP。饱和饱和脂肪酸的脂肪酸的-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脂肪酸的活化和转运（2）-氧化的生化过程-氧化作用的概念及试验证据 概概 念念 试验证据试验证据 19041904年年F.KnoopF.Knoop根据根据用苯环标记脂肪酸饲喂用苯环标记脂肪酸饲喂狗的实验狗的实验结果，推导出了-氧化学说。脂肪酸在体内氧化时在羧基脂肪酸在体内
7、氧化时在羧基端的端的-碳原子上进行氧化，碳原子上进行氧化，碳链逐次断裂，每次断下一个碳链逐次断裂，每次断下一个二碳单位，既乙酰二碳单位，既乙酰CoACoA，该过该过程称作程称作-氧化。氧化。-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：CHCH3 3-(CH-(CH2 2)n n-CHCH2 2-CHCH2 2-COOH-COOH 1 1、Knoop实验实验
8、 KnoopKnoop利利用用在在体体内内不不易易降降解解的的的的苯苯基基作作为为标标记记物物连连接接在在脂脂肪肪酸酸的的甲甲基基末末端端，然然后后喂喂狗狗或或兔兔。结结果果发发现现，如如喂喂苯苯环环标标记记的的偶偶数数碳碳原原子子的的脂脂肪肪酸酸，动动物物尿尿中中的的代代谢谢物物为为苯苯乙乙酸酸；如如喂喂苯苯环环标标记记的的奇奇数数碳碳原原子子的的脂脂肪肪酸酸，则则尿尿中中发发现现的的代代谢谢物物为为苯苯甲甲酸酸。据据此此，他他提提出出脂脂肪肪酸酸在在体体内内的的氧氧化化分分解解是是从从羧羧基基端端-碳碳原原子子开开始始的的，碳碳链链逐逐次次断断裂裂，每每次次产产生生一一个个二二碳碳单单位位
9、，即即乙乙酰酰CoACoA，这这就就是是-氧氧化化学学说。说。脂肪酸的活化和转运a、脂肪酸的活化(胞液)OR-C-OH+CoA-SH脂酰脂酰CoA合成酶合成酶 OR-C-SCoAATPAMP+PPib、脂酰CoA的运转 肉毒碱的作用酯酰CoACoA进入线粒体基质示意图进入线粒体基质示意图 N+(CH N+(CH3 3)3 3 CH CH2 2HO-CHHO-CH2 2 COO-COO-肉毒碱肉毒碱酯酰肉毒碱酯酰肉毒碱 O OR-CR-C N+(CH N+(CH3 3)3 3 CH CH2 2-O-CH-O-CH2 2 COO-COO-酯酰肉毒碱酯酰肉毒碱CoASHCoASH O OR-C-S-
10、R-C-S-CoACoA O OR-C-OHR-C-OHATPATPCoASHCoASHAMP+PPiAMP+PPiCoASHCoASH肉毒碱肉毒碱 O OR-C-S-R-C-S-CoACoA-氧化线粒体内膜内侧内侧外侧外侧载载体体肉碱酯酰转移酶肉碱酯酰转移酶肉碱酯酰转移酶肉碱酯酰转移酶-氧化的生化历程氧化的生化历程 a a、脱氢脱氢c c、再脱氢再脱氢 R-CH=CH-C-SCoA R-CH2-CH2C-SCoA OH O R-CH-CH2CSCoA O O R-C-CH2CSCoA OR-CScoA OCH3CSCoA|+|d d、硫解硫解|-氧化的主要生化反应氧化的主要生化反应酯酰CoA
11、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|+2-烯脂酰CoA水化酶-羟脂酰CoA脱氢酶 硫解酶H2O CoASHNAD+NADHFAD FADH2 OH O RCHCH2CScoA-羟脂酰CoA|O O RCCH2C-SCoA-酮酯酰CoA|-氧化的主要生化反应氧化的主要生化反应FAD FADH2脂酰脂酰CoACoA脱氢酶脱氢酶脱氢酶脱氢酶HOH -烯脂酰烯脂酰CoACoA水化酶水化酶水化酶水化酶-羟羟脂酰脂酰CoAc.脱氢脱氢-羟脂酰羟脂酰CoACoA脱氢酶脱氢酶脱氢酶脱氢酶-酮酮脂酰
