《脂类代谢m》PPT课件.ppt

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1、第十章 脂类代谢 脂类概述脂类概述 脂肪的分解代谢脂肪的分解代谢 脂肪的生物合成脂肪的生物合成 磷脂的代谢磷脂的代谢1.概念：概念：脂类是生物体内不溶于水而溶于有机溶剂脂类是生物体内不溶于水而溶于有机溶剂 的一大类物质的总称，包括的一大类物质的总称，包括脂肪和类脂脂肪和类脂。脂类脂类脂肪脂肪：又称又称三酯酰甘油或甘油三脂三酯酰甘油或甘油三脂(triglyceride)，fat 是体内储存能量的主要形式（可变脂）。是体内储存能量的主要形式（可变脂）。类脂类脂lipoid固醇类：固醇类：胆固醇（cholesterol,Ch）胆固醇酯（胆固醇酯（cholesterol ester,ChE）磷脂磷脂(

2、phospholipid,PL)糖脂糖脂（glycolipid,GL）10-1 脂类概述脂类概述甘油磷脂鞘氨醇磷脂卵磷脂脑磷脂2.分类：分类：脂类的结构通式脂类的结构通式甘甘甘甘油油油油脂肪酸脂肪酸脂肪酸脂肪酸脂肪酸脂肪酸脂肪酸脂肪酸脂肪酸脂肪酸脂肪酸脂肪酸甘甘甘甘油油油油脂肪酸脂肪酸脂肪酸脂肪酸脂肪酸脂肪酸脂肪酸脂肪酸脂肪（脂肪（脂肪（脂肪（脂肪酸的甘油酯脂肪酸的甘油酯 三酯酰甘油）三酯酰甘油）三酯酰甘油）三酯酰甘油）有机碱：胆胺有机碱：胆胺有机碱：胆胺有机碱：胆胺-脑磷脂脑磷脂脑磷脂脑磷脂有机碱：胆碱有机碱：胆碱有机碱：胆碱有机碱：胆碱-卵鳞脂卵鳞脂卵鳞脂卵鳞脂胆胆胆胆 固固固固 醇醇醇醇

3、(环戊烷高氢菲衍生环戊烷高氢菲衍生环戊烷高氢菲衍生环戊烷高氢菲衍生物物物物)HOHOMG:MG:一酯酰甘油一酯酰甘油一酯酰甘油一酯酰甘油 (少量少量)DG:DG:二二二二 酯酰甘油酯酰甘油酯酰甘油酯酰甘油(少量少量)TG:TG:三酯三酯三酯三酯 酰甘油酰甘油酰甘油酰甘油(主要主要)有机碱有机碱有机碱有机碱P P磷脂磷脂磷脂磷脂脂类的来源与贮存脂类的来源与贮存 主要来源主要来源 糖糖脂肪的来源脂肪的来源 次要来源次要来源 食入食入糖糖 蛋白蛋白质代代谢降解降解产物物为原料合成脂肪原料合成脂肪 皮下皮下贮存存 肾周周围 统称称脂脂库 肠系膜系膜（一）脂类的消化（一）脂类的消化小肠上段小肠上段是主要

4、的消化场所是主要的消化场所脂类脂类(甘油三脂甘油三脂 TG、胆固醇胆固醇Ch、磷脂磷脂PL等等)微团微团胆汁酸盐乳化胆汁酸盐乳化胰脂肪酶、辅脂酶等水解胰脂肪酶、辅脂酶等水解甘油一脂、溶血磷脂、甘油一脂、溶血磷脂、长链脂肪酸、胆固醇等长链脂肪酸、胆固醇等混合微团混合微团乳化乳化 脂类的消化吸收脂类的消化吸收胰脂酶胰脂酶磷脂酶磷脂酶辅脂酶及辅脂酶及胆固醇酯酶胆固醇酯酶(二二)脂类的吸收脂类的吸收饱和脂肪酸：饱和脂肪酸：简写式简写式月桂酸：月桂酸：CH3(CH2)10COOH 12:0豆蔻酸豆蔻酸:CH3(CH2)14COOH 14:0软脂酸（棕榈酸）软脂酸（棕榈酸）:CH3(CH2)14COOH

5、16:0硬脂酸硬脂酸:CH3(CH2)16COOH 18:0花生酸花生酸:CH3(CH2)18COOH 20:0饱和脂肪酸饱和脂肪酸不饱和脂肪酸不饱和脂肪酸不饱和脂肪酸不饱和脂肪酸 脂肪酸的结构特点：脂肪酸的结构特点：n n系统命名法：需标示脂肪酸的碳原子数和的位置。系统命名法：需标示脂肪酸的碳原子数和的位置。系统命名法：需标示脂肪酸的碳原子数和的位置。系统命名法：需标示脂肪酸的碳原子数和的位置。uu 或或或或n n编码体系：编码体系：编码体系：编码体系：从脂肪酸的从脂肪酸的从脂肪酸的从脂肪酸的甲基碳甲基碳甲基碳甲基碳起起起起计计算算算算 其碳原子其碳原子其碳原子其碳原子顺顺序。序。序。序。u

6、u编码体系：编码体系：编码体系：编码体系：从脂肪酸的从脂肪酸的从脂肪酸的从脂肪酸的羧羧基碳基碳基碳基碳起起起起计计算碳原算碳原算碳原算碳原 子的子的子的子的顺顺序。序。序。序。CH3-(CH2)5-CH=CH-(CH2)7-COOH/n系编码系编码 系编码系编码十六碳十六碳-7-烯酸烯酸十六碳十六碳-9-烯酸烯酸不饱和脂肪酸的命名不饱和脂肪酸的命名 油酸：油酸：油酸：油酸：十八碳十八碳十八碳十八碳-9-9-烯酸烯酸烯酸烯酸,1818：1 19c9c，亚油酸亚油酸亚油酸亚油酸（-6,8-6,8）：十八碳十八碳十八碳十八碳-9-9，12-12-二二二二-烯酸烯酸烯酸烯酸,1818：2 29c9c，