12、脂酰CoA NAD+NADH+H+-烯烯脂酰脂酰CoAb.水化水化a.脱氢脱氢 脂酰脂酰CoACoA脱氢酶脱氢酶脱氢酶脱氢酶FAD FADH2脂酰CoA RCH2CH2C-SCoA|H SCoA+乙酰乙酰CoA少二碳原子的脂酰少二碳原子的脂酰CoA 氧化氧化氧化氧化脂酰基团d.硫解硫解乙酰CoA-酮酯酰酮酯酰CoACoA 硫硫解酶解酶+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CoACoA 脱氢脱氢酶酶脂酰脂酰CoACoA-烯脂酰烯脂酰CoACoA 水化酶水化酶-羟脂酰羟脂酰CoACoA 脱氢酶脱氢酶-酮酯酰酮酯酰
13、CoACoA 硫硫解酶解酶RCHOHCH2COScoARCOCH2CO-SCoA RCH=CH-CO-SCoA +CH3COSCoAR-COScoAH H2 2O O CoASHTCATCA 乙酰CoA 乙酰CoA 乙酰乙酰CoACoAATPATPH H2 20 0呼吸链H H2 20 0呼吸链 乙酰CoA 乙酰CoA 乙酰CoA 乙酰CoA-氧化过程中能量的释放氧化过程中能量的释放净净生成：生成：108 2=108 2=106 ATP106 ATP例：软脂酸例：软脂酸7 7次次-氧化氧化8 乙酰乙酰CoACoACHCH3 3(CH2)(CH2)1414COOHCOOH7 7 NADHNADH
14、7 7 FADHFADH2 210 ATP10 ATP 2.5 ATP2.5 ATP 1.5 ATP1.5 ATP 80ATP80ATP17.5 ATP17.5 ATP10.5 ATP10.5 ATP108 ATP108 ATP脂肪酸-氧化的特点：-氧化过程在线粒体基质内进行；脂肪酸需活化一次，消耗ATP的两个高能磷酸键。其酰基的载体是CoASH。肉碱作为转运体将脂酰基从线粒体外带入线粒体内；脂酰CoA每循环一次，生成一分子FADH2，一分子NADH+H+，一分子乙酰CoA和一分子减少两个碳原子的脂酰CoA；脂肪酸氧化时产能最多。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
15、 18 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CoACoA -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水化酶水化酶再再开始开始-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脂肪酸的脂肪酸的-氧化作用氧化作用 脂肪酸氧脂肪酸氧化作用发生化作用发生在在-碳原子碳原子上，上，分解出
16、分解出COCO2 2，生成比生成比原来少一个原来少一个碳原子的脂碳原子的脂肪酸，这种肪酸，这种氧化作用称氧化作用称为为-氧化作氧化作用。用。R RCHCH2 2COOCOO-R RCH(OH)CH(OH)COOCOO-R RCOCOCOOCOO-R RCOOCOO-COCO2 2O O2 2NAD+NADH+H+NAD+NADH+H+R RCH(OOH)CH(OOH)COOCOO-COCO2 2R RCHOCHOO O2 2NAD+NADH+H+过氧化过氧化羟化羟化脂肪酸的氧化作用 脂肪酸的脂肪酸的-氧化指脂肪氧化指脂肪酸的末端甲基酸的末端甲基（-端）经氧端）经氧化转变成羟基，化转变成羟基，继
17、而再氧化成羧继而再氧化成羧基，从而形成基，从而形成，-二羧酸二羧酸的过程的过程。CHCH3 3(CH(CH2 2)n COO)n COO-HOCHOCH H2 2(CH(CH2 2)n COO)n COO-OHCOHC(CH(CH2 2)n COO)n COO-OOCOOC(CH(CH2 2)n COO)n COO-O O2 2NAD(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（三）、丙酸的代谢（三）、丙酸的代谢 在动物体内的脂肪酸在动物体内的脂肪酸虽然绝大多数都是含有偶数碳原子的，
18、但也含有虽然绝大多数都是含有偶数碳原子的，但也含有奇奇数碳原子的脂肪酸数碳原子的脂肪酸。例如在反刍动物瘤胃中发酵产。例如在反刍动物瘤胃中发酵产生的低级脂肪酸，主要是乙酸，其次是丙酸和丁酸。生的低级脂肪酸，主要是乙酸，其次是丙酸和丁酸。丙酸就是奇数碳原的脂肪酸丙酸就是奇数碳原的脂肪酸，它在反当动物的代谢，它在反当动物的代谢中很重要。中很重要。此外，许多氨基酸脱氨基后也生成奇数碳原子此外，许多氨基酸脱氨基后也生成奇数碳原子脂肪酸。长链奇数碳原子的脂肪酸在开始分解时也脂肪酸。长链奇数碳原子的脂肪酸在开始分解时也和偶数碳原于脂肪酸和偶数碳原于脂肪酸样，每经过一次样，每经过一次氧化过氧化过程去掉两个碳原
19、子。但当代谢进行到只剩下末端三程去掉两个碳原子。但当代谢进行到只剩下末端三个碳原子，即生成个碳原子，即生成丙酰辅酶丙酰辅酶A A时就不再进行时就不再进行氧氧化，而是被羧化生成化，而是被羧化生成甲基丙二酸单酰辅酶甲基丙二酸单酰辅酶A A，继续继续进行代谢。现将丙酸的的代谢为例：进行代谢。现将丙酸的的代谢为例：ATP-AMP+PPiAMP+PPi丙酸的代谢丙酸的代谢(奇数脂肪酸奇数脂肪酸)甲基丙二酸单酰甲基丙二酸单酰CoA琥珀酰琥珀酰CoA硫激酶硫激酶 CoASHCoASH羧羧化化酶酶变位酶变位酶三羧酸三羧酸循环循环ATP、CO2 生物素生物素CoB12丙酸的代谢对反刍动物十分重要丙酸的代谢对反刍
20、动物十分重要脂肪代谢和糖代谢的关系延胡索酸延胡索酸琥珀酸琥珀酸苹果酸苹果酸草酰乙酸草酰乙酸3-磷酸甘油磷酸甘油三羧酸三羧酸循环循环乙醛酸乙醛酸循环循环甘油甘油乙酰乙酰 CoA三酰三酰甘油甘油脂肪酸脂肪酸 氧氧化化 糖原（或淀粉）糖原（或淀粉）1，6-二磷酸果糖二磷酸果糖磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮PEP丙酮酸丙酮酸合合成成植物和植物和微生物微生物酮体的代谢酮体的代谢酮体的生成(肝脏中)酮体的分解生成酮体的意义(肝外利用)脂肪酸脂肪酸-氧化产物乙酰氧化产物乙酰CoACoA,在肌肉中进在肌肉中进入三羧酸循环，然后在肝细胞中可形成乙酰入三羧酸循环，然后在肝细胞中可形成乙酰乙酸、乙酸、-羟丁酸、丙酮这三种
21、物质统称为羟丁酸、丙酮这三种物质统称为酮体。酮体。若线粒体中缺乏草酰乙酸若线粒体中缺乏草酰乙酸,乙酰乙酰CoACoA不能进入三羧不能进入三羧酸循环酸循环,则转化为则转化为酮体.酮体的生成酮体的生成-羟羟-甲基戊二酸单甲基戊二酸单酰酰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|HMGCoA裂解酶裂解酶HMGCoA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CO2NAD