7、12c12c -亚麻酸亚麻酸亚麻酸亚麻酸（-3,6,9-3,6,9）：十八碳十八碳十八碳十八碳-9-9，1212，15-15-三三三三-烯酸，烯酸，烯酸，烯酸，18:318:39c9c，12c12c，15c15c 花生四稀酸花生四稀酸花生四稀酸花生四稀酸（-6,9,12,15-6,9,12,15）：二十碳二十碳二十碳二十碳-5-5，8 8，1111，1414四四四四-烯酸，烯酸，烯酸，烯酸，2020：4 4 5c5c，8c8c，11c11c，14c14c 二十二碳六烯酸二十二碳六烯酸二十二碳六烯酸二十二碳六烯酸 （DHADHA）（-3,-3,）：2222：6 6 4c4c，7c7c，10c10

8、c，13c 13c，16c16c，19c19c 二十碳五稀酸二十碳五稀酸二十碳五稀酸二十碳五稀酸 （EPAEPA）-3 -3系多不饱和脂肪酸系多不饱和脂肪酸系多不饱和脂肪酸系多不饱和脂肪酸（PUFAPUFA）2.不饱和脂肪酸：不饱和脂肪酸：1-6个双键个双键常常 见见 的的 不不 饱饱 和和 脂脂 肪肪 酸酸n 9及及7系系 体内可以合成，体内可以合成，6及及3系系 机体不能合成。机体不能合成。n3、6及及9三族三族体内体内彼此不能相互转化彼此不能相互转化n必需脂肪酸必需脂肪酸 6及及3系。系。n n 3 3族族族族:促进儿童智力发育、延缓大脑衰老、促进儿童智力发育、延缓大脑衰老、促进儿童智力

9、发育、延缓大脑衰老、促进儿童智力发育、延缓大脑衰老、降低血液胆固醇浓度降低血液胆固醇浓度降低血液胆固醇浓度降低血液胆固醇浓度（一）储能和供能的主要物质（一）储能和供能的主要物质 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38KJ，而而1g 糖彻底氧化仅供能约糖彻底氧化仅供能约16.7KJ脂肪组织储存脂肪脂肪组织储存脂肪,约占体重约占体重10-20%.3、脂类的主要生理功能、脂类的主要生理功能合理饮食合理饮食 脂肪氧化供能占脂肪氧化供能占 15-25%空腹空腹 脂肪氧化供能占脂肪氧化供能占 50%以上以上禁食禁食1-3天天 脂肪氧化供能占脂肪氧化供能占 85%饱食、少动饱食、少动 脂

10、肪堆积，发胖脂肪堆积，发胖(二二)生物膜的重要结构成分生物膜的重要结构成分 作为细胞膜的主要成分作为细胞膜的主要成分作为细胞膜的主要成分作为细胞膜的主要成分,细胞所含的磷脂几乎细胞所含的磷脂几乎细胞所含的磷脂几乎细胞所含的磷脂几乎都集中在生物膜中，是生物膜结构的基本组成成分。都集中在生物膜中，是生物膜结构的基本组成成分。都集中在生物膜中，是生物膜结构的基本组成成分。都集中在生物膜中，是生物膜结构的基本组成成分。磷脂（甘油磷脂和鞘磷脂），胆固醇，糖脂磷脂（甘油磷脂和鞘磷脂），胆固醇，糖脂（1 1）必需脂肪酸）必需脂肪酸(人体不能合成，必须食物摄取人体不能合成，必须食物摄取)亚油酸亚油酸1818碳

11、脂肪酸，含两个不饱和键；碳脂肪酸，含两个不饱和键；亚麻酸亚麻酸1818碳脂肪酸，含三个不饱和键；碳脂肪酸，含三个不饱和键；花生四烯酸花生四烯酸2020碳脂肪酸，含四个不饱和碳脂肪酸，含四个不饱和键；键；（2 2）参与代谢调控参与代谢调控(三三三三)提供给机体必需脂肪酸并提供给机体必需脂肪酸并提供给机体必需脂肪酸并提供给机体必需脂肪酸并参与代谢调控参与代谢调控参与代谢调控参与代谢调控花生四烯酸花生四烯酸前列腺素等生物活性物质前列腺素等生物活性物质磷脂酰肌醇磷脂酰肌醇三磷酸肌醇、甘油二酯三磷酸肌醇、甘油二酯胆固醇胆固醇类固醇激素、类固醇激素、VDVD3 3（第二信使）（第二信使）(四四四四)保护和

12、保温作用。保护和保温作用。保护和保温作用。保护和保温作用。10-3 脂肪的分解代谢脂肪的分解代谢一、脂肪动员概念：一、脂肪动员概念：储存于脂肪细胞中的脂肪，在储存于脂肪细胞中的脂肪，在脂肪酶脂肪酶作用作用下逐步水解为下逐步水解为游离脂肪酸和甘油游离脂肪酸和甘油，释放入，释放入血供其它组织利用的过程，称脂肪动员。血供其它组织利用的过程，称脂肪动员。乳糜微粒乳糜微粒乳糜微粒乳糜微粒脂肪脂肪小肠小肠小肠小肠血液血液淋巴系统淋巴系统淋巴系统淋巴系统脂肪脂肪脂肪酶脂肪酶脂肪酶脂肪酶甘油甘油甘油甘油甘油激酶甘油激酶甘油激酶甘油激酶DHAP糖酵解糖酵解脂肪酸脂肪酸脂肪酸脂肪酸氧化氧化氧化氧化供能供能蛋白包装

13、蛋白包装蛋白包装蛋白包装一、脂肪一、脂肪动员概念：概念：脂肪脂肪细胞中的脂肪在胞中的脂肪在脂肪脂肪酶作用下逐步水解作用下逐步水解为游离游离脂肪酸和甘油脂肪酸和甘油，释放入血供其它放入血供其它组织利用的利用的过程，程，称脂肪称脂肪动员。10-3 脂肪的分解代谢脂肪的分解代谢动物和细菌获取能量的主要形式动物和细菌获取能量的主要形式动物和细菌获取能量的主要形式动物和细菌获取能量的主要形式三酯酰甘油的分解代谢三酯酰甘油的分解代谢 三酯酰甘油的三酯酰甘油的三酯酰甘油的三酯酰甘油的水解水解水解水解TGTGHH2 2O O 脂肪酸脂肪酸脂肪酸脂肪酸 HH2 2O O 脂肪酸脂肪酸脂肪酸脂肪酸HH2 2O O

14、 脂肪酸脂肪酸脂肪酸脂肪酸TGTG脂肪酶脂肪酶脂肪酶脂肪酶DGDG脂肪酶脂肪酶脂肪酶脂肪酶MGMG脂肪酶脂肪酶脂肪酶脂肪酶 DG DGMGMG甘甘甘甘 油油油油二、甘油的分解代谢二、甘油的分解代谢 糖异生3-磷酸甘油磷酸甘油三三.脂肪酸的氧化分解脂肪酸的氧化分解l饱和偶数碳链饱和偶数碳链脂肪酸的氧化分解脂肪酸的氧化分解 -氧化作用氧化作用 -氧化作用氧化作用 -氧化作用氧化作用l饱和饱和奇数碳链奇数碳链脂肪酸的氧化脂肪酸的氧化分解分解l不饱和不饱和脂肪酸的氧化脂肪酸的氧化分解分解 CH3-(CH2)n-CH2-CH2-COOH 是因为氧化发生在是因为氧化发生在-碳原子上而的名。碳原子上而的名。

15、基本过程：基本过程：1.1.脂肪酸的活化成脂酰辅酶脂肪酸的活化成脂酰辅酶脂肪酸的活化成脂酰辅酶脂肪酸的活化成脂酰辅酶A A (胞液胞液)2.2.脂肪酸的转运脂肪酸的转运脂肪酸的转运脂肪酸的转运 (也即也即也即也即穿膜穿膜穿膜穿膜)3.3.脂肪酸的脂肪酸的脂肪酸的脂肪酸的 -氧化氧化氧化氧化 (线粒体线粒体)4.4.乙酰辅酶乙酰辅酶乙酰辅酶乙酰辅酶A A的氧化的氧化的氧化的氧化（一）饱和脂肪酸的（一）饱和脂肪酸的氧化氧化CH3-(CH2)n-CH2-CH2-COOH 1.脂肪酸脂肪酸活化活化脂酰脂酰CoA形成（胞液）形成（胞液）ATPAMP+PPiMg2+H2O2Pi反反应不可逆不可逆+CoA-

16、SH 脂酰脂酰CoA合成酶合成酶形成高能键的反应：形成高能键的反应：通通过ATPATP的一个磷酸的一个磷酸酐键水解水解产生，生，由由ATPATP的第二个酸的第二个酸酐键驱动完成。完成。脂酰脂酰-CoA水解时的水解时的标准自由能变化标准自由能变化 G0=-13 KJ/mol 生物体内生物体内ATP供能供能往往通过偶联反应使往往通过偶联反应使 G0 0 脂脂酰酰-CoA-CoA形形成成与与ATPATP水解相偶联水解相偶联 焦焦磷磷酸酸的的水水解解强强化化了供能了供能2323l l试解释脂肪酸活化试解释脂肪酸活化试解释脂肪酸活化试解释脂肪酸活化的能量变化？的能量变化？的能量变化？的能量变化？存存在在

17、于于线线粒粒体体外外膜膜和和内内质质网网，该该酶酶至至少少有有三三种种，分别相应于分别相应于长、中、短链长、中、短链脂肪酸脂肪酸2424脂酰脂酰CoA合成酶合成酶(脂肪酸硫激酶脂肪酸硫激酶)活化了的脂肪酸分子（脂酰活化了的脂肪酸分子（脂酰CoA）小于小于10个碳，容易穿过线粒体内膜；个碳，容易穿过线粒体内膜；大于大于10个碳？个碳？脂肪酸首先要脂肪酸首先要进进入入线线粒体基粒体基质质才能才能开开始代始代谢过谢过程程2.穿膜穿膜（脂酰（脂酰CoA进入线粒体）进入线粒体）HOOC-CHHOOC-CH2 2-CH-CH-CH-CH2 2-N-N+-CH-CH3 3 OHOHCHCH3 3CHCH3

18、3n n1 1）脂酰）脂酰）脂酰）脂酰CoACoA进入进入进入进入线粒体基质的线粒体基质的线粒体基质的线粒体基质的载体载体载体载体 肉碱肉碱肉碱肉碱(carnitinecarnitine）来携带来携带来携带来携带脂酰基脂酰基脂酰基脂酰基。羟基与脂肪酸羟基与脂肪酸连接成酯连接成酯肉毒碱肉毒碱肉毒碱肉毒碱 L-L-L-L-羟羟羟羟-三甲氨基丁酸三甲氨基丁酸三甲氨基丁酸三甲氨基丁酸酯酯酰酰肉肉碱碱穿穿梭梭系系统统移位酶移位酶 2）肉碱脂肪酰转移酶同工酶肉碱脂肪酰转移酶同工酶(CAT)（酶（酶和酶和酶）催化移换反应催化移换反应 是由是由肉碱脂肪酰转移酶肉碱脂肪酰转移酶(carnitine acyl t