22、H+H+NAD+CH3COCH3CH3脱羧酶脱羧酶CoASHCHCH3 3COSCoACOSCoA酮体的生成：酮体的生成：反应场所反应场所:肝脏线粒肝脏线粒体体 合成原料合成原料:乙酰乙酰CoACoA重要中间产物:-羟-甲基戊二酸单酰CoA(HMGCoA关键酶关键酶:HMGCoAHMGCoA合成酶合成酶酮体的分解酮体的分解乙酰乙酰乙酰乙酰CoA硫解酶硫解酶转转移移酶酶琥珀酰琥珀酰CoACoASH-氧化氧化乙酰乙酸乙酰乙酸脱氢酶脱氢酶NADH+H+NAD+乙酰乙酰CoA2-羟丁羟丁酸酸琥珀酸琥珀酸酮体生成的生理意义酮体生成的生理意义 酮体是脂酸在肝内正常的中间代谢产物，是肝输酮体是脂酸在肝内正常
23、的中间代谢产物，是肝输出能源的一种形式。酮体溶于水，分子小，能通出能源的一种形式。酮体溶于水，分子小，能通过血脑屏障及肌肉毛细血胞壁，是肌肉尤其是脑过血脑屏障及肌肉毛细血胞壁，是肌肉尤其是脑组织的重要能源。脑组织不能氧化脂酸，却能利组织的重要能源。脑组织不能氧化脂酸，却能利用酮体。长期饥饿、糖供应不足时酮体可以代替用酮体。长期饥饿、糖供应不足时酮体可以代替葡萄糖成为脑组织及肌肉的主要能源。葡萄糖成为脑组织及肌肉的主要能源。(1)在正常情况下，酮体是肝脏输出能源的一种形在正常情况下，酮体是肝脏输出能源的一种形式；利用酮体以节约葡萄糖。式；利用酮体以节约葡萄糖。(2)在饥饿或疾病情况下，为心、脑等
24、重要器官提在饥饿或疾病情况下，为心、脑等重要器官提供必要的能源供必要的能源。肝外利用肝外利用酮体生成超过肝外组织利用的能力，引起血中酮酮体生成超过肝外组织利用的能力，引起血中酮体升高，可导致酮症酸中毒，并随尿排出，引起体升高，可导致酮症酸中毒，并随尿排出，引起酮尿。酮尿。4 4、酮酮病病 在在正正常常情情况况下下，血血液液中中酮酮体体的的含含量量很很少少。但但在在有有些些情情况况下下，肝肝中中产产生生的的酮酮体体多多于于肝肝外外组组织织的的消消耗耗量量，因因而而就就会会在在体体内内积积存存，引引起起酮酮病病（ketosis)ketosis)。由由于于酮酮体体是是酸酸性性物物质质，其其大大量量积
25、积存存会会导致酸中毒。导致酸中毒。酮酮病病的的基基本本生生化化机机制制为为糖糖代代谢谢和和脂脂类类代代谢谢紊紊乱乱所所致致。如如低低血血糖糖可可导导致致脂脂肪肪大大量量动动员员，脂脂肪肪酸酸在在肝肝中中产产生生的的乙乙酰酰CoACoA缩缩合合形形成成过过量量的的酮酮体体，超超过过了了机机体体所所能能利利用用酮酮体体的的能能力力，于于是是血血中中酮酮体体增增加加。（常常见见高高产产乳乳牛牛、绵绵羊羊等等）。有有时时葡葡萄萄糖糖氧氧化化受受阻阻（如如糖糖尿尿病病）脂脂肪肪动动员员也也加加强强，血血液液中中的的的的酮酮体体浓浓度度升升高，也表现出酮病。高，也表现出酮病。脂肪的生物合成脂肪的生物合成一
26、、一、脂肪酸的生物合成脂肪酸的生物合成二、二、磷酸甘油的生物合成磷酸甘油的生物合成（自学）（自学）三、三、三酰甘油的生物合成三酰甘油的生物合成一、长链脂肪酸的合成一、长链脂肪酸的合成（一）合成场所（一）合成场所 肝脏、小肠和脂肪组织肝脏、小肠和脂肪组织是是主要的合成脂肪的组织器官，其合成的亚主要的合成脂肪的组织器官，其合成的亚细胞部位主要在细胞部位主要在胞液胞液。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（自学饱和脂肪酸的合成（自学)（二）（二）合成原料合
27、成原料乙酰乙酰CoA、ATP、CO2、NADPHNADPH的主要来源：的主要来源：主要来自胞浆中的主要来自胞浆中的磷酸戊糖磷酸戊糖途径途径，其次是柠檬酸穿梭系统。，其次是柠檬酸穿梭系统。乙酰乙酰CoACoA的来源：的来源：脂肪酸合成的碳源主要来自糖氧化脂肪酸合成的碳源主要来自糖氧化分解分解(单胃动物）单胃动物），它们都存在于它们都存在于线粒体线粒体中。线粒体中。线粒体中的乙酰中的乙酰 CoACoA，需通过需通过柠檬酸柠檬酸-丙酮酸循环丙酮酸循环（或称拧（或称拧檬酸穿梭系统）运到胞浆中，才能供脂肪酸合成所檬酸穿梭系统）运到胞浆中，才能供脂肪酸合成所需。需。乙酰乙酰CoACoA从线粒体内至胞液的运