19、ransferase)和肉碱脂肪酰转移酶和肉碱脂肪酰转移酶 共同完成共同完成.肉毒碱脂酰肉毒碱脂酰CoA转移酶转移酶(限速酶限速酶)肉毒碱脂酰肉毒碱脂酰CoA转移酶转移酶肉毒碱肉毒碱此此过程程为脂肪酸脂肪酸-氧化氧化的限速步的限速步骤，CAT-CAT-是限速是限速酶 脱氢：脱氢：脂酰脂酰CoA脱氢酶，脱氢酶，FAD 加水：加水：2烯酰烯酰CoA水化酶水化酶 再脱氢：再脱氢：-羟脂酰羟脂酰CoA脱氢酶，脱氢酶，NAD+硫解硫解（脱乙酰（脱乙酰CoA）：）：-酮脂酰酮脂酰CoA硫解酶，硫解酶，HS-CoA 3.脂酸的脂酸的氧化氧化（1 1）脱）脱氢 脂脂酰CoACoA经脂脂酰CoACoA脱脱氢酶催

20、化，在其催化，在其和和碳碳原子上脱原子上脱氢，生成，生成2 2反反烯脂脂酰CoACoA。（2 2）加水）加水（水合反（水合反应）2 2反反烯脂脂酰CoACoA在在2 2反反烯脂脂酰CoACoA水合水合酶催化下，在双催化下，在双键上加水生成上加水生成L-L-羟脂脂酰CoACoA。G G0 0=-20kJ/mol=-20kJ/mol G G0 0=-3.1kJ/mol=-3.1kJ/mol2 2（3 3）脱）脱氢 L-L-羟脂脂酰CoACoA在在L-L-羟脂脂酰CoACoA脱脱氢酶催化催化下，脱去下，脱去碳原子与碳原子与羟基上的基上的氢原子生成原子生成-酮脂脂酰CoACoA，该反反应的的辅酶为NA

21、DNAD+。（4 4）硫解）硫解 在在-酮脂脂酰CoACoA硫解硫解酶催化下，催化下，-酮脂脂酰CoACoA与与CoACoA作用，硫解作用，硫解产生生 1 1分子乙分子乙酰CoACoA和比原来和比原来少两个碳少两个碳原原子的子的脂脂酰CoACoA。G G0 0=+15.7kJ/mol=+15.7kJ/mol G G0 0=-28kJ/mol=-28kJ/mol 乙酰乙酰CoACoAFAD FADH2 NAD+NADHRCH2CH2CO-SCoA脂酰脂酰CoA CoA 脱氢脱氢酶酶脂酰脂酰CoACoA-烯脂酰烯脂酰CoA CoA 水化水化酶酶-羟脂酰羟脂酰CoA CoA 脱氢脱氢酶酶-酮酯酰酮酯

22、酰CoA CoA 硫解硫解酶酶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-氧氧化化循循环环的的反反应应过过程程脂脂肪肪酸酸氧氧化化的的三三个个阶阶段段脂肪酸脂肪酸脂肪酸脂肪酸 氧化最氧化最氧化最氧化最终终的的的的产产物物物物为为乙乙乙乙酰酰CoACoA、NADHNADH和和和和FADHFADH2 2：FADHFADH2 2

23、 2ATP;NADH 2ATP;NADH 3ATP 3ATP，故一次故一次故一次故一次 -氧化氧化氧化氧化循环可生成循环可生成循环可生成循环可生成5 5分子分子分子分子ATPATP。1 1分子乙酰分子乙酰分子乙酰分子乙酰CoACoA 经经经经彻底氧化分解可生成彻底氧化分解可生成彻底氧化分解可生成彻底氧化分解可生成1212分子分子分子分子ATPATP。脂肪酸脂肪酸-氧化的能量生成氧化的能量生成n n以以以以16C16C的的的的软脂酸软脂酸软脂酸软脂酸为例来计算，则生成为例来计算，则生成为例来计算，则生成为例来计算，则生成ATPATP的数目为：的数目为：的数目为：的数目为：7次次-氧化分解氧化分解

24、产生生57=35分子分子ATP；8分子乙分子乙酰CoA可得可得128=96分子分子ATP；共可得共可得131分子分子ATP，减去活化时消耗的两分子减去活化时消耗的两分子ATP，故软故软脂酸彻底氧化分解可净生成脂酸彻底氧化分解可净生成129分子分子ATP。n n对对于于任任一一偶偶数数碳碳原原子子的的长长链链脂脂肪肪酸酸，其其净生成的净生成的ATP数目可按下式计算：数目可按下式计算：n nATP净生成数生成数=（-1）5+12 2 2 2-氧化的次数氧化的次数生成的乙酰生成的乙酰CoA数数脂肪酸活化脂肪酸活化消耗的消耗的ATP数数（二）饱和脂肪酸的（二）饱和脂肪酸的-氧化作用氧化作用(肝、脑肝、

25、脑)发生在发生在-碳原子上脂碳原子上脂肪酸氧化作用肪酸氧化作用RCH2COO-RCH(OH)COORCH(OH)COO-RCOCOORCOCOO-COCO2 2O O2 2NAD+NADH+H+NAD+NADH+H+RCH(OOH)COORCH(OOH)COO-COCO2 2RCHORCHOO O2 2NAD+NADH+H+过氧化过氧化羟化羟化单加氧酶单加氧酶脱氢酶脱氢酶脱氢酶脱氢酶-羟脂酸羟脂酸RCOO-（三）饱和（三）饱和脂肪酸的脂肪酸的氧化作用氧化作用-氧化氧化:指脂肪酸的末端指脂肪酸的末端甲基（甲基（-端）经端）经氧化氧化转变转变成成羟甲基羟甲基，继而，继而再再氧化氧化成羧成羧基，从而

26、形成基，从而形成，-二羧酸二羧酸的过程的过程。生成的生成的二羧酸二羧酸转运至线粒转运至线粒体体,在进行在进行-氧化氧化,最后生成最后生成琥珀酰琥珀酰CoA,直接进入直接进入TCA代谢代谢.CHCH3 3(CH(CH2 2)n COO)n COO-HOCHHOCH2 2(CH(CH2 2)n COO)n COO-OHC(CHOHC(CH2 2)n COO)n COO-OOC(CH2)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脂肪酸的其他氧化方式脂肪酸的其

27、他氧化方式L-甲基丙二酸单酰甲基丙二酸单酰CoA 消旋酶消旋酶 变位酶变位酶 5-脱氧腺苷钴胺素脱氧腺苷钴胺素 琥珀酰琥珀酰CoA 丙酰丙酰CoA羧化酶羧化酶（生物素）（生物素）ADP+PiD-甲基丙二酸单酰甲基丙二酸单酰CoA ATP+CO2经三三羧酸循酸循环途径途径丙丙酮酸酸羧化支路化支路糖有氧氧化途径糖有氧氧化途径彻底氧化分解底氧化分解 1.奇数碳脂肪酸的氧化：奇数碳脂肪酸的氧化：奇数碳脂肪酸奇数碳脂肪酸CH3CH2COCoA -氧化氧化丙酰丙酰CoA 不饱和脂酸不饱和脂酸 氧化氧化 顺顺 3-烯酰烯酰CoA顺顺 2-烯酰烯酰CoA 反反 2-烯酰烯酰CoA 3顺顺-2反烯酰反烯酰CoA

28、 异构酶异构酶 氧化氧化途径途径 L(+)-羟脂酰羟脂酰CoA D(-)-羟脂酰羟脂酰CoA D(-)-羟脂酰羟脂酰CoA 表异构酶表异构酶H2O 脂肪酸的其他氧化方式脂肪酸的其他氧化方式乙乙酰酰CoA2.2.不饱和脂肪酸的氧化不饱和脂肪酸的氧化不饱和脂肪酸的氧化不饱和脂肪酸的氧化（差向异构酶、还原酶）（差向异构酶、还原酶）1 1）进入进入TCATCA循环循环 2 2）胆固醇生物合成的起始化合物）胆固醇生物合成的起始化合物 3 3）脂肪酸合成前体的角色）脂肪酸合成前体的角色 4 4）生成酮体参与代谢）生成酮体参与代谢(肝脏肝脏及及肾脏肾脏细胞细胞)形成形成乙酰乙酸乙酰乙酸、-羟丁酸羟丁酸和和丙

29、酮丙酮，这三者统称为这三者统称为酮体酮体(四)、乙酰乙酰CoA代谢结局代谢结局酮体的生成和利用酮体的生成和利用l1.概述概述酮体是酮体是肝肝输出输出脂肪脂肪能源的一种重要的形式，是肝脏分解氧化时能源的一种重要的形式，是肝脏分解氧化时特特有的有的中间代谢产物中间代谢产物。酮体具酮体具水溶性水溶性，能透过血脑屏障及毛细血管壁，能透过血脑屏障及毛细血管壁，在正常情况下，酮体是在正常情况下，酮体是脑脑组织的组织的重要重要能源物质。能源物质。在饥饿、糖尿病时，在饥饿、糖尿病时，在饥饿、糖尿病时，在饥饿、糖尿病时，脂肪动员加强，酮体生成过多，超出肝外组脂肪动员加强，酮体生成过多，超出肝外组织利用能力，织利

30、用能力，酮血症酮血症(ketonemia)、酮尿症、酮尿症(ketonuria)、酮症酸、酮症酸中毒等。中毒等。l 2.酮体的生成酮体的生成l 3.酮体的氧化和利用酮体的氧化和利用2.酮体的生成酮体的生成场所：场所：肝脏肝脏 线粒体线粒体原料：原料：乙酰乙酰CoA关键酶：关键酶：-羟羟-甲基戊二酸单酰甲基戊二酸单酰CoA（HMGCoA）合成酶）合成酶（肝中）（肝中）3.酮体的氧化和利用酮体的氧化和利用l l 肝肝肝肝内内内内生酮，肝生酮，肝生酮，肝生酮，肝外外外外利用利用利用利用l l 肝脏向肝外组织输出肝脏向肝外组织输出肝脏向肝外组织输出肝脏向肝外组织输出脂肪酸能源脂肪酸能源脂肪酸能源脂肪酸

31、能源的有效形式的有效形式的有效形式的有效形式 l l 利用酮体的酶有两种利用酮体的酶有两种利用酮体的酶有两种利用酮体的酶有两种:琥珀酰琥珀酰琥珀酰琥珀酰CoACoA转硫酶转硫酶转硫酶转硫酶（心、肾、脑心、肾、脑心、肾、脑心、肾、脑和和和和骨骼肌骨骼肌骨骼肌骨骼肌细胞线粒中）细胞线粒中）细胞线粒中）细胞线粒中）乙酰乙酸硫激酶乙酰乙酸硫激酶乙酰乙酸硫激酶乙酰乙酸硫激酶（心、肾、脑心、肾、脑心、肾、脑心、肾、脑细胞线粒体中）。细胞线粒体中）。细胞线粒体中）。细胞线粒体中）。心、心、肾、脑、骨骼肌骨骼肌细胞胞心、心、肾、脑细胞胞 羟丁酸丁酸-NAD+NADH+H HSCoA+ATP乙乙酰乙酸乙酸琥珀琥

32、珀酰CoA乙乙酰乙酸硫激乙酸硫激酶琥珀琥珀酰CoA转硫硫酶AMP+PPi乙乙酰乙乙酰CoA 琥珀酸琥珀酸硫解硫解酶2乙乙酰CoA三三羧酸酸循循环+-羟丁酸脱氢酶羟丁酸脱氢酶 n n当由当由当由当由琥珀酰琥珀酰琥珀酰琥珀酰CoACoACoACoA转硫转硫转硫转硫酶催化酶催化酶催化酶催化 进行氧化利用时进行氧化利用时进行氧化利用时进行氧化利用时:乙酰乙酸乙酰乙酸乙酰乙酸乙酰乙酸 可净生成可净生成可净生成可净生成2424分子分子分子分子ATPATP，-羟羟羟羟 丁酸丁酸丁酸丁酸可净生成可净生成可净生成可净生成2727分子分子分子分子ATPATP。n n而由而由而由而由乙酰乙酸硫激酶乙酰乙酸硫激酶乙酰