28、转从线粒体内至胞液的运转脂肪酸合成在胞液中,乙酰乙酰CoACoA在线粒体中在线粒体中,乙酰乙酰CoACoA要转到胞液中利用柠檬酸来转运要转到胞液中利用柠檬酸来转运.当有大量柠檬酸当有大量柠檬酸产生产生,则进入胞液生产则进入胞液生产乙酰乙酰CoACoA.脂肪酸的生物合成程序脂肪酸的生物合成程序脂脂肪肪酸酸合合成成时时碳碳链链的的缩缩合合延延长长过过程程是是一一循循环环反反应应过过程程。每每经经过过一一次次循循环环反反应应，延延长长两两个个碳碳原原子子。合成反应由脂肪酸合成酶系催化。合成反应由脂肪酸合成酶系催化。在在低低等等生生物物中中，脂脂肪肪酸酸合合成成酶酶系系是是一一种种由由1 1分分子子脂
29、脂酰酰基基载载体体蛋蛋白白（ACPACP）和和7 7种种酶酶单单体体所所构构成成的的多多酶酶复复合合体体；但但在在高高等等动动物物中中，则则是是由由一一条条多多肽肽链链构构成成的的多多功功能能酶酶，通通常常以以二二聚聚体体形形式式存存在在，每每个个亚亚基都含有一基都含有一ACPACP结构域。结构域。软脂酸的从头合成（3）乙酰乙酰CoA运转运转柠檬酸循环柠檬酸循环（1）脂肪酸合成酶复合体系脂肪酸合成酶复合体系和和脂酰基载体蛋白脂酰基载体蛋白(acyl carrier protein,ACP)（2）脂肪酸生物合成的反应历程脂肪酸生物合成的反应历程脂肪酸合成酶系结构模式脂肪酸合成酶系结构模式中央巯基
30、中央巯基SHSH外围巯基外围巯基SHSHACPACP乙酰乙酰CoA:ACPCoA:ACP转移酶转移酶 丙二酸单酰丙二酸单酰CoA:ACPCoA:ACP转移酶转移酶-酮脂酰酮脂酰-ACP-ACP合酶合酶 -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 脂酰基载体蛋白(ACP)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-CSACP OCH3CSACP|+|OH
31、O R-CH-CH2CSACP O O R-C-CH2-CSACP R-CH=CH-C-SACP|R-CH-CH2-C-SACP|丙二酸单酰ACPACP的形成：|OHOOC-CH2-C-S-CoA丙二酸单酰单酰CoACoA OCH3C-SCoA 乙酰CoACoA|+ATPHCO3-ADP+Pi|OHOOC-CH2-C-S-ACP丙二酸单酰ACPACPACPCoA乙酰CoA 羧化酶生物素丁酰丁酰ACPACP CH3 CH2CH2C-SACP O CH3COCH2C-SACP SACP-酮丁酰酮丁酰ACPACP|OCH3CSACP乙酰乙酰ACPACP|+-羟丁酰羟丁酰ACPACP脱水酶脱水酶-酮丁
32、酰酮丁酰ACPACP还原酶还原酶 NAD P+NADPHACP O OHO-C-CH2C-S-ACP 丙二酸单酰丙二酸单酰-ACP-ACP|OH OCH3-CH-CH2-C-S-ACP-羟丁酰羟丁酰-ACP-ACP|OCH3CH CH-C-S-ACP=,-,-烯丁酰烯丁酰ACPACP|H2O-烯丁酰ACP还原酶NADP+NADPH缩合酶脂肪酸生物合成的反应历程-烯丁酰烯丁酰ACPACPCH3COCH2C0-SACP 丁酰丁酰ACPACPCH3CH(OH)CH2C0-SACP CH3CH=CH2C0-SACP CH3CH2CH2C0-SACP-酮丁酰酮丁酰ACPACP-羟丁酰羟丁酰ACPACPC
33、H3COCoACH3COACPHOOCCH3COACPHOOCCH3COCoACH3COCoACO2+ACPC2C2C2C2C2C2NADPHNAD P+NADP+NADPHH H2 2O O CH3(CH2)14C0-SACP+CO2ACP脂酰酰ACP水解或硫解水解或硫解脂酰酰-S-ACP+H2O脂肪酸+HS-ACP脂酰酰-S-ACP+HS-S-ACP+HS CoACoA脂肪酸-S CoA+HSCoA+HS-ACP-ACP硫酯酶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-
34、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进位进位链的链的延伸延伸水解水解 OCH3C-S|SHCH3COCH2CO-SSHCH3CH2CH2CO-SSH 合合成成所所需需原原料料为为乙乙酰酰CoACoA，直直接接生生成成的的产产物物是是软软脂脂酸酸，合合成成一一分分子子软软脂脂酸酸，需需7 7分分子子丙丙二二酸酸单单酰酰CoACoA和和1 1分子乙酰分子乙酰CoACoA；在在胞液胞液中进行，中进行，关键酶关键酶是是乙酰乙酰CoACoA羧化酶羧化酶；合合成成为为一
35、一耗耗能能过过程程，每每合合成成一一分分子子软软脂脂酸酸，需需消耗消耗7 7分子分子ATPATP和和1414个个NADPHNADPH；需需1414分子分子NADPHNADPH作为供氢体，对糖的磷酸戊糖途径作为供氢体，对糖的磷酸戊糖途径有依赖性。有依赖性。酰基载体是酰基载体是ACPACP，酰基的转运体是酰基的转运体是柠檬酸柠檬酸。脂肪酸合成的特点：脂肪酸合成的特点：脂肪酸脂肪酸氧化和从头合成的关系氧化和从头合成的关系a.两条途径运行方向相反两条途径运行方向相反 氧氧化化：每每经经历历一一次次脱脱氢氢、加加水水、脱脱氢氢、裂裂解解的的循循环反应，脂肪酸减少两个碳片段，生成一分子乙酰环反应，脂肪酸减
36、少两个碳片段，生成一分子乙酰CoA。从从头头合合成成：每每经经历历一一次次缩缩合合、还还原原、脱脱水水、还还原原的的循环反应，脂肪酸延长两个碳片段。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两条途径的中间产物基本相同脂肪酸的脂肪酸的氧化和从头合成的异同氧化和从头合成的异同羧基基载体蛋白上生物素转移羧基的模式图CO2COO-线粒体和内质网中脂肪酸碳链的延长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脂肪酸碳链延
37、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一碳单位加入的一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CoACoA 丙二酸丙二酸单酰单酰CoACoA 丙丙二酸单酰二酸单酰CoACoACoACoA CoACoA ACP ACPNAD(P)H NADPH NADPHNAD(P)H NADPH NADPH 不不明确明确不饱和脂肪酸的合成(1)(1)需氧途径需氧途径（2 2）厌氧途径厌氧途径 是厌氧生物合成单不饱和脂肪酸的方式是厌氧生物合成单不饱和脂肪酸的方式,发生在发生在脂肪酸从头合成的过程中脂肪酸从头