33、乙酸硫激酶乙酰乙酸硫激酶催化催化催化催化 进行氧化利用时进行氧化利用时进行氧化利用时进行氧化利用时:乙酰乙酸乙酰乙酸乙酰乙酸乙酰乙酸则则则则可净生成可净生成可净生成可净生成2222分子分子分子分子ATPATP，-羟丁酸羟丁酸羟丁酸羟丁酸可净生成可净生成可净生成可净生成2525分子分子分子分子ATP ATP。n n丙酮丙酮丙酮丙酮可在一系列酶作用下转变成可在一系列酶作用下转变成可在一系列酶作用下转变成可在一系列酶作用下转变成丙酮酸或乳酸丙酮酸或乳酸丙酮酸或乳酸丙酮酸或乳酸，进而进而进而进而异生成糖异生成糖异生成糖异生成糖。10-4 脂肪的合成代谢 甘油三酯甘油三酯（肝脏、脂肪组织）（肝脏、脂肪组

34、织）磷酸甘油磷酸甘油脂肪酸脂肪酸甘油的磷酸化甘油的磷酸化乙酰乙酰CoA 糖代谢糖代谢磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮 脂肪合成原料：脂肪合成原料：脂肪合成原料：脂肪合成原料：-磷酸甘油磷酸甘油磷酸甘油磷酸甘油 脂肪酸脂肪酸脂肪酸脂肪酸 （一）（一）（一）（一）-磷酸甘油的合成磷酸甘油的合成磷酸甘油的合成磷酸甘油的合成来源有二来源有二来源有二来源有二来自糖代谢：来自糖代谢：来自糖代谢：来自糖代谢：G3-G3-G3-G3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛磷酸甘油醛磷酸甘油醛 -磷酸甘油磷酸甘油磷酸甘油磷酸甘油细胞内甘油再利用细胞内甘油再利用细胞内甘油再利用细胞内甘油再利用(肝、肾组织肝、肾组织肝、肾组织肝、肾组织)此

35、此过程既是程既是细胞内甘油的生成胞内甘油的生成过程又是其再利用程又是其再利用过程程乙酰乙酰CoACoA:来源于来源于G G和和AAAA（丙氨酸脱氨），（丙氨酸脱氨），丙二酰丙二酰丙二酰丙二酰CoACoACoACoA:脂肪酸的直接二碳供体脂肪酸的直接二碳供体脂肪酸的直接二碳供体脂肪酸的直接二碳供体 线粒体中的乙酰线粒体中的乙酰 CoACoA，需通过需通过柠檬酸柠檬酸-丙酮酸循环（或称丙酮酸循环（或称柠檬酸穿梭系统）柠檬酸穿梭系统）运到胞浆中，才能供脂肪酸合成所需。运到胞浆中，才能供脂肪酸合成所需。原料原料酶乙酰乙酰乙酰乙酰CoACoACoACoA羧化酶，辅基为生物素羧化酶，辅基为生物素羧化酶，辅

36、基为生物素羧化酶，辅基为生物素-HCO3脂肪酸合成酶系脂肪酸合成酶系脂肪酸合成酶系脂肪酸合成酶系脂酰基载体蛋白（脂酰基载体蛋白（脂酰基载体蛋白（脂酰基载体蛋白（ACPACPACPACP）（二）（二）脂肪酸的生物合成（软脂酸）脂肪酸的生物合成（软脂酸）地点地点 胞胞浆中中（肝肝脏、脂肪、脂肪等等组织）NADPHNADPHNADPHNADPH -供氢体供氢体供氢体供氢体（来自磷酸戊糖途经）（来自磷酸戊糖途经）（来自磷酸戊糖途经）（来自磷酸戊糖途经）辅助因子辅助因子辅助因子辅助因子ATP ATP ATP ATP-供能供能供能供能乙酰辅酶乙酰辅酶A都是在线粒都是在线粒体内生成的体内生成的(1)(1)乙

37、乙酰CoACoA的穿膜的穿膜转运：运：柠檬酸檬酸-丙丙酮酸循酸循环(2)(2)丙二丙二酰CoACoA形成：形成：乙酰乙酰CoA的活化的活化 乙酰乙酰CoA CoA 丙二酰丙二酰CoACoA脂肪酸合成过程可以分为两个阶段：脂肪酸合成过程可以分为两个阶段：1 1 酰基转移反应酰基转移反应2 脂肪酸（脂肪酸（脂肪酸（脂肪酸（16C16C）的合成）的合成）的合成）的合成 缩合、还原、脱水、还原的碳链加长循环反应缩合、还原、脱水、还原的碳链加长循环反应缩合、还原、脱水、还原的碳链加长循环反应缩合、还原、脱水、还原的碳链加长循环反应转酰基并羧化转酰基并羧化线线粒体基粒体基粒体基粒体基质质 内膜内膜内膜内膜

38、 胞液胞液胞液胞液HSCoAHSCoA柠柠檬酸檬酸檬酸檬酸草草草草酰酰乙酸乙酸乙酸乙酸柠柠檬酸合檬酸合檬酸合檬酸合酶酶H H2 2O+O+乙乙乙乙酰酰CoACoAHSCoA+HSCoA+ATPATP柠柠檬酸裂解檬酸裂解檬酸裂解檬酸裂解酶酶草草草草酰酰乙酸乙酸乙酸乙酸乙乙乙乙酰酰CoACoA+ADP+Pi+ADP+Pi 丙丙丙丙酮酮酸酸酸酸NADH+HNADH+H+苹果酸脱苹果酸脱苹果酸脱苹果酸脱氢酶氢酶苹果酸苹果酸苹果酸苹果酸 NADNAD+柠柠檬酸檬酸檬酸檬酸苹果酸苹果酸苹果酸苹果酸酶酶 NADP NADP+NADPH+HNADPH+H+CO+CO2 2 丙丙丙丙酮酮酸酸酸酸苹果酸苹果酸NA

39、D+NADH+H+苹果酸脱苹果酸脱苹果酸脱苹果酸脱氢酶氢酶 ADP+PiADP+Pi丙丙丙丙酮酮酸酸酸酸羧羧化化化化酶酶 ATPATP+CO+CO2 2(1)(1)乙乙酰CoACoA的穿模的穿模转运运(柠檬酸檬酸-丙丙酮酸循酸循环)1 1 酰基转移反应酰基转移反应乙乙酰CoA羧化化酶（辅基辅基-生物素）生物素）CHCH3 3COSCoA COSCoA ADP+PiADP+PiHCOHCO3 3-+H+H+ATPATPHOOCHOOC-CH-CH2 2-COSCoA-COSCoA 长链脂脂酰CoA-乙乙酰CoACoA柠檬酸檬酸异异柠檬酸檬酸+关关键酶（限速（限速酶酶）(2)(2)乙乙酰CoACo

40、A的的羧化化丙二丙二酰CoACoA的合成的合成提供提供CO2高糖低脂饮食会高糖低脂饮食会促进此酶的合成促进此酶的合成乙酰乙酰CoA羧化酶羧化酶该酶是种蛋白是种蛋白质的复合体，的复合体，其一是生物素其一是生物素羧基基载体蛋白体蛋白BCCP，另外两种蛋白是生物素另外两种蛋白是生物素羧化化酶和和转羧酶 1分子乙酰分子乙酰CoA 和和7分子丙二酸单酰分子丙二酸单酰CoA在在脂肪酸合成酶系脂肪酸合成酶系催化下，催化下，由由NADPH和和H+供氢供氢合成脂肪酸。合成脂肪酸。2、脂肪酸的合成、脂肪酸的合成 （16C）多功能酶多功能酶，一条多肽链上具有一条多肽链上具有7种种不同功能。不同功能。以脂酰基载体蛋白

41、（以脂酰基载体蛋白（以脂酰基载体蛋白（以脂酰基载体蛋白（ACPACP）为中心，周围有序排布）为中心，周围有序排布）为中心，周围有序排布）为中心，周围有序排布着具有催化活性的酶。着具有催化活性的酶。着具有催化活性的酶。着具有催化活性的酶。两个相同单体的两个相同单体的-SH首尾相连首尾相连成成二聚体二聚体才具有才具有活性活性。ACPACP将底物转送到各个将底物转送到各个将底物转送到各个将底物转送到各个酶活性位点酶活性位点酶活性位点酶活性位点上，使脂肪酸合上，使脂肪酸合上，使脂肪酸合上，使脂肪酸合有序进行。有序进行。有序进行。有序进行。有催化活性的酶分别催化有催化活性的酶分别催化有催化活性的酶分别催

42、化有催化活性的酶分别催化酰基转移酰基转移酰基转移酰基转移、缩合、加氢、缩合、加氢、缩合、加氢、缩合、加氢、脱水脱水脱水脱水和和和和硫解硫解硫解硫解反应反应反应反应脂肪酸合成酶系脂肪酸合成酶系有7种酶活性和一个酰基载体蛋白质。脂肪酸合成中的脂肪酸合成中的脂酰基载体脂酰基载体辅基：辅基：酰基载体蛋白酰基载体蛋白ACP:ACP:相对分子量较低的蛋白质，相对分子量较低的蛋白质，它的辅基是磷酸泛酰巯基乙胺，它的辅基是磷酸泛酰巯基乙胺，后者与后者与ACPACP的的SerSer残基相连，另一残基相连，另一端的端的SHSH基与脂酰基形成硫酯键。基与脂酰基形成硫酯键。它在脂肪酸的合成中它在脂肪酸的合成中相当于相

43、当于脂肪酸降解中脂肪酸降解中乙酰辅酶乙酰辅酶A A的作用。的作用。两两类酰基基载体体ACP的的辅基基磷酸泛磷酸泛酰巯基乙胺基乙胺与与辅酶A的的组成部分成部分一条多肽链上具有7种酶 脂肪酸合脂肪酸合酶催化形成脂肪酸的反催化形成脂肪酸的反应共有共有7步步分别为：1、启动：乙酰-CoA：ACP转酰酶2、装载：丙二酸单酰CoA:ACP转酰酶3、缩合：-酮酰-ACP合酶4、还原：-酮酰-ACP还原酶5、脱水：-羟酰-ACP脱水酶6、还原：烯酰-ACP还原酶7、释放：软脂酰-ACP硫酯酶一条多肽链上具有7种酶n n过程：由过程：由酰基转移、缩合、还原、脱水、再还酰基转移、缩合、还原、脱水、再还原原反应构成

44、的重复加成过程。反应构成的重复加成过程。酰基转移反应：酰基转移反应：（启动与装载)乙酰CoA乙酰-ACP丙二酸单酰CoA丙二酸单酰-ACP乙酰乙酰CoA酰基转移酶酰基转移酶丙二酸单酰丙二酸单酰丙二酸单酰丙二酸单酰CoACoA转移酶催化转移酶催化转移酶催化转移酶催化l 缩合反应：缩合反应：乙酰乙酰-ACP和丙二酸单酰和丙二酸单酰-ACP缩合缩合生成生成-酮脂酰酮脂酰-ACP（乙酰乙酰（乙酰乙酰-ACP）。）。l第一次加氢反应：第一次加氢反应：乙酰乙酰乙酰乙酰-ACP在在-酮脂酰酮脂酰-ACP还原酶催化下，由还原酶催化下，由NADPH+H+提供提供2H，还原为，还原为-羟丁酰羟丁酰-ACP。乙酰乙