38、合成的过程中,当生成当生成、-羟葵酰羟葵酰-ACP-ACP时，由专一的脱水酶催化脱水，生成时，由专一的脱水酶催化脱水，生成、-稀葵酰稀葵酰-ACPACP，在继续参入二碳单位，就可产生不同长度的在继续参入二碳单位，就可产生不同长度的单单不饱和脂肪酸。不饱和脂肪酸。NADPH+HNADPH+H+NADPNADP+FADFAD2Fe2Fe去饱和酶去饱和酶RCHRCH2 2-CH-CH2 2-RCHRCHCH-CH-2e2e2e2e2e2e2e2eO O2 2+4H+4H+2H2H2 2O O4e4e（黄素蛋白）（黄素蛋白）动：细胞色素动：细胞色素b b5zh5zh植：铁硫蛋白植：铁硫蛋白三、甘油三酯
39、的合成三、甘油三酯的合成 哺乳动物的肝脏和脂肪组织是合成甘油哺乳动物的肝脏和脂肪组织是合成甘油三酯最活跃的组织。合成的甘油三酯的前体是三酯最活跃的组织。合成的甘油三酯的前体是-磷酸甘油和磷酸甘油和酯酰辅酶酯酰辅酶A A。甘油三酯的合成有两条途径：甘油三酯的合成有两条途径：1 1、甘油磷酸二酯途径、甘油磷酸二酯途径 肝细胞和脂肪细胞肝细胞和脂肪细胞主要按此途径合成甘油三酯主要按此途径合成甘油三酯.动物体内的转酰动物体内的转酰基酶对基酶对16C16C和和18C18C的酯酰的酯酰CoACoA的催化能力最强的催化能力最强.2 2、甘油一酯途径、甘油一酯途径 小肠粘膜上皮内进行小肠粘膜上皮内进行.三三酰
40、酰甘甘油油的的生生物物合合成成 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 磷酸酶磷酸酶磷脂酸二脂酰甘油磷酸二酰甘油甘油三酯动植物中不饱和脂肪酸合成的比较动植物中不饱和脂肪酸合成的比较磷脂和糖脂的降解与合成1 1、磷脂磷脂的的降解降解2 2、磷脂的生物合成磷脂的生物合成3 3、糖脂的合成糖脂的合成与与分解分解磷磷脂脂酶酶的的作作用用部部位位磷脂酶磷脂酶 C磷脂酶磷脂酶 D磷脂酶磷脂酶 A2(B2)磷脂酶磷脂酶 A1(B1)乙醇胺和胆碱的活化HOCHHOCH2 2CHCH2 2NHNH2 2HOCHHOCH2 2CHCH2 2
41、N(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:磷酸磷酸乙醇胺胞乙醇胺胞苷转移酶苷转移酶ATPATPADPADPCTPCTPPPiPPi胆碱胆碱激酶激酶ATPATPADPADPOCHOCH2 2CHCH2 2N(CHN(CH3 3)3 3CDP-OCHCDP-OCH2 2CHCH2 2N(CHN(CH3 3)3 3CDP-CDP-胆碱胆碱CTP:CTP:磷酸磷酸胆碱胞苷胆碱胞苷转移酶转移酶CTPCTPPPiPPiP PP
42、P磷脂酰乙醇胺和磷脂酰胆碱的合成磷脂酰乙醇胺磷脂酰乙醇胺（脑磷脂）（脑磷脂）CDP-CDP-乙醇胺乙醇胺CMPCMP磷脂酰胆碱磷脂酰胆碱（脑磷脂）（脑磷脂）葡萄糖葡萄糖3-3-磷酸甘油磷酸甘油磷脂酸磷脂酸1 1，2-2-甘油二酯甘油二酯脂酰脂酰CoACoACoACoACDP-CDP-胆碱胆碱CMPCMP甘油三酯甘油三酯2 2 RCOCoARCOCoA2 2 CoACoAPiPi转酰酶转酰酶磷酸酯酶磷酸酯酶转移酶转移酶1、糖脂的合成、糖脂的合成2、糖脂的分解、糖脂的分解糖脂的代谢糖脂的代谢胆固醇的代谢一、胆固醇的合成二、胆固醇的转化胆固醇合成 同位同位素示踪实素示踪实验证明，验证明，复杂的胆复杂