45、酰乙酰乙酰-ACP-酮脂酰酮脂酰-ACP还原酶还原酶l脱水反应：脱水反应：-羟丁酰羟丁酰-ACP在在-羟脂酰羟脂酰-ACP脱水酶脱水酶作用下，作用下，其其与与碳原子间脱去一分子水生成碳原子间脱去一分子水生成烯丁酰烯丁酰-ACP（反式）。（反式）。-羟丁酰羟丁酰-ACP-羟脂酰羟脂酰-ACP脱水酶脱水酶l第二次加氢反应：第二次加氢反应：-烯丁酰烯丁酰-ACP在在-烯脂酰烯脂酰-ACP还原酶还原酶作用下，接受作用下，接受NADPH+H+提供的提供的2H生成丁酰生成丁酰-ACP。-烯丁酰烯丁酰-ACP-烯脂酰烯脂酰-ACP还原酶还原酶丁酰丁酰-ACP丁酰丁酰-ACP是脂肪酸合成的第一轮产物，是脂肪酸

46、合成的第一轮产物，丁酰丁酰-ACP又可以在又可以在-酮脂酰酮脂酰ACP合成酶合成酶催化下催化下 丙二酸单酰丙二酸单酰-ACP，再经过上述再经过上述缩合、加氢、脱水、加氢缩合、加氢、脱水、加氢循环反应，增加循环反应，增加两个碳原子，释放一分子两个碳原子，释放一分子CO2，消耗两分子，消耗两分子NADPH，经过，经过6次重复后合成软脂酰次重复后合成软脂酰-ACP；软脂酰软脂酰-ACP，并在，并在硫酯酶硫酯酶催化下水解释放出软脂催化下水解释放出软脂酸酸 乙乙酰CoA7丙二酸丙二酸单酰CoA14NADPH14H+软脂酸脂酸14NADP14NADP+7CO7CO2 26H6H2 2O O8CoA-SH8

47、CoA-SH脂肪酸合成脂肪酸合成酶系系 （7 7次循次循环）软脂酸（16C）合成的总反应式：脂肪酸合成的特点：脂肪酸合成的特点：1.在细胞质中进行;2.有CO2的加入和放出;3.由甲基端向羧基断合成;4.用NADPH作为还原剂。软软 脂脂 酸酸 的的 合合 成成 总总 图图合成氧化细胞中部位细胞质线粒体酶系7种酶，多酶复合体4种酶分散存在酰基载体ACPCoA二碳片段丙二酸单酰CoA乙酰CoA电子供体（受体）NADPHFAD、NAD循环缩合、还原、脱水、还原氧化、水合、氧化、裂解-羟脂酰基构型D型L型底物穿梭机制柠檬酸穿梭脂酰肉碱穿梭对HCO3-及柠檬酸的要求要求不要求方向甲基到羧基羧基到甲基能

48、量变化消 耗 7个 ATP及 14个NADPH，共49ATP。（7FADH2+7NADH-2ATP）共33ATP产物16碳酸以内的脂肪酸。18碳酸可彻底降解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 体内有体内有两两种不同的酶系可以催化种不同的酶系可以催化碳链的延长碳链的延长:（三）脂肪酸碳链的延长（三）脂肪酸碳链的延长(16C以上以上)内质网内质网内质网内质网脂肪酸延长酶系脂肪酸延长酶系脂肪酸延长酶系脂肪酸延长酶系 用丙二酸单酰用丙二酸单酰用丙二酸单酰用丙二酸单酰CoACoA作为作为作为作为C2C2的供体，的供体，的供体，

49、的供体，NADPHNADPH作为作为作为作为H H的供体的供体的供体的供体，中间过程和脂肪酸合成酶系的催化过程相同中间过程和脂肪酸合成酶系的催化过程相同中间过程和脂肪酸合成酶系的催化过程相同中间过程和脂肪酸合成酶系的催化过程相同，产物主为产物主为产物主为产物主为2424碳碳碳碳硬脂酸。硬脂酸。硬脂酸。硬脂酸。线粒体线粒体线粒体线粒体脂肪酸延长酶系脂肪酸延长酶系脂肪酸延长酶系脂肪酸延长酶系 以乙酰以乙酰以乙酰以乙酰CoACoA为为为为C2C2供体，不需要酰基载体，由软脂酰供体，不需要酰基载体，由软脂酰供体，不需要酰基载体，由软脂酰供体，不需要酰基载体，由软脂酰 CoA CoA与乙酰与乙酰与乙酰与

50、乙酰CoACoA直接缩合，直接缩合，直接缩合，直接缩合，产物主为产物主为产物主为产物主为24242626碳硬脂酸碳硬脂酸碳硬脂酸碳硬脂酸。1、糖代谢对脂肪酸合成的调节、糖代谢对脂肪酸合成的调节乙酰乙酰CoA羧化酶的别构调节物羧化酶的别构调节物抑制剂：抑制剂：软脂酰软脂酰CoA及其他及其他长链脂酰长链脂酰CoA 激活剂：激活剂：柠檬酸、异柠檬酸、乙酰辅酶柠檬酸、异柠檬酸、乙酰辅酶A（四）脂肪酸合成的调节（四）脂肪酸合成的调节糖代谢调节糖代谢调节激素代谢调节激素代谢调节l糖代谢加强，糖代谢加强，糖代谢产生的糖代谢产生的乙酰辅酶乙酰辅酶A及及柠檬酸柠檬酸别构激活别构激活乙酰辅酶乙酰辅酶A羧化酶羧化酶