43、的胆固醇分子固醇分子能在动物能在动物体内由小体内由小分子物质分子物质乙酸缩合乙酸缩合而成，乙而成，乙酰酰CoA为为合成胆固合成胆固醇的原料醇的原料。胆固醇的转化 动动物体内物体内胆固醇胆固醇可转变可转变成类固成类固醇如：醇如：孕酮、孕酮、肾上腺肾上腺皮质激皮质激素、雌素、雌激素、激素、VitD3胆胆酸等。酸等。第六节血浆脂蛋白代谢血浆所含脂类统称血脂。它的组成复杂，包括：甘油三酯、磷脂、胆固醇及其酯、以及游离脂酸等。血浆脂蛋白分为：乳糜微粒（含脂最多）；极低密度脂蛋白（VLDL）、低密度脂蛋白（LDL）和高密度脂蛋白（HDL）一、脂类的消化和吸收1、脂类的消化2、脂类的吸收二、脂类的转运和脂蛋
44、白的作用乳麋微粒（CM）极低密度脂蛋白VLDL低密度脂蛋白LDL高密度脂蛋白HDL脂蛋白的种类脂类的消化吸收和运转血浆脂蛋白的结构 血浆各种脂蛋白具有大致相似的基本结构。疏水性较强的甘油三酯及胆固醇酯均位于脂蛋白的内核，而具极性及非极性基团的载脂蛋白、磷脂及游离胆固醇则以单分子层借其非极性的疏水基团与内部的疏水链相联系，覆盖于脂蛋白表面，其极性基团朝外，呈球状。三、载脂蛋白血浆脂蛋白中的蛋白质部分称载脂蛋白（apolipoprotein，apo），迄今已从人血浆分离出apo有20种之多。主要有apoA、B、C、D及E等五类 载脂蛋白不仅在结合和转运脂质及稳定脂蛋白的结构上发挥重要作用，而且还调
45、节脂蛋白代谢关键酶活性，参与脂蛋白受体的识别，在脂蛋白代谢上发挥极为重要的作用。四、血浆脂蛋白代谢（一）乳糜微粒（一）乳糜微粒乳糜（乳糜（CM）组成组成：TGTG，磷脂，胆固醇，磷脂，胆固醇，ApoB48,A-I,A-ApoB48,A-I,A-II,II,蛋白质含量蛋白质含量 少少,密度低密度低合成部位：小肠黏膜细胞，经淋巴系统进入合成部位：小肠黏膜细胞，经淋巴系统进入血液血液生理功能：转运外源性生理功能：转运外源性T T甘油三酯和胆固醇甘油三酯和胆固醇（二）极低密度脂蛋白（二）极低密度脂蛋白组成组成：TGTG，磷脂，胆固醇，磷脂，胆固醇，ApoB100,ApoB100,ApoEApoE,蛋白
46、质含量少蛋白质含量少,密度低密度低合成部位：肝细胞合成部位：肝细胞生理功能：转运内源性甘油三酯生理功能：转运内源性甘油三酯（三）低密度脂蛋白（三）低密度脂蛋白（LDL）组成：主要是胆固醇及其酯，组成：主要是胆固醇及其酯，ApoB-100,ApoB-100,含含蛋白质蛋白质,较低的密度较低的密度合成部位：血浆（合成部位：血浆（VLDL转化而来）转化而来）生理功能：是血浆中胆固醇的主要携带者并生理功能：是血浆中胆固醇的主要携带者并运送到组织，调控胆固醇的合成运送到组织，调控胆固醇的合成（四）高密度脂蛋白（四）高密度脂蛋白组成组成：主要是胆固醇及其酯主要是胆固醇及其酯,蛋白质含量高蛋白质含量高,较高
47、的密度较高的密度合成部位：肝，小肠合成部位：肝，小肠生理功能：机体胆固醇的生理功能：机体胆固醇的“清扫机清扫机”，逆向，逆向转运胆固醇到转运胆固醇到 肝脏转化处理肝脏转化处理小肠小肠肝脏肝脏肝外组织肝外组织毛细血管毛细血管摄食前后的血浆摄食前后的血浆低密度脂蛋白通过受体介导的低密度脂蛋白通过受体介导的 内吞途径向组织运输胆固醇内吞途径向组织运输胆固醇胆固醇在组织细胞中的去向与作用胆固醇在组织细胞中的去向与作用主要有主要有:1）细胞膜摄取）细胞膜摄取2）转化成其他活性物质）转化成其他活性物质3）反馈抑制）反馈抑制HMGCoA还原酶还原酶4）激活）激活卵磷脂胆固醇脂酰转移酶卵磷脂胆固醇脂酰转移酶 (LCAT)5)减少减少LDL受体的合成受体的合成问答题问答题 1 1、脂肪酸的从头合成和脂肪酸的、脂肪酸的从头合成和脂肪酸的-氧化是否氧化是否互为逆过程？它们之间有什么主要差别？互为逆过程？它们之间有什么主要差别？2 2、计算软脂酸、计算软脂酸氧化后产生的氧化后产生的ATPATP数数。名词解释名词解释酮体酮体 必需脂肪酸必需脂肪酸 脂肪酸的脂肪酸的-氧化氧